基于模糊综合评价法的煤矿水质现状评价

通过对榆神府区矿井水样进行测试、分析,选取总硬度、氟化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、锌、砷、汞、锰、六价铬、矿化度11项因子作为评价因子,依据《地下水质量标准》(GB/T14848-93),运用模糊综合评判法对研究区水质进行了合理评价。研究结果表明:榆阳区矿井水水质较好,说明煤矿开采对地下水水质影响不大,神府矿区矿井水水质较差,为矿区矿井水的污染治理和综合利用提供了依据。     

采煤对浅层地下水环境的影响及矿井水生态利用分析

黄河流域中上游矿区煤?水矛盾突出,煤炭开采对地下水环境造成一定的破坏。基于此,以鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田榆神府矿区为研究区,在野外调查、数据分析、室内测试的基础上,分析研究区矿井水的量质特征,揭示煤炭高强度开采对地下水环境的影响,并开展矿井水生态利用研究。结果表明:研究区矿井富水系数在0.23~2.28,平均为0.91,评估2020年区内矿井排水量高达4.70亿m3,受采掘活动影响,浅埋煤层开采区地下水位下降趋势明显;区内矿井水出现不同程度的污染组分超标现象,主要超标指标为化学需氧量(COD)、Na+、SO₄ 2?、溶解性总固体(TDS),未处理的矿井水外排将会污染区内地下水环境;研究区浅层地下水超限的水质指标主要为NO₃-N,与矿井水超限水质指标差别较大,反映出浅层地下水水质受采矿活动影响较小;提出矿井水浅层回灌和矿井水生态灌溉2种模式开展研究区矿井水的生态利用,矿井水回灌对矿井水中的溶解性有机碳、色度具有较好的去除效果,回灌后出水满足Ⅲ类地下水限值;浅埋煤矿矿井水具有作为矿区生态修复灌溉用水的较好潜力,中深埋煤矿和深埋煤矿矿井水不适宜作为灌溉用水。研究结果为我国西部煤矿区水资源保护和生态修复提供重要依据。      

国内外矿井水处理及资源化利用研究进展

煤矿区矿井水处理及资源化利用是实现煤炭工业高质量发展与矿区生态文明建设双重目标的重要推力。在全球水资源短缺与生态环境保护的约束下,矿井水作为一种非常规水资源,其大规模处理与高效利用是未来发展的必然选择。文中从煤矿区矿井水水质特征出发,全面论述了矿井水水质形成机制与水质评价方法,并将矿井水水质形成划分为含水层水–岩作用和采空区水–岩作用2个阶段。系统分析了国内外含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水及含特殊组分矿井水处理技术优缺点,重点阐述了含悬浮物矿井水高效旋流净化、高矿化度矿井水双极膜和膜蒸馏处理、酸性矿井水人工湿地处理的新技术。在总结国内外矿井水资源化利用现状的基础上,阐明了矿井水资源化利用的途径主要包括工业生产用水、生态用水、生活用水及热能利用4种。最后,提出了目前我国煤矿区矿井水处理及资源化利用存在的问题及科学思考,建立了矿井水处理及资源化利用概念模型,通过不断推进矿井水处理及资源化利用技术研发,提高矿井水资源综合利用率,解决煤矿区水资源供需矛盾,促进社会经济增长、煤炭资源开发与矿区生态文明建设三者之间的协同发展。     

陕北煤矿区矿井水资源化及综合利用研究

阐述了陕北煤矿区矿井水开发利用中存在的问题,分析了矿井水的水质特征,探讨了矿井水资源化的处理技术、综合利用途径以及进一步提高矿井水资源综合利用的措施。陕北煤矿区矿井水的资源化和综合利用具有显著的经济、社会和环境效益,是缓解其水资源用水矛盾、建立资源节约型矿区的必然选择。     

回注井与矿井水处理

为解决矿井水排放对周边环境和地下水水质的污染,对矿区水文地质资料进行了认真分析,认为梧桐庄矿井位于鼓山东南端的停滞区,属基本封闭的地垒块段,含水层基本处于停滞状态,具备回注储存高矿化度矿井水的地质构造条件。在选定区内建凿大口径回注井组,将经地面水处理厂多级处理后达标的矿井水,通过管网系统分级配送利用、回注储存,用于矿井生产、生活及农田灌溉。该工艺技术解放煤炭资源3 900万t,实现了水资源循环利用,达到了节能减排,保护生态环境的目的。     

高矿化度矿井水结垢趋势及影响因素研究

通过对某矿区矿井水水质进行分析,利用Davis-Stiff饱和指数法对不同pH值、温度、Ca²⁺浓度以及浓缩倍数下高矿化度矿井水中碳酸钙的结垢趋势预测,并通过静态结垢实验对不同条件下模拟水样中的结垢量测定,研究了矿井水中碳酸钙的结垢规律。结果表明:研究区矿井水中主要无机结垢为碳酸钙;矿井水中碳酸钙的结垢量会随着温度、pH值、Ca²⁺、浓缩倍数的升高而增大。     

贵州煤矿区矿井水水质特点及处理工艺探讨

根据贵州不同煤矿区矿井水的水质特征,将矿井水分为含悬浮物矿井水、酸性含铁锰矿井水和非酸性含铁锰矿井水三大类,并总结出各类矿井水的分布规律。矿井水的水质特点及类型决定了矿井水应采取的处理工艺。工程实践表明:含悬浮物矿井水宜采用混凝沉淀+过滤工艺进行处理;酸性矿井水铁锰含量高,宜采用中和+混凝沉淀+过滤工艺处理,用浓度为5%的高锰酸钾浸泡过的锰砂作为滤料能减少矿井水处理站的启动时间;非酸性含铁锰矿井水适宜采用混凝沉淀+锰砂过滤工艺进行处理。选择合适的处理工艺对于确保矿井水达标排放,减轻环境污染具有重要意义。     

浅谈矿井水在陕北水资源优化配置的可行性

基于榆林市榆阳区境内的榆神矿区和榆横矿区两大矿区生产、在建以及规划的50余座煤矿排水进行走访调查,探究该地区矿井水的综合利用过程中存在的一些问题,并结合区域社会发展总体规划、水资源开发利用现状及综合规划,提出矿井水综合利用的途径和方向,初步探讨矿井水在陕北煤化工基地水资源开发利用中的地位和作用以及优化配置的可行性。     

高矿化度矿井水深部转移存储介质条件及影响机制

我国西部干旱-半干旱矿区既面临水资源匮乏,又面临矿井涌水量大、矿井水矿化度高等难题。为减少采煤过程中水资源浪费、保护西部地区水生态环境,基于保水采煤和煤-水双资源协调开采等理论基础与技术方法,围绕“矿井水深部转移存储”这一核心科学理念,提出将处理后的矿井水进行高压深井转移存储,转移至煤层底板深部含水层中存储。在鄂尔多斯盆地东部某矿实施试验井工程,通过开展野外岩样采集、室内电镜扫描、岩石成分分析、压汞等实验与定量-定性方法,研究目的转移存储层的水文地质条件和特征,分析不同高压水力压裂增渗试验主控因素,对比矿井水水质、转移存储层原生地层水水质和转移存储后混合水质,获取了矿井水高压持续深井转移存储的水文地质效应。结果表明:目前试验井单井累计转移存储矿井水量已满足设计预期,且持续高压水力压裂增渗方式可不断改善和渐次增强目的存储层的矿井水存储能力,延长服役时效。因此,高矿化度矿井水深部转移存储在技术和经济上具有可行性,将对西部地区水资源保护、水生态环境可持续发展产生重要意义;同时,相比高矿化度矿井水处理成本,能够有效缓解矿井水处理经济负担,为西部煤矿区矿井水转移存储提供典型示范。      

峰峰梧桐庄矿充水因素分析

梧桐庄煤矿2001年投产，年产量约150万t。目前矿井平均排水量为540m^3／h，且矿井水的矿化度超过5．0g／L。通过对梧桐庄矿水文地质条件、水质特征等因素的分析，认为梧桐庄矿开采2号煤层的矿井充水因素为奥灰水，充水通道主要为陷落柱及导水裂隙，为矿井防治水提供了参考依据。     

中煤平朔三号井工矿水化学特征及对水文地质条件的反映

中煤平朔三号井工矿在建井过程中曾发生了两次较大的突水事件。在分析矿区水文地质条件的基础上,采用衬度系数方差分析了矿区内地表水、第四系松散层孔隙水、石炭—二叠系砂岩裂隙水和矿井水的水化学特征,对直接充水水源——石炭—二叠系砂岩裂隙水的水化学类型、矿化度和主要污染组分的空间分布特征及水动力条件进行了探讨。研究结果表明,三号井工矿水化学特征能够较好地反映水动力条件和富水性：在井田西部靠近大沙沟的隐伏露头部位,由于地表水及第四系地下水补给强度大,径流条件好,水交替积极,水质较好;而在远离隐伏露头补给区,即井田东部及东北大部风化裂隙减弱,径流条件逐渐变差,水交替迟缓,水中各离子含量相对增高,水质变差。研究成果可为矿井防治水提供依据。     

水环境同位素测试分析对判别矿井水文地质条件的意义

水环境同位素的测试对分析水文地质条件,判断地下水的补给来源有着重要的意义。东北某煤矿自投产以来多次发生涌、突水事故,威胁生产安全。采取了河水、泉水、湖水、钻孔各目的层地下水及矿井涌水共26个水样,通过系统分析各水样点的氚、氘、氧18组成及含量变化特征,间接分析矿井水的补给来源。分析研究证实矿区地下水来源于大气降水,矿井涌、突水来源为浅部河水,为指导煤矿采取防水治水措施、维护矿井安全指明了方向。     

榆林煤矿矿井水综合利用总体方案研究

以煤炭探明储量占榆林全市总量96%的侏罗纪煤田主要赋存矿区为研究对象,在分析矿井水利用存在主要问题的基础上,通过现状调查和对已有成果分析研究,提出“统一调配、分片收集、区域连通、生态优先”的矿井水利用总体思路和措施布局。将研究区域划为3区5片进行矿井水的集中收集,并提出三大矿区矿井水综合利用的总体方案。     

地表储集矿井水水质特点与重金属污染评价

高矿化度矿井水在西部地区广泛分布,长期储集在地表,影响周围环境甚至威胁黄河中下游地区生态安全。以鄂尔多斯上海庙矿区为例,分析地表储集矿井水的水质变化特点,对矿井水和湖底淤泥开展重金属生态风险评价研究。结果表明,随着储集时间增加,地表储集矿井水的pH值、TDS等水质参数增大,化学组成主要受蒸发浓缩作用影响;根据SAR值和WQI值,认为储集时间较长的矿井水钠毒害风险和饮用风险等级更大,不适宜作为灌溉用水和饮用水;储集矿井水和淤泥中重金属含量有明显负相关关系,其污染程度较高的重金属分别是Hg、Pb、Cr和Hg、Cd。建议重点关注Hg、Cd的生态污染风险和As、Cr的致癌风险。     

蒙陕接壤区浅埋煤层矿井水水化学特征及来源分析

为研究蒙陕接壤区浅埋煤层开采下矿井水水化学特征与来源,通过采集研究区内的矿井水、不同含水层地下水及地表水样,综合利用水化学特征研究、数理统计、离子比例系数法以及氢氧同位素,探究该区矿井水水化学特征及其形成作用。基于此,对研究区矿井水的主要来源进行了识别。结果表明,矿井水与第四系萨拉乌苏组、侏罗系直罗组和延安组地下水水力联系紧密。矿井水主要离子形成受水-岩作用影响,主要阴阳离子来源于硅酸盐矿物与方解石的溶滤作用;受到反向阳离子交换作用影响,使矿井水中Na⁺含量高于浅部地下水;混合作用对矿井水水化学成分形成影响较小。矿井水受延安组、直罗组地下水与萨拉乌苏组地下水共同补给,三者在矿井水补给水源中所占比例分别为86.39%、1.59%与12.02%。研究成果可为该区的矿井水害防治与水资源处理利用提供依据。     

大同矿区水资源现状及开发利用对策研究

从根本上改变大同矿区供水紧张状况的引黄入晋工程及治理桑干河流域、改善大同生态环境，保证桑干河水质达到适宜地面引水的远、近期对策尚需一定时间实现的情况下，根据大同矿区的水文地质特征及矿区的水资源现状，提出了解决矿区水资源供需之间矛盾的现期对策，即对现有的水资源地实行保护性开采、控制小煤矿的无序开采、实行矿区内的排供结合及水质控制优化管理、加快矿井水回用方案的研究、开发新的水源地等措施。     

凉水井煤矿酸性水的形成及排放处理

凉水井煤矿利用矿区山地沟谷地形,采用平峒配斜井多井口开采生产。矿井涌水量不大,但受季节降水量控制,水质酸性较高,特别在开采中、下煤组区及小井时,矿坑酸性水浓度更高,pH值在2—4之间。经过数年来开采及排放矿井水,对矿坑酸性水的成因、变化规律有了初步认识,并采取了相应的有效处理及排放措施,保证了矿井的正常生产。      

河南省新密市豫鑫煤矿矿井水源分析和评价

采用大型抽水试验法分析评价了新密市豫鑫煤矿突水矿井的供水能力,揭示了矿井水来源和矿井水水质特征及变化趋势,评价结果可作为矿井水资源评价和开发利用的依据.     

煤矿矿井水净化处理与回灌治理技术

煤矿在开采煤炭的同时,会有大量的矿井污水排到地面,造成环境污染。为解决矿井水排放的污染问题,施工大口径回灌井和建造地面水净化处理厂,矿井水经处理后部分用于煤矿生产,多余部分通过回灌井注入地下,实现水资源循环利用和节能减排。通过梧桐庄矿工程实例,介绍了煤矿矿井水净化处理与回灌治理技术。     

淮北矿区刘桥一矿含水层水化学特征研究

为了研究刘桥一矿含水层水化学特征,在分析矿区水文地质条件的基础上,对各个含水层投产前后水质动态变化进行详细研究,并将各含水层中的矿化度、总硬度以及阴阳离子所占的比例进行对比。结果表明,随着出水时间的增加,出水点水样中Na++K+和SO42-平均含量在逐渐减少,Mg2+有所增加,Ca2+和HCO3-变化不大;总硬度和总矿化度表现出不同程度的降低。最后,从突水点水样分析结果和附近的太灰、八含长观孔的水位变化情况,推测出太灰水和八含水联系紧密,也是6煤层底板的主要突水水源。