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矿井水范文1
【关键词】 矿井水;代替;低温水;改造
一、现状
目前我公司化产生产系统冷却用的低温水来源为群井深井泵所供和冷水机组将二次水再生。夏季用水量最大时为240-250m3/h,低温水的压力为0.18-0.22Mpa,其中初冷器用水量为200 m3/h。我公司区域内有原一矿大井口,大井内矿井水资源丰富,水质经化验不适宜生活用水,可用于生产用水。现有闲置的一路外径为377的管道(原供砖厂的煤气管道),距大井口约40米,距化产车间鼓冷工段初冷器低温水进水管约15米,距氨苯工段约10米。为了降低生产用电,节省电量、电费,降低生产成本,提高经济效益,制定了《矿井水代替低温水使用改造方案》。
二、改造方案
(1)在大井口安装1台深井泵:购置1台深井泵 。(2)对闲置的煤气管道进行检修、清理,达到通水要求。(3)深井泵出水管道和初冷器低温水进水管道分别与检修后的煤气管道连接。矿井水通过深井泵及管道进入初冷器,与综合水泵房来的低温水共同对初冷器进行换热,初冷器低温水流量的大小由综合水泵房低温水泵出口阀门进行调节。如果出现特殊情况(如检修、故障等)可调节综合水泵房低温水泵出口阀门,恢复原来的供水工艺。矿井水代替50%化产回收系统使用的低温水。换热后的二次水回到二次水池,供冷水机组、洗煤及消防用。
三、设备选型计算
(一)管路的选择计算
1.管材的选择。因大井口至水工段蓄水池这段管路压力小于1Mpa/cm2,铸铁管价格低,确定除个别管段(不能埋入地下或车辆的过道地段管道),使用钢管外,其它全部选用铸铁管。
2.管径的计算
因 d=√Q/900πv
取供水管的经济流速Vg=2米/秒,流量Q按200 m3/h。
则 d=√Q/900πv=√200/900*3.14*2=0.188m
根据计算,选择外径219mm壁厚7mm的钢管和Dg200mm、L=1500mm的铸铁承插口直管。现有拆下外径为377mm的旧钢管约200米可利用,减少投资。
供水管流速的计算:
Vg=Q/900*3.14*d2=200/900*3.14*0.2*0.2=1.77米/秒
符合经济流速vg=1.5-2.2米/秒的要求。
(二)管路阻力损失的计算
V=Q(m3/h)/900*3.14*d2
Hg=λ*L*V2/d*2g
Hj=ξ*V2/2g
管路流动阻力损失为:
1.泵管的沿程损失
Vb=200/900*3.14*0.15*0.15=3.15米/秒
Hb=0.0332*80*3.15*3.15/0.15*2*9.8=8.96米
2.给水管沿程损失
(1)200mDg200管段
Hg1=0.0304*200*1.77*1.77/0.2*2*9.8=4.86米
(2)200mDg350旧管管段
Vg=200/900*3.14*0.353*0.35=0.578米/秒
Hg2=0.0258*200*0.578*0.578/0.35*2*9.8=0.251米
合计:Hg =4.86+0.251=5.111米
3.局部阻力损失
阻力损失系数=10*0.294+0.04+0.007=2.98
其中,0.294为弯头的阻力系数,0.04为阀门的阻力系数,0.07为异径管的阻力系数。
Hj=2.98*1.77*1.77/2*9.8=0.48米
4.动能水头损失
Hd=3.15*3.15/2*9.8=0.51米
5.管路的总阻力损失
Hz=(8.96+5.11+0.48+0.51)*1.7=15.06*1.7=25.60米
1.7―考虑管路使用日久后,在管子内壁积有沉淀物而使阻力增加的附加阻力损失。
(三)水泵的选择计算
1.流量选择200 m3/h
2.水泵扬程的计算:经测量大井水位距井口面为61米,大井口与蓄水池高差5.2米,泵入水深度按20米、水位下降按10米计算:
H=71+25.6-5.2=91.4米
根据流量和计算扬程,查产品样本选用300QJT200-90/3型潜水泵,天津市潜水电机水泵厂产,流量:200 m3/h,扬程90米,电机功率:75千瓦。
四、改造后的效果
1.节省电量、电费
(1)吨水耗电量
该方案的吨水耗电量:
时电量/时流量=75/200=0.375kwh/t
群井吨水耗电量现状:
时电量/时流量=120/125=0.96 kwh/t(1#、2#泵);140/125=1.12 kwh/t(4#泵);75/80=0.937 kwh/t(3#),平均0.969 kwh/t。
(2)按吨水耗电平均数0.969 kwh/t,每吨水节电 0.594kwh;电价按0.64元/kwh计算,吨水节电费约为0.38元。
矿井水范文2
Abstract: In order to solve the problem of the mining area water resources shortage, improve resource utilization efficiency of mine water, this paper started from the overall requirements of "security, conservation of resources, reduce costs, improve the efficiency of management and control", analyzed some advanced water management practices of Meihuajing mine, explored a set of suitable model of mine water reuse, that is roof draining water and the other kinds of drainage hierarchical utilization model. The research of this paper has important significance to promote the utilization of mine water resources.
关键词:水资源;矿井水;复用
Key words: water resources;mine water;reuse
中图分类号:TD742 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)30-0016-02
0 引言
目前,在我国煤炭采出量中,95%以上以井工开采为主,在煤炭开采过程中将涌出大量的矿井水,受资金、技术和管理理念的限制,我国矿井水的利用率一直相对较低,平均仅为22%。水资源作为一种宝贵的基础资源,有力地支撑了国民经济和社会长期平稳较快发展。矿井水也是一种水资源,大量的矿井水被直接外排,不仅造成水资源的浪费,还将对周围的环境造成污染。因此,必须强化对矿井水的管理,使矿井水资源得到有效、充分的利用,才能彻底改变当前这种局面[1-2]。神宁集团梅花井煤矿作为一个现代化、数字化、智能化的矿井在矿井水管理和利用方面探索出了一条科学、合理的路子。
1 梅花井煤矿矿井水管理分析
梅花井煤矿矿井水管理按照布局科学、高效便捷、先进实用、安全可靠的要求[3],建成了主排水泵房监控、环境安全监测监控、综采工作面设备监测、通信联络等信息化系统,实现了矿井+850主排水泵房水泵远程“一键启停”、水泵房“无人值守”、环境安全信息“实时监控”和精细化管理系统,充分发挥了信息技术在矿井水管理中保障安全、节约资源、降低成本、提高管控效率的作用。梅花井煤矿矿井水管理的主要做法体现在以下四个方面:
1.1 建设完善“四大系统”
按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)的精神,梅花井矿组织实施和完善了矿井水监测监控系统、供排水施救系统、紧急避险系统和通信联络系统。
建立健全了“四大系统”管理机构,配备管理人员、专业技术人员、值班人员和维护人员等,建立健全“四大系统”管理制度,明确责任。“四大系统”管理机构实行了24小时值班制度,当系统发出报警、断电、馈电异常、系统故障等信息时,及时上报并处理。
1.2 推广矿井水监测系统“无人值守”
梅花井煤矿矿井水管理从“保障安全、节约资源、降低成本、提高管控效率”总体要求出发,于2013年对+850主排水系统和11采区排水系统进行改造,并配套建设完善关键部位以及各机房的通信联络系统和视频监控联动系统,实现了无人值守。
结合该矿的生产实际,在地面调度室使用远程集控,实现了+850主排水泵房水泵“一键启停”;+850主排水泵房和11采区取水泵房通过技术改造,均实现无人值守。
矿井排水系统实施无人值守改造后,共计核减现场岗位操作工人21名,实现了设备数据采集离散化,设备控制集中化、智能化的目标;做到设备操作在矿调度中心,减少了现场操作人员,提高了安全管控系数,充分发挥了信息化带动煤矿安全生产的作用。
同时对井下11个环形水仓,52个临时水仓安装自动监测排水设备,完成对小水泵自动监测改造工程。
1.3 矿井水管理精细化
为实现对矿井水的监控,梅花井煤矿实施矿井水精细化管理系统,通过全方位、全过程控制,加强矿井水利用和控制,杜绝浪费,实现矿井水的控制、分析、考核一体化。
矿井水的精细化管理,精细到工程、精细到班组、精细到人员。在业务流程处理的过程中实现定额控制,复用率监控,超排放预警,自动统计,数据分析的功能,达到日事日毕、日清日高,在透明、公平、公正、公开的基础上进行考核,进而提高员工复用矿井水的积极性,节约资源、降低成本,实现双增双节的目标。
该系统充分考虑了先进性和实用性,系统具有良好的人机界面,系统与管理人员交互简单、明了,同时适合矿管理人员的操作习惯,为管理层提供个性化的图表。
1.4 其他方面
一是致力于技术创新,与中国矿业大学、西安科技大学等国内知名院校加强技术合作与系统开发,在改进生产工艺、水文监测监控方面取得了一定突破,实践了产、学、研结合新路子。
二是成立了以矿长为组长,各专业负责人为成员的矿井水利用与控制工作推进领导小组,对矿井水管理进行规划,确定主要实施内容、资金投入、实施步骤、考核指标等。
三是建立健全矿井水管理的保障机制,同时强化新技术、新工艺的应用,努力做到排水、供水、生态环保的有机结合,确保矿井水的有效控制和利用[4]。
2 梅花井煤矿矿井水复用模式探索[5-6]
结合矿井实际,梅花井煤矿逐步探索了一条符合自身特色的矿井水复用模式,即井下岩层顶板探放涌水+矿井各类排水分类分层次利用模式(如图1所示)。
2.1 顶板探放涌水利用
根据地质勘探资料,梅花井煤矿在各回采工作面辅运巷及掘进巷道指定地点,沿回采或掘进方向以100m间距(局部受联络巷、调车硐室影响可调)施工顶板探放水钻孔,利用导水管将顶板涌水收集到专用的集水箱,这种首创的井下集水箱就是利用人工自制的铁制存储罐,实现转移、储存顶板探放涌水。集水箱收集的顶板涌水属于无污染的矿井水,被直接用于采掘工作面。其利用方式分两个方面,一是喷雾降尘,主要作为回采工作面或掘进工作面的洒水、井下各转载点的洒水以及各辅运巷、回风巷、运输巷的风流净化水幕;二是设备冷却,主要作为回采工作面三机冷却水使用。
2.2 矿井各类排水利用
矿井的各类排水通过矿井污水处理系统处理后实现循环利用。复用方式集中体现在以下五个方面:
一是再造鸳鸯湖补水。梅花井煤矿周边有两个10000m2的人工湖,受干燥气候影响,湖水蒸发量较大。被处理的矿井水经环保在线监测系统检验合格后,为梅花井周边鸳鸯湖提供补充水,及时补充湖水量,从根本上改善周围生态环境系统,形成矿区“周围美化圈”。
二是井下消防、洒水。井下消防、洒水系统实际就是煤矿井下给水系统。为了满足井下防灭火和洒水需要,梅花井煤矿将矿井水并入井下消防洒水系统使用,极大地节约了水耗。
三是多功能胶体防灭火系统制浆用水。为了对矿井火灾进行有效地预防和在紧急情况下快速反应,迅速控制火灾,减少灾害损失,梅花井煤矿建立了一套多功能胶体防灭火系统,整套系统运行需要大量的水,矿井水用于该系统较好的解决了系统制浆用水的问题。
四是选煤厂生产补充水。由于梅花井煤矿选煤厂洗煤所用水量不断增加,造成水耗成本逐年上升。为解决选煤厂洗煤用水的问题,提高矿井水利用效率,实现节约资源、降本增效目标。根据现场实际情况,经过集团公司有关部门协调,决定从污水处理站至洗煤厂铺设一条Φ108mm的管路,完善现有管路系统,管路延伸至洗煤厂配水点,彻底解决洗煤厂洗煤用水的问题。
五是矿区生活用水。梅花井煤矿按照因地制宜、见缝插针的绿化原则。在围墙四周种植浓密的行道树,地下式的建构筑物上部覆土后种植草皮。利用矿区办公楼和联建楼前较大的面积作重点绿化,并配置花坛、草坪、绿篱、小品等,充分绿化和美化矿区环境。目前,矿区绿化面积1820m2,绿化系数20%。矿区生活用水方面,矿井水主要被用于矿区绿化用水,营造了优美和谐的生产生活环境,建成了矿区“中心美化圈”。另外,矿井水也被用于矿区的防灭火、景观喷水和道路的日常洒水等。
3 小结
目前,我国矿井水的利用率不足30%,提高矿井水利用率是解决矿区水资源短缺的重要举措。只有不断提高矿井水管理水平,探索符合矿区实际的矿井水复用模式,才能实现矿井水价值的最大化利用。事实表明,矿井水资源化利用具有显著的环境效益、经济效益和社会效益,推进矿井水资源化利用已经成为行业共识。
参考文献:
[1]秦树林,斯乾佐,申屠民良,等.发展循环经济实现矿井水资源化利用[J].能源环境保护,2005,19(6):59-64.
[2]何绪文,杨静,邵立南,等.我国矿井水资源化利用存在的问题与解决对策[J].煤炭学报,2008,33(1):63-66.
[3]郭雷,张硌,胡婵娟,等.我国矿井水管理现状分析及对策[J].煤炭学报,2014,39(S2):484-489.
[4]武强.我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望[J].煤炭学报,2014,39(5):795-805.
矿井水范文3
【关键词】煤矿 矿井 水害 综合防治一、矿井水灾的危害
矿井水灾对矿井生产危害较大,轻则影响矿井生产效率,重则造成淹井人亡的恶性事故,具体来说主要表现在以下几个方面:恶化生产环境。可造成巷道积水,顶板淋水使工作面及附近巷道空气潮湿,工作环境恶化,影响个人身体健康;增加排水费用,提高吨煤成本。矿井水的大小直接关系到排水设施、设备和排水费用;缩短生产设备的使用寿命。水对金属设备、设施具有腐蚀作用;损失煤炭资源。主要是指隔离煤柱的煤损;引起瓦斯积聚、爆炸和硫化氢中毒;当矿井水的水量超过矿井的排水能力或发生突然涌水时,轻则造成矿井局部停产或局部巷道被淹没,重则造成矿井淹没、人员伤亡,被迫停产、关井。
二、矿井水害的综治防治
(1)进一步完善水害防治各项规章制度。煤矿企业要结合各自实际情况,补充完善矿井中长期防治水规划、年度防治水计划、水害防治工作方案、应急预案等各项防治水技术措施,并组织实施,确定矿井水害防治的工作重点。要健全和完善地下水动态观测网,定期开展水害隐患排查,根据矿井年度、季度、月度生产(建设)作业计划,进行水害预测预报。建立和完善防治水考核制度,落实日常探放水孔进尺验收记录考核工作;完善矿井探放水制度,严格落实“防、堵、疏、排、截”和“有掘必探、先探后掘"等综合防治水措施。
(2)狠抓探放水队伍建设。煤矿防治水工作是一项系统工程,贯穿建井、生产乃到闭坑全过程。煤矿企业要积极引进煤炭院校主体专业(地测方面)的大中专毕业生,聘请有经验的专业防治水技术人员充实优化目前的防治水管理队伍;井下探放水队伍要逐步实现以中专、技校毕业生为主,形成探水、放水、监测监控的专业化队伍。要提高防治水队伍的工资水平。煤矿防治水费用要列入当年矿井生产安全费用计划。
(3)严格执行井下探放水规定。煤矿企业要及时按规定编制探放水设计,严格按设计进行探放水。必须严格执行“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”,严禁在水文地质条件不清和掘前不探的情况下生产(建设)作业。要进一步强化采空水、老空水、构造水等积水的探放工作。在探放水前,必须查明采空区的空间位置、积水量和水压,撤出探放水点以下受水害威胁区域的所有人员,预计有瓦斯或其它有害气体时,还必须认真检查空气成分,矿井有突水征兆时,立即撤出井下所有人员,严格落实“有疑必停、有险必撤”的紧急措施。同时进一步完善防排水设施,矿井防排水能力必须按规程标准进行配套,达不到的要停产整顿,限期达标。
(4)进一步强化煤矿水害防治工作的安全监管。要全面落实上级有关水害防治的工作部署,要落实日常安全检查包保责任制,认真履行对煤矿安全的日常性、经常性检查和监管执法职责。特别要针对水害隐患工作中存在的问题、矿井水文地质类型,制定分类指导意见,周密部署安排,督促企业认真落实水害防治责任制,强化各项措施,对辖区内煤矿水害隐患登记建档,督促企业对查出的隐患进行整改。
(5)加强“雨季”三防工作。煤矿企业必须就防范暴雨洪水进行隐患排查和专项整治,彻底消除隐患。井口标高低于历史最高洪水水位的矿井要有应急措施;对洪水可能淹没的废弃老窑井口必须按规定填实封死,或在井口浇注1个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板,严防地表水倒灌井下导致淹井。雨季要安排专人负责对本井田范围及可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙,以及可能影响矿井安全的水库、湖泊、河流、涵闸、堤防工程等重点部位进行巡视检查,特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后,要实施24小时不问断巡视。建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度,发现暴雨洪水灾害’严重,可能引发淹井时,必须立即停产撤人,只有在确认隐患已彻底消除后方可恢复生产。
(6)加强水害应急救援和职工防治水安全知识培训。相关部门要制订完善水害应急预案,建立区域抢险排水基地,增置各类排水设备,定期对设备进行检修,保证设备完好,以提高抢险救灾能力和效果。煤矿企业也要储备足够的抢险物资和设备,确保抢险救灾时能够及时到位并发挥作用。煤矿企业要结合典型水害案例,加强对职工水害防治知识的培训和教育,提高安全生产技能和综合素质。制定并不断完善矿井水害应急预案,开展应急预案的演练,使职工掌握逃生的路线。煤矿企业发生透水后,要立即启动矿井水害应急预案,并按规定及时上报有关部门,积极开展救援工作。
三、防治水的技术措施
(1)防。在矿井设计时,井口和工业场地应选择在不受洪水威胁的地点,井口和工业场地内的主要建筑物的标高,必须高出当地历年的最高洪水位;如因地形限制,难于找到合适的井筒位置,就应修筑坚实的高台,以使井口标高高出历年最高洪水位。矿区地表的塌陷区(包括塌陷裂缝、塌陷洞等)、废弃的钻孔及小窑古并等,要用钻土和石块堵塞、填平、夯实,对于较大范围的塌陷坑和裂缝塌陷区,如果填塞工程量太大,或固某些原因不能进行填塞时,也可采取在其外国挖掘环状排水沟截水,不使雨水汇集。对于流经矿区的河流和沟渠,如确实查明有水流漏失情况,并对矿井安全构成威胁,可在矿区水流漏失地段,用粘土、料石或水泥修筑加固。这种办法多用于流量不大或季节性河流,对于水量较大的河流,可采取改道的办法。河流改道虽可彻底解决河流对矿井安全的威胁,但工程大,耗资多,还要涉及到当地的农业生产等许多问题,故不轻易采用,需作认真的调查和全面的经济比较后再作决定。
(2)疏。对矿区内的大面积积水或防水汇集水,可开掘疏水沟渠将积水排走。如果积水流不出去,可以开凿隧洞,把水引到矿区以外。修筑疏水沟渠时,应避开煤层和含水层露头、地表裂缝等,以防地表水渗入井下。
矿井水范文4
Abstract: It discussed the importance of the use of mine water and analyzed the status of water use of Kailuan mine,as well as problems in the future. It proposed some measures and recommendations on the use of mine water for reference.
关键词: 矿井水;利用;措施
Key words: mine water;use;measures
中图分类号:TD98 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)08-0187-02
1矿井水利用概述
矿井水利用是国家支持鼓励发展的资源环保型综合利用项目,国务院关于全面落实《节能减排综合性工作方案》的通知,在实施水资源节约利用方面,强调要加快重点行业节水改造及矿井水利用重点项目的实施,指出要在“十一五”期间实现新增矿井水利用量26亿m3。国家发改委的《矿井水利用专项规划》,提出到2010年全国煤矿矿井水利用率达到70%,开滦集团公司作为百家国家节能重点企业与河北省政府签订了节能目标责任书,到2010年实现节能9.65万t标准煤、矿井水利用率达到70%以上。开滦集团把废弃物综合利用作为一个重要的产业做强做大。
河北省属于缺水省份,唐山市是严重缺水城市之一,人均水资源占有量仅为全国的1/6。随着唐山经济的快速发展,曹妃甸新区的开发,以及大型发电、煤化工、焦化项目建设,水的用量越来越大,价格不断升高,进一步加剧唐山市水资源短缺的危机。目前,由于海水淡化的成本约为5.0元/t,而利用矿井水的成本仅为1.1元/t,矿井水的综合利用经济效益显著。另外随着人们生活水平的提高,对饮用水水质的要求也逐步提高,而开滦伴随着矿井煤炭开采,要排出大量的矿井水,最近国家对环境保护、节能减排力度的不断加大,为如何充分合理利用矿井水提供了一系列优惠政策,我们应根据国家政策导向,加快矿井水利用的力度,对已实施的矿井水项目进行技术改造,通过矿井水处理技术的深入研究,提高矿井水的利用率,不仅可以解决矿区严重缺水状况,缓解城市供水压力,扩大工业用水水源,而且有利于实现节能减排,保护环境。提高矿井水综合利用效果,具有非常重要的现实意义。
2开滦矿井水利用现状
开滦早在二十世纪六十年代就对矿井水开始了利用,八十年代以后扩大了利用范围,使矿井水利用量逐年增加。主要采取建设净化水厂、矿井清污水分流等方式将矿井水处理后作为生活饮用水和工业用水。目前开滦矿区建成净化水厂6座,净化水设施16处。包括唐山矿、赵各庄矿、范各庄矿、吕家坨矿四个生活饮用水矿井水净化水厂,钱家营矿、林西矿两个工业中水矿井水净化水厂,矿井水日净化处理能力达到8.3万t/d,2007年开滦加快矿井水利用步伐,仅2007年到2008年集团公司矿井水利用项目建设投资6500万元,目前,开滦矿区总涌水量180.66 m3/min,利用量115.08 m3/min,矿井水利用率达到63.7%。(如表1)
3矿井水利用存在的问题
3.1 建议设置矿井水专门管理部门随着集团公司矿井水利用的规模越来越大,再加上污水处理,水源热泵等相关工作,应该设置一个专门的矿井水的管理部门,从矿井水的规划利用到矿井水的项目建设,以至于矿井水的使用管理,直到定期检查验收,以保证矿井水利用工作安全有保证,经济效益最大化。目前水厂属于多头管理,有的属于社区,有的属于主业管理,存在技术管理上比较薄弱,信息比较闭塞,不能有效地适应目前矿井水利用工作的形势要求。
3.2 水厂的水质问题需要进一步研究解决六座净化水厂林西矿、钱家营矿水厂主要供电厂、洗煤厂等工业和卫生用水,其余四座水厂都用作矿内或居民生活用水。目前,矿井水处理工艺基本都采用混凝沉淀过滤消毒的常规处理方法,个别水厂的矿井水水质还存在一定问题,主要是处理后水质硬度偏高。另外,随着综合机械化开采的普及,矿井水里或多或少都有乳化液、油污等成分,需要经过科研攻关,对水厂的处理工艺上还需要进一步完善。
3.3 中水没有充分回收利用钱家营矿于1989年建成并投产使用矿井水净化水厂,日处理能力7.2万吨/天,但是因为工人洗浴后多出现皮肤瘙痒现象,后来只有一部分用为作洗煤用水,其余都外排,没有得到充分利用。钱家营矿、唐山矿、东欢坨矿矿井水处理设施及其它生活污水处理厂外排的水都可以叫中水,可以用作绿化、浇洒马路、洗车、冲厕等用水,但目前没有得到充分利用,造成水资源的浪费。
3.4 矿井水计量工作及供水管网需要进一步完善国家《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB17167-2006)要求一级水表配备率100%、二级水表95%、三级水表80%。目前现状是各矿一级表能达到100%,二、三级表配备率只有10~20%。如此低的配备率,一是不符合国家标准,造成估算用水量人为因素大,起不到对重点用水部位比如锅炉房、更衣室、洗衣房、洗煤厂节约用水的约束作用,也无法对这此单位进行严格的用水考核,节奖超罚的节水管理制度难以落实。
供水管路的老化造成跑冒滴漏严重,不仅造成大量水的流失,同时也对安全供水构成威胁。2009年6月25日,开滦机电区域部分小区居民发生腹泻症状,就是管路老化引起的水污染,为我们安全供水敲响了警钟。
4加强矿井水利用工作的建议和措施
4.1 对开滦已建成运行的唐山矿、赵各庄、林西、钱家营、范各庄、吕家坨六个净化水厂和生活污水处理厂统一管理,对钱家营水厂实施技术改造工作,提高运行效率。
4.2 加快新建东欢坨、林南仓净化水厂项目,不断提高矿井水的利用率。以满足2010年矿井水利用率达到70%的奋斗目标。
4.3 作为生活饮用水水源的净化水厂,实施深度处理工艺。一是进行工艺改进,以去除水中乳化液、油脂、硬度等成分,使水质达到国家生活饮用水标准;二是采用膜处理工艺,使矿井水最终处理成高质量的桶装或瓶装矿泉水或纯净水,满足职工对水质的高标准要求。
4.4 完善节约用水的相关管理制度,加强用水部位的计量管理,逐步改造老化的供水管网,提高中水的利用率。建议对集团公司淋浴系统全部改装成感应式淋浴喷头,以节约洗浴用水。
4.5 积极开展矿井水利用科技攻关。针对国内外研究的不足及开滦矿井水的硬度高、浊度大、铁锰及硫酸盐含量高的特点,集团公司与河北理工大学合作,采用国内外最先进的纳滤膜技术、生物活性膜技术、反渗透技术应用于矿井水研究,以取得突破性的成果,以保证把矿井水利用工作不断推向深入。
矿井水范文5
关键词:矿山安全;矿井水害;基本特征;老空水治理措施
中图分类号: TD167 文献标识码: A 文章编号:
近年来,随着山西煤矿整合,各级领导和煤矿对防治水工作高度重视,成立了专门防治水组织机构和配备探放水设备,在资金投入和人员配备上,在防治水管理和制度上,在防治水教育培训上,都有了一定的进步,但是,整合下来的煤矿,煤矿防治水和水害威胁仍旧是当前和今后的工作重点,煤矿的水害事故依然发生,防治水所面临的形势依然严峻,现就煤矿的事故案例和盖州煤业的防治水现状,说明水害防治水综合防治工作的开展和治理情况。
1矿井水害概念及事故案例
矿井水害是指矿井在建设开发过程中,不同形式、不同水源的水通过某种途径进入矿坑,并给矿井建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。并不是所有的矿井都存在水害,矿井水害的形成和发生是建立在特定的环境和条件之下的。在分析和判断矿井水害及其特点时,都必须明确3个条件:充水水源的特征,充水途径的类型,充水强度。矿井水害的产生是上述3个条件特定结合的结果,不同结合会产生不同类型的矿井水害。在矿井防治水工作中,只有将这3个因素结合起来进行系统研究和分析才有实际意义,也只有同时搞清 3 个条件及其各自的性质后,才能制定出切合实际的、行之有效的防治水技术方法和工程实施方案。
2010年3月28日14时30分左右,中煤集团一建公司63处碟子沟项目部施工的华晋焦煤公司王家岭矿业北翼盘区101回风顺槽发生透水事故,初步判断为小窑积存老空水。事故造成153人被困,经全力抢救,115人获救,另有38名矿工遇难。从这起事故来看,事故直接原因是超前钻探落实不力,对采空区的判断错误,在管理上抓生产忽略安全。事故的间接原因是对防治水不重视,领导对防治水管理隐患排查落实不到位,职工的培训教育不到位,各级部门对防治水管理工作监管不力,防治水防范意识和安全意识不到位。
2矿井水害的基本特征及成因
我国是世界上矿井水害最严重的国家之一,而采煤工作面和巷道顶底板隔水层的岩溶承压水所造成的突水事故占我国矿井水害事故的30%以上。长久以来,针对主采煤区域含水层富水分布特性进行的物探勘探、水压与隔水层之间的相互影响、地面长观孔数据变化等关系成为采煤工作面及矿井是否会发生突水的核心研究问题。
我国煤矿水害目前具有的特征是:①矿井水害已严重制约着我国煤矿的安全生产。②我国煤矿防治水工作已受到了煤矿企业和安全生产监管部门的重视,对矿井水害的防治工作进行了一定的投入研究。虽然水害事故逐渐持续下降,但是每年仍有数百人死亡,特大型水害事故没有明显的改善。③由于我国煤矿水文地质条件较为复杂,煤矿生产企业的防治水技术和设备差别较大,造成乡镇矿井水害事故占据比例较大。④矿井水害的突水源主要是老空水,其次为地表水和岩溶水等。⑤矿井水害分布不均匀,个别地区矿井水害事故较多。⑥矿井水害主要发生在矿井煤层采掘巷道的迎头和采煤工作面。这主要是由于掘进过程中遇到的隐伏导水造成的补给水突入矿井。
其造成矿井水害的主要原因是:①对于矿井水害防治的防范措施不完善,对采空区积水及废弃矿井积水危险性的认识不足。②对掘进过程中的隐伏导水构造的探查和预测技术落后等。③矿井防治水技术知识缺乏,对矿井水害参数的监测力度不足。此外,国家煤矿安全监管局的“十一五”期间全国煤矿水害事故分析报告还显示,我国矿井水害事故在2006年与2010年期间发生了较多的重大透水淹井和未遂事故,造成了较大的经济损失和社会影响,部分矿井发生突水事故还影响到了周边矿井。
3盖州煤业防治水现状及其对策
3.1盖州煤业防治水现状
盖州煤业是2009年山西煤炭运销集团的整合矿井,开采9号和15号煤层,井田区域内上部的3号煤层基本采空,仅剩村庄保护煤柱,存在大量的老空积水。目前,盖州煤业已经按规定设立了防治水科室和专职的探放水队伍,配备了钻机和物探设备,进行了水文地质类型划分,对井上下进行了超前钻探和物探。但是,防治水管理工作在人员配备上,地质人员的不足上,探放水队伍教育培训上,防治水管理工作的力度上,防治水例会和隐患排查上,防治水的疏放降压上,仍有待于努力和提高。
3.2存在的问题和采取的措施
1)盖州煤业为整合矿井,该矿井上部的3号煤层从上世纪80年代已经开采,开采具有点多,面广,开采泛滥,开采率低下,存在大量的煤柱等特点,矿井整合以后,对历史开采和老空区的资料掌握不清,有很多的没有查明。
在矿井防治水井上下调查上,必须立足于现状,采取走访调查和井上下测量和观测,利用科学的方法,对水体分布,积水区域,水量、水压要摸清查明,并上到采掘工程平面图和井上下对照图上,作为井下探放水的依据。
2)9号煤层距离3号煤层的距离为40-60米,根据“三带”高度计算,有导通老空水的威胁,且9号煤层背向斜构造多,抓好向斜轴部的掘进和回采探放水是很严峻的问题。
科学的分析“三带”高度,对比灰岩的厚度和隔水层的厚度,分析开采后,水害威胁的科学性,寻找解决问题的方法。加强向斜构造的水文观测和超前钻探工作,在回采工作面顺槽的向斜地段进行重点老空水和威胁水的疏放。
3)提高地质地质和水文地质人员的管理水平,加强对防治水人员的培训和素质。加强人员的培训和素质提升是当前的首要问题,我们一方面要引进地质防治水人员,让他们的经验和特长得到发挥,一方面结合实际对员工进行教育培训,提高员工对防治水的认识,做到生产期间防治水的安全管理。
4结束语
今后,煤矿的防治水是一项常抓不懈的工作,防治水要从基层抓起,从管理和制度上落实,从科学的方法上提升,抓好防治水工作,需要煤矿各级部门和领导的支持,只有从意识上认识到,从思想上主动,从源头抓起,在管理上严抓严管,防治水工作才能够做到防范于未然,保证企业的安全和职工的幸福安康。
参考文献:
矿井水范文6
关键词:矿井水 治理技术 反渗透 循环经济
山东能源新矿集团孙村煤矿是一座百年老矿,1948 年建矿投产,核定生产能力140 万吨,开采垂深达 1400 米,是全国最深的矿井之一。近年来,孙村煤矿作为新汶矿区矿产资源综合利用示范基地的主力矿井,围绕“实现绿色开采、经济高效现代化矿井”发展目标,加强技术创新,积极研发矿井绿色开采新工艺和矿井水综合利用等一批科技创新项目,建成了“黑色煤炭、绿色开采,高碳产业、低碳经济”的发展模式,全面打造矿产资源综合利用示范化矿井。
孙村煤矿矿地处新泰市,新泰市是全国 60个重点产煤县市之一,现已探明的原煤储量16亿吨, 1946平方公里的面积上有10余个矿井。矿井水是矿产资源开采过程中所产生的副产品,煤炭在开采中破坏了地下含水层结构,伴随煤炭的开采流入井下巷道中,形成矿井积水,为保证矿井安全生产,须将矿井水排入地面。新泰地区水资源相对贫乏,降水量不均,冬、春季属枯水期,夏季雨水充足,近几年平均年降水量约400毫米。一方面生产生活水资源贫乏,另一方面多个矿井的矿井水外排,造成水资源污染。2009年,为彻底解决矿井水不达标排放及工业用水紧张问题,利用原华源矿地下矿井水为水源,孙村煤矿分两期投资投资近1800余万元兴建一座占地面积约4000平方米,每小时处理700立方米矿井水的综合治理水厂,处理后的矿井水可作为矿区工业用水、电厂生产用水水源,减少外排水造成的环境污染,实现废水再生循环利用。
一、矿井水处理
1、一期矿井水处理工艺确定
经矿井水水质化验和水文分析报告得悉,该矿井水属于高铁、高锰、高硫酸盐的高矿化度型矿井水,不但不能直接供电厂使用,也不能用于农业灌溉,而且远远超过《煤炭工业污染物排放标准》(GB204026-2006)中矿井水的排放标准。根据矿井水成分研究确定矿井水处理工艺为:曝气氧化、絮凝沉淀处理,然后再经V型锰砂滤池过滤,进一步除铁、锰,使水质符合外排水质要求。
2、一期矿井水处理流程
利用井口抽水泵的余压将矿井水直接打入矿井水处理站曝气池,池内采用曝气头曝气,曝气池出水自流入絮凝沉淀池,同时加入絮凝剂、助凝剂,池内设斜板,提高沉淀效率,经过沉淀后的出水自流入v型锰砂过滤池,达标水进入调节水池,多余水从该池溢流外排。电厂生产用水经提升泵送至华源电厂作为生产补水。
絮凝沉淀池排泥进入污泥池,污泥池溢流进入废液池,v型过滤池反冲洗排水、压滤机滤液自流入废液池,采用潜污泵打回调节池,进行处理,不外排。
本工程产生少量的污泥,约2600kg,利用带式压滤机和离心机对其进行脱水,去除煤泥中的大量水分,从而缩小其体积、减轻其重量。经过脱水、干化处理,污泥含水率从98%左右降到70%左右,有利于运输和后续处理。
华源水处理站经验收合格后投入运行,处理规模为700m3/h,日处理16800 m3/d。其中8800 m3/d经过处理后达标外排;其余8000m3/d经过进二期处理达到电厂的生产用水水源。原矿井水指标参数PH=8;SS=0~100mg/L;铁≤53.5 mg/L;锰≤4.6 mg/L;硫酸盐≤1340 mg/L ;含盐量=3600(以电导率计)uS/cm;解性固体=2510 mg/L ;总硬度=1590 mg/L;矿井水一期处理后指标参数:PH=6.0~9.0 ; SS≤30mg/L; COD ≤50mg/L ; BOD5≤20mg/L 锰≤2.0mg/L;铁≤6.0mg/L,符合山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB37/599-2006)中一般保护区标准,实现达标排放。
3、二期矿井水处理工艺确定
华源矿井水处理站一期工程处理后的水质实现达标放排,少部分一期处理水可以作为电厂煤泥掺混、脱硫用水,利用量约为800 m3/d。不能直接作为循环冷却水和锅炉补充水使用,以满足与之毗邻的泰安新汶顶峰热电有限公司的生产使用。为更好的充分利用该水源,节约泰安新汶顶峰热电有限公司生产用水费用,需对该水源进行进一步深度除盐处理。2012年9月份,华源矿井水处理二期工程正式开工建设,在电厂原有生产能力为180 m3/h化学除盐设备基础上,增加产水能力120 m3/h的反渗透处理系统,利用国内比较成熟的膜渗透法和离子交换法进一步深度除盐处理。
4、二期矿井水处理流程
全自动过滤器活性碳过滤器反渗透处理装置阳离子交换器阴离子交换器混合离子交换器。
矿井水二期处理后,矿井水指标参数:硬度≤0umol/l;二氧化硅≤20ug/l;电导率(25℃)≤0.2us/cm。符合电厂锅炉补给水主要标准指标:硬度≤0umol/l;溶解氧≤7ug/l;铁≤30ug/l;铜≤5ug/l;二氧化硅≤20ug/l; PH8.8-9.3;电导率≤0.2us/cm。
为满足电厂循环冷却水水质指标,矿井水一期处理后采用3000m/h再进一步经膜渗透处理与2000m/h锰砂过滤的水混合后达到如下指标:PH=6.5~8.5;SS≤5~10mg/L ;COD ≤50mg/L ;锰≤0.1mg/L;Fe2+≤0.3mg/L;SO2-4+CL-≤1000 mg/ L;总硬度(以CaCO3计)≤700mg/L。符合《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007及参考《城市污水再生利用工业用水水质指标》GB/T19923-2005水质指标,PH=6.5~8.5;SS≤5~10mg/L ;COD ≤50mg/L ;锰≤0.1mg/L;Fe2+≤0.3mg/L;SO2-4+CL-≤1000 mg/ L;总硬度(以CaCO3计)≤700mg/L。
二、矿井水综合利用
1、矿井水二期处理后,冬季给电厂提供2880 m3/d的锅炉补给水,替代了原用自来水,每年可节约自来水资金60万元。
2、二期处理水约90 m3/h与一级处理水60 m3/h混合后作为电厂循环冷却水,4000 m3/d矿井水被利用。
3、一期处理水可以作为电厂煤泥掺混、脱硫用水,利用量约为800 m3/d。
4、除冬季外,矿井处理水输送至矿本井田内,满足矿洗选厂生产用水及消防、绿化、降尘、冲地等用水需求,减少矿自来水使用量,每年可节约自来水资金150万元。
5、为减少煤泥水污染,加强洗选厂尾矿(煤泥)综合回收利用,优化煤泥水处理系统,巩固一级闭路循环。以工艺改造和洁净生产为中心,实现了洗煤水水煤浆尾矿水型煤废水回收洗煤的再循环。煤泥水处理系统进由原来的浓缩浮选改为直接浮选,对四台压滤机安装了接水盘,滤液水直接进入循环水池,把杂水由原来进入杂水池改为进30米耙浓池,沉淀后作为洗煤用水,提高了洗煤用水的质量,工业用水重复利用率达到98%以上,洗煤补充用水降至每吨原煤补充用水0.05吨,具同行业先进水平。
孙村煤矿建造的矿井水处理站,日处理16800 m3/d,8000 m3/d实现了循环利用,8000 m3/d实现了矿井水达标排放,达到了预期目标,该项技术被中国煤炭协会鉴定为国内领先。矿井水的综合利用,节约了水资源,减少了污染,年创效益700余万元,实现了矿井水水资源的综合治理、合理利用、节能减排、绿色环保、造福社会的目的,对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。
参考文献:
[1]范传辉,陈颖煤矿矿井水综合利用问题分析与对策研究[J],《能源技术与管理》 2010年3期