矿井水的综合利用技术
浅析矿井水综合利用技术

中图分 类号 : F 4 0 3 . 6 ; X 7 0 3
文 献标 志码 : B
文章 编号 : 1 0 0 8— 0 1 5 5 ( 2 0 1 7 ) 1 4— 0 0 0 1 — 0 2
1 . 2地 下水 资源
神东矿区地处陕北黄土高原和毛乌素沙漠东 南边缘接壤地带 , 地貌北部 为风 沙区 , 沙丘连 绵, 地形较平坦 , 南部为丘陵 沟壑 区, 梁 峁相 间分布 , 植被稀少, 水土流 失严重 , 沟谷狭 窄 , 梁 顶宽缓 平 坦, 沙丘 比 比 皆是 , 沟谷 两 侧基 岩 断 续 出 露 。煤 系 地层属侏罗纪延安组 , 侏罗纪煤 田是我 国煤炭资 源富集程度最高 , 地质条件相对简单 , 开发前景最 好的 煤 田 。 近几年 , 随着神东矿区煤炭资源的开发 , 煤层 上覆岩层不断发生 冒落 , 形成 冒落带及导水裂 隙 带, 并在地表产生塌陷裂隙 , 造成含水层结构和地 下水径流 、 排泄条件发生变化。 目前 , 矿区已出现 地下水位下降、 泉水 、 河川基流量 衰减乃至断流 、 农 田及建筑物破 坏 、 矸石堆积 成山等一系列严重 的环境 问题¨ ] 。为此 , 国内地质 界针对 陕北侏 罗 纪煤 田保 水 采 煤 问 题 开 展 了大 量 的研 究 , 探 讨 了保水 开采 对策 和方 法 , 并在 工 程 实 践 的基 础 上 , 提 出 了采空 区含 水 层 再 造 的 新 概 念 和 实例 , 但 对 煤矿 开 采后 , 采 空 区储 水 机 理 、 井 下 水 的 净 化和 循 环利用的研究 , 至今鲜有报道 。为此, 本文以神东 矿区石圪台煤矿 为例 , 简析该矿通 过井 下水清污 分流 、 污水 经采 空 区 过 滤 、 净化后 , 再 次 用 于 矿 井 的生产和生活 , 实现了矿井水综合循环利用 , 为保 护西 北地 区水 资 源起 到 了积极 的 作用 。 1矿 区水 资源 条件 矿区属半干旱大陆性气候 , 冬季严寒 , 夏季炎 热, 年平均降雨量 3 4 8 . 3— 4 8 6 . 7 m m, 雨季 多集 中 在七 、 八、 九 月份 。 1 . 1 地 表 水资 源 井田内主要水系为考考赖沟、 石圪台沟、 柳根 沟、 糖浆渠 , 均 自东 向西 经井 田西 界 流入 乌兰 木 伦 河。考 考 赖 沟 长 约 4 k m, 历 史 流 量 一 般 为 0 . 4 9 8 m / s , 石圪台沟长 约 1 . 5 k m, 历 史 流 量 一 般 为0 . 0 6 6 m / s , 柳根沟长 约 5 . 6 k m, 历史流量一般 为0 . 0 8 6 8 m / s , 糖 浆 渠长 约 6 k m, 历史 流 量一 般 为 0 . 0 2 7 m / s , 现 这 四条 沟流均 已断 流 。
煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用

煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用摘要:煤矿产业一直是全球能源供应中的关键组成部分,然而,煤矿开采和生产过程中常伴随着矿井水的涌出问题。
这些矿井水不仅对煤矿的安全和环境构成威胁,还造成了水资源的浪费。
因此,煤矿矿井水处理技术及资源化综合利用变得尤为重要。
本文将深入探讨煤矿矿井水处理技术的最新发展和资源化综合利用的潜力,以实现煤矿产业的可持续发展。
关键词:煤矿矿井水;处理技术;资源化综合利用引言:水是生命之源,而在煤矿领域,水问题却常常被忽视。
矿井水的排放不仅导致地下水位下降,还污染周边水体,对生态环境产生巨大冲击。
然而,矿井水也蕴含着巨大的潜力,可以通过先进的处理技术被转化为宝贵的资源。
一、煤矿矿井水处理技术1.膜分离技术膜分离技术是矿井水处理中一种高效而广泛应用的方法,基于膜的选择性通透性,可以有效地去除水中的污染物,包括固体颗粒、离子、有机物等,从而提高水质并实现资源化综合利用。
膜分离技术基于半透膜的原理,半透膜允许水分子通过,但拒绝大多数溶解物和微粒穿过。
其工作机制主要包括以下几个过程:(1)渗透过程。
水分子通过膜的孔隙进入膜内,这是一个自然的渗透过程。
(2)拒绝过程。
膜会选择性地拒绝大分子、离子和溶解物,使它们无法穿过膜,从而实现分离效果。
(3)浓缩过程。
在膜一侧的污染物被拒绝,水分子通过后,会导致污染物在膜一侧浓缩,从而产生浓缩液。
膜分离技术在矿井水处理中有广泛的应用,包括矿井排水处理、水资源回收和高浓度废水处理等。
膜分离技术的优点包括高效、节能、占地面积小、操作简便等。
然而,也存在膜污染、膜破坏和高能耗等挑战,需要合理的维护和管理,以确保膜分离技术的长期稳定运行。
1.化学处理技术煤矿矿井水的处理技术中,化学处理方法是一种重要且常用的手段,它通过化学反应来去除水中的污染物,改善水质,使其符合排放标准或实现资源化综合利用。
化学处理方法利用化学反应的原理,通过添加适当的化学药剂来改变水中污染物的性质,使其发生沉淀、结合或转化为不溶于水的固体,从而将其分离出来。
煤矿开采中综合防治水技术的应用

煤矿开采中综合防治水技术的应用随着煤矿开采规模的不断扩大,矿井水量逐渐增多,给煤矿开采带来了严重的安全和环境问题。
煤矿开采中的水问题主要表现为地下水涌入问题和矿井排水问题。
为了解决这些问题,煤矿开采中综合防治水技术被广泛应用。
综合防治水技术是指在煤矿开采过程中,通过综合运用水利工程、矿山工程和环境工程相结合,对矿井水进行综合处理和利用,以达到合理、经济、安全、环保的目的。
在煤矿开采中,综合防治水技术主要包括以下几个方面的应用:1. 井下水封技术:在开采过程中,通过井下封堵矿井的方法,有效地处理和控制地下水的涌入量。
常用的封堵方法有水泥封堵、粘土封堵和浆液封堵等。
2. 井下抽水技术:通过井下水泵将井下积水抽出,实现矿井的排水。
井下抽水技术主要有隔层抽水、多级抽水和水矿井相连等方法。
3. 井上排水技术:通过井上抽水站将井下抽出的水进行处理和排放。
井上排水技术主要包括沉淀、过滤、脱盐等处理过程。
4. 井下涌水预测技术:通过对地质条件和水文地质特征的研究和分析,预测井下水的涌入量和涌入位置,为井下排水提供依据。
5. 井下回灌技术:将井下排出的水进行处理后,回灌到地下水体中,提高地下水的水位,减少对矿井运营的影响。
6. 水库建设和水资源利用:在煤矿周边建设水库,通过调配水资源,实现矿井的供水和排水需求,确保矿井运营的正常进行。
综合防治水技术的应用在煤矿开采中具有重要意义。
它可以有效地解决煤矿开采过程中的水问题,保障矿井的安全和环保。
随着技术的不断发展和创新,综合防治水技术也将不断完善和提高,为煤矿开采提供更好的支持和保障。
还需要加强人员培训和管理,提高矿井工作人员的安全意识和综合应急能力,减少水灾事故的发生。
只有综合应用各种技术手段,才能实现煤矿开采中水资源的合理利用和水环境的保护,促进煤炭产业的可持续发展。
煤矿矿井水处理方法与综合利用策略分析

煤矿矿井水处理方法与综合利用策略分析摘要:在煤炭开发过程中,不仅会破坏原有的地表结构,导致周围环境的污染,也会造成严重的水污染问题。
煤矿矿井水中存在很多的杂物,是聚集于矿井中的废水,合理地处理矿井水不仅可以减少污染,也可以发挥矿井水资源的最大价值,对于煤矿矿井水,在加工处理上要严格按照一定的施工工序和流程进行,才能净化煤矿矿井水,也可以合理地利用煤矿矿井水。
本文主要探讨煤矿矿井水处理方法与综合利用策略。
关键词:煤矿矿井水;处理方法;综合利用;策略前言矿井水污染问题会直接影响人们的用水,也会阻碍煤炭生产作业,在煤炭行业深入发展的背景下,水污染问题更为严重,同时缺水问题也更为显著。
在处理后对矿井水进行综合利用,不仅可以减少污染,也可以节省水资源,发挥煤矿矿井水最大的利用价值,进而实现生态效益和经济效益的共同发展。
1矿井水特点和类型煤矿矿井水主要来源于地下水,当矿井产生裂缝时,地下水会渗出来,形成煤矿矿井水。
一般情况下,煤矿矿井水的特点有成煤地质环境和地层矿物质成分有关,其水质和水量受多个因素的影响,其中地质条件与充水是影响水质和水量的主要因素。
煤矿矿井水主要有洁净矿井水和酸性矿井水两种,虽然煤矿矿井水有地下水的特征,但是也存在地表水的特点,在排水量上,受到水文地质条件的影响,不同地区的煤矿矿井水总体特点不同。
据统计,产生1t原煤,会形成0.5m3到10m3的煤矿矿井水,虽然矿井废水污染不大,一般不会存在有毒物质,但是部分成分超标,如硫酸盐、氨氮、COD、总氮含量等成分,对煤矿矿井水进行处理,可以实现综合利用,满足当下社会的环保生产理念[1]。
2矿井水处理方法2.1 洁净矿井水的处理一般洁净的矿井水没有受到污染,这类水的应用价值较高,可以用于生活和生产,在处理这类水时,一般对煤矿水层经过采样进行分析,并实施井下清污分流的处理方法,通过专用的管道将其排出并实现二次利用,处理成本较低,经济性强,操作较为简单。
煤矿预排水综合利用技术导则

煤矿预排水综合利用技术导则摘要:本文针对煤矿预排水综合利用技术进行探讨,旨在提高矿井水利用率,降低处理成本,保护环境,实现资源可持续发展。
本文首先分析了国内外矿井水综合处理技术现状,然后对煤矿预排水综合利用技术进行了详细阐述,最后提出了相关政策措施和建议。
1.引言我国煤矿开采过程中,需要排放大量的矿井水。
然而,我国矿区水资源匮乏,矿井水综合利用率低,处理成本高,矿区环境恶化等问题日益严重。
因此,研究煤矿预排水综合利用技术具有重要的现实意义。
2.矿井水综合利用技术现状目前,全国每年矿井排水量约22亿吨,其中中性水约占70%~80%,硬度符合饮用水要求的占40%~50%。
长期以来,矿井水被当作水害加以预防和治理,很少考虑到矿井水的有利一面。
矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护,目前矿井水的利用率平均只有22%。
3.煤矿预排水综合利用技术3.1预处理技术预处理技术主要包括混凝、沉淀、过滤、消毒等。
混凝剂的选择应根据矿井水的水质特点进行,常用的混凝剂有铝盐、铁盐等。
沉淀和过滤可有效去除矿井水中的悬浮物和胶体,消毒则可确保矿井水达到饮用标准。
3.2深度处理技术深度处理技术主要包括活性炭吸附、反渗透、纳滤等。
活性炭吸附可有效去除矿井水中的有机物、重金属离子等;反渗透和纳滤则可实现对矿井水中盐分、硬度等指标的去除。
3.3矿井水利用途径矿井水利用途径主要包括农业灌溉、工业用水、生活用水、生态补水等。
农业灌溉可解决矿区周边农田用水问题,提高农业产量;工业用水可降低企业生产成本,减少废水排放;生活用水可改善矿区居民生活条件;生态补水可恢复矿区生态环境。
4.政策措施与建议4.1加强政策引导,提高矿井水综合利用的政策地位。
政府应加大对矿井水综合利用的支持力度,制定相应的优惠政策、补贴政策等,鼓励企业投入矿井水综合利用技术研究与实践。
4.2建立健全矿井水监测体系,提高矿井水治理技术水平。
加强对矿井水水质、水量等方面的监测,为矿井水综合利用提供科学依据。
浅谈煤矿矿井水的处理及其综合利用

浅谈煤矿矿井水的处理及其综合利用前言水是社会文明、经济建设和人类赖以生存必不可少的自然资源, 但我国是一个严重缺水的国家, 人均占有的淡水资源在全世界排第84 位,而且水资源分布极不均衡。
煤炭在我国能源结构中占70%以上, 一方面,我国的煤炭绝大部分蕴藏在北方缺水地区; 另一方面, 随着煤炭产量的不断增长, 又进一步加速了北方地区的缺水。
如何把井下排水作为一种水资源加以开发利用, 已引起煤炭行业的广泛重视。
因此, 加速矿井水资源的开发和利用, 寻求先进而又经济可行的工艺和技术处理矿井水作为生产和生活用水, 已成为保证煤矿正常生产经营, 提高企业综合效益, 实现可持续发展的必由之路。
1 煤矿矿井水水质及分析煤矿矿井水是指煤炭开采过程中地下地质性涌渗水涌渗到巷道里被排出的自然地下水。
另外, 井下采煤生产过程中的洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水也是矿井水的一部分。
因此, 它既具有地下水特征, 但又受到人为污染。
矿井水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分, 其中水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。
2 煤矿矿井水分类及处置矿井水的水质一般可分为含悬浮物矿井水、酸性矿井排水、高矿化度矿井排水几类。
( 1) 含悬浮物矿井水。
主要是指含有一般悬浮物的矿井水,水质的pH 一般为中性, 总硬度和矿化度不高,其构成矿井悬浮物的主要成分是粒径极为细小的煤粉、岩尘、粉等悬浮物,一般呈黑色。
对于此类矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水, 有较成熟可行的工艺和经验。
一般采用传统给水处理净化工艺, 混凝、沉淀( 气浮) 、过滤、消毒等工序处理, 其中混凝是水处理工艺中十分重要的环节。
选用混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花,常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂,其净水效果好,出水水质能达到矿区生产用水标准的要求,在经过过滤和消毒处理后也可达到饮用水标准。
( 2) 酸性矿井水。
矿井水的防治与利用

矿井水的防治与利用随着矿山开采的深入,矿井水的问题也逐渐成为了一个突出的环境问题。
矿井水的大量排放不仅会对地表水和地下水造成污染,还会对矿区生态环境和人类健康造成严重的影响。
因此,矿井水的防治与利用是当前亟待解决的重要问题。
一、矿井水污染的主要特点矿井水污染主要有以下特点:水质复杂多变,污染物多样化;含有的有害元素浓度高,对环境和人体健康危害大;矿井水量大、富含固体颗粒物,与排放的固体废物同时排出,对水体的固液分离和处理带来困难。
二、矿井水的防治1. 治理措施:(1)提高矿井水污染控制能力:加大矿井开采前后的污染控制力度,采用低污染、高效益的开采技术,减少开采对地下水的影响。
(2)拦截矿井水源:对未受污染的地下水进行拦截,避免污染源与地下水的直接接触,减少或阻断污染物的迁移。
(3)降低矿井水排放量:采用合理的节约用水措施,优化矿井排水系统,减少矿井排水量,降低矿井水的污染程度。
2. 治理技术:(1)化学处理:通过添加化学药剂对矿井水进行沉淀、吸附和螯合等处理,去除水中的悬浮颗粒物和溶解的有害物质。
(2)物理处理:采用过滤、沉淀、浮选、膜分离等物理方法对矿井水进行处理,去除水中的悬浮颗粒物和溶解的有害物质。
(3)生物处理:利用生物降解和生物吸附等生物反应过程,对矿井水中的有害物质进行去除和转化。
三、矿井水的利用1.勘探利用:通过地下水勘探和开采技术,将矿井水当做一种可利用资源,用于农业灌溉、工业生产等。
2.饮用水供应:通过科学处理,去除矿井水中的重金属、化学物质等有害物质,使其符合生活饮用水标准,解决缺水地区的人饮用水问题。
3.工业用水:通过除尘、去盐等处理工艺,将矿井水制备成工业用水,用于工业生产和冷却系统。
4.地热利用:利用矿井水中含有的地热能,进行地热供暖、地热发电等利用。
四、矿井水的综合管理为了实现对矿井水的有效防治与利用,需要综合管理:1.建立法律法规:制定和完善矿井水的环保法规,规范矿业企业的开采和排放行为。
矿井水的综合利用技术

矿井水的综合利用技术矿井水,一种常见的废水类型,是指在煤矿、金矿、钨钼矿、铀矿等各种矿山开采作业中,由于采矿、开挖、淘洗、选矿等过程所产生的含污水。
矿井水的综合利用技术,是一项重要的环保产业,在当今节能减排、保护环境的背景下,受到了越来越多的关注和研究。
一、矿井水的形成及特点矿井水的形成主要与以下因素相关:地下水、大气雨水以及开采前地下水与大气雨水混合而成的(也叫混合水)等。
特别是在煤炭开采过程中,矿井水含有大量的硫酸盐、铁、锰、氯化物等离子,pH值一般在2.2-4.5之间,呈酸性。
二、矿井水的污染影响及治理矿井水污染主要表现为:一是对地下水造成污染;二是对水环境造成过度负荷;三是对生态环境造成破坏。
针对矿井水的治理,是当前亟待解决的问题。
矿井水治理的常用方式有以下几种:1、生物处理技术生物处理技术是指通过微生物代谢作用降解矿井水中的有机物,将污染物转换成无害物质,使矿井水得到高水平净化的一种技术。
采用生物技术时,首先需要进行“自然化处理”,即使渗透流和水化学作用(pH值缓冲)等,为微生物的生长与繁殖条件供应所需底物、氧气、氮气、能量等,最终达到生化稳定状态,即矿井水中的污染物质逐渐滞留在水体中,水质渐趋安定;其次,要根据污染情况、水质要求、处理规模等因素,选择合适的微生物处理工艺。
2、化学处理技术化学处理技术可主要包括吸附、沉淀、复合等方法。
吸附技术是指通过物理或化学作用将污染物“吸附”到吸附剂材料表面,将污染物固定在吸附剂材料上,以达到净化目的。
吸附剂一般选择沸石、活性炭、聚合物等。
沉淀技术是指将溶解于水中的杂质通过化学反应转化成较大的粉末团,沉降到水底等特定位置,采用化学药剂处理以达到除污效果。
化学处理法中复合方法,则是在对单一化学处理基础上,引进两种或以上的化学处理方法配合实施,对其它物质污染实施宽免治理。
3、物理处理技术物理处理技术是指以分离浊液、悬浮固体及其它杂物为转运手段,利用特定物理作用使矿井水中的污染物逐层分离,将污染物与水分离开,达到净化目的。
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矿井水的综合利用技术0 前言本文针对我国各种矿开采过程中,需要排放大量的矿井水,而且我国矿区严重缺水,矿井水综合利用率低以及处理成本高,矿区环境恶化等的现状进行研究。
就目前国内外矿井水的综合处理技术现状进行了分析总结。
目前,全国每年矿井排水量约22亿吨,其中中性水约占70%~80%,硬度符合饮用水要求的占40%~50%,这是一个相当可观的水资源,但长期以来,由于技术所限和认识不足,矿井水只被当作水害加以预防和治理,很少考虑到矿井水的有利一面,矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护,目前矿井水的利用率,平均只有22%,其中北方国有煤矿每年矿井水排放量达14亿吨,利用率还不足20%[1]。
毫无节制的排水不仅大大浪费水资源、增加了矿产成本,而且还导致地面塌陷、地下水资源流失,水质恶化等环境问题。
地面水源受到广泛污染,处理成本日益提高,而矿井水来源于地下水,矿井水污染程度轻,处理容易,成本低,是一笔宝贵的水资源。
矿井水资源化,不但可减少废水排放量,免交排污费,而且节省大量自来水,节约水资源费和提升电费,为矿区创造明显的经济效益;矿井水资源化开辟了新水源,减少了淡水资源开采量;实现“优质水优用,差质水差用”的原则,减轻或避免长距离输水问题;解决矿区严重缺水状况,解决职工吃水难,用水难的问题,缓减城市供水压力也使水资源的利用更加经济合理;矿井水资源化将会减除矿井水对地表水系的污染,堵住污染源,保护美化矿区环境,保护地表水资源。
实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。
1 矿井水的来源性质、水质特征与分类1.1 什么是矿井水矿井水是一种特殊的水资源,是指由于采矿活动造成区域水文地质系统与水文地质单元隔水构造的破坏,从而改变了地上水及地表水径流方向和途径,最终在采矿场所聚集的水体。
通俗地说,凡是在矿井开拓、采掘过程中,渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源水,统称为矿井水[2]。
水源有大气降水、地表水、地上水和老采空区积水。
由于改善矿井作业环境、保证生产安全的需要,矿井水往往被抽排到地表。
矿井水的利用主要是针对这部分提出的。
同时,我们也把洗矿和选矿过程中所产生的大量废水作为矿井水。
1.2 矿井水的分类受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响,矿井水大致分为五类型:洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊污染物矿井水。
其中,洁净矿井水即未被污染水质较好的地下水,可直接用于工农业生产及生活用水。
其余4类型的矿井水,虽然均遭到了不同程度的污染,但经过相关工艺的处理后,可用于工农业生产。
1.3 矿井水的水质特征从矿井水的物理,化学及细菌学性质上看,矿井水常具有以下几方面的水质特征[2]:1)矿化度(含盐量)高。
我国矿井水的含盐量一般多在l 000mg/L以上,其盐类成份主要是硫酸盐、重碳酸盐,氯化物等。
而且含盐量将随开采深度的加大而增加。
2)硬度大。
其总硬度一般多在30个德国度以上,属极硬水范畴。
一般情况下,总硬度与矿化度成正比;硬度中永久硬度所占比重远大于暂时硬度;高矿化度占50%,部分为酸性水。
其pH值在4~7之间。
4)水浑浊、色度明显。
悬浮物含量一般多在500mg/L以下,多为煤尘和岩尘,以及胶态氢氧化铁,使水呈灰黑色。
对酸性矿井水,多为黑色和黄褐色。
5)含有一定的石油产品。
其来源是综合机械化的液压系统,机器和机械的润滑系统和冷却系统。
另外,当岩层中含油页岩时,其对矿井水的污染则另作别论。
6)化学需氧量(COD)高于地下水。
一般地下水的COD为2~5mg/L,矿井水为10~12 mg /L,甚至更高。
主要是由于粉尘所致,其次在于井下人员便溺以及水中落入各种动植物残骸所造成。
7)常含有多种微量元素。
例如,苏联顿巴斯的一些矿井水含有约30种的化学元素。
1.4 矿井水水中污染物分类水中的污染物概括起来分为四类:无机无毒物、无机有毒物、有机物无毒物、和有机毒物[3]。
无机无毒物主要是酸碱及一般的无机盐和氮磷等植物营养物质。
无机有毒物质主要是指各类重金属(汞、铬、铅、镉)和氰、氟化物等。
有机无毒物主要是指水体中比较容易分解的有机化合物,如碳水化合物、脂肪、蛋白质等。
有机有毒物主要指酚苯,多环芳烃和各种人工合成的具有积累性的稳定的化合物,如多氯联苯农药等。
除上述四类污染物外,还有常见的恶臭、细菌、热污染等污染物质和污染因素。
1.4.1 有机污染物有机污染物是指生活污水和废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素等有机化合物。
矿山废水池和尾矿池职工的植物的腐烂,可使废水中的有机成分含量很高。
矿山选场、炼炉厂以及分析化验室排放的非有种含有酚、甲酚、萘酚等有机物,他们对水生物极为有害。
1.4.2 油类污染物油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物。
水面油膜的存在,不仅给人以讨厌的感觉,而且当油膜厚度在10-4cm以上时,它会阻碍水面的复氧过程,阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换,改变水面的发射率和进入水面日光辐射,这种情况对局部区域气候可能造成影响,而主要造成影响鱼类和其他水生物的生长繁殖。
1.4.3 酸碱污染酸碱污染是矿井水污染中较普遍的现象,像美国水体中的酸70%来之矿山排水,尤其是煤矿排水中含酸最多。
在矿井酸性废水中,一般含有金属和废金属离子,其资和量与矿物成分、含量、矿床埋藏条件、涌水条件、采矿方法、气候变化等因素有关。
酸性废水排入水体后,使水体pH值发生变化,消灭或抑制细菌及微生物的生长,妨碍水体的自净;还可腐蚀船舶和水体构筑物;若天然水体长期受酸碱污染,使水体逐渐酸化或碱化,从而产生生态影响。
酸、碱污染不仅改变水体的pH值,而且还可大大增加水中一般无机盐和水的硬度。
酸、碱与水体中的矿物相互作用产生某些盐类,水中无机盐的存在能增加水的渗透压,对淡水生物和植物生长有不良影响。
1.4.4 氰化物矿井含氰化物废水的主要工艺有:浮选铅锌石矿时每处理一吨矿排出 4.5~5m3水,其中含氰化物20~50g,平均浓度约4~8mg/L;在用氰化法提金时,所排放的废水也含有氰化物;电镀水中氰化物的含量为1~6mg/L。
此外,高炉和焦炉冶金生产中,煤中的碳与氨或甲烷与氨化物化合生成氰化物,一般在其洗涤水中氰化物的含量高达31mg/L。
氰化物虽是剧毒污染物,但在水体中较易降解,其降解途径如下:氰化物与水中二氧化碳作用生成氰化氢,挥发而出,这个降解过程可去除氰化物总量的90%。
如下式:CN-+CO2=HCN+HCO3-水中游离氧使氰化物氧化生成NH4+和CO22-离子,逸出水体,这个过程只占净化总量的10%,如下式:CN-+O2=2CNO-CNO-+2H2O= NH4++ CO22-氰化物剧毒,一般人只要误服0.1g左右的氰化钾或者氰化钠就会死亡,敏感的人甚至会服用0.06g就致死。
当水体的CN-含量达0.3~0.5mg/L时便可使鱼类死亡。
1.4.5 重金属污染在废水污染中,重金属是指原子序数在21以上83以下范围内的金属,矿井水中主要有:汞、铬、镉、锌、铜、铅、镍、钴、锰、钒、钼、铋等,特别是前几种危害更大。
如汞进入人体后被转化为甲基汞,在脑组织内积累,破坏神经功能,无法用药物治疗,严重时能造成全身瘫痪甚至死亡。
镉中毒时引起全身疼痛腰关节受损、骨节变形,有时还会引起心血管病。
重金属毒物中毒有以下特点:1)不能被微生物降解,只能在各种形态间相互转化、分散,如无极汞能在微生物作用下,转化为毒性更大的甲基汞。
2)重金属的毒性以离子态存在时最严重,金属离子在水中容易被带负电荷的胶体吸附,吸附离子的胶体可随水流迁移,但大多数会迅速沉降,因此重金属一般都富集在排污口下游一定范围内的底泥中。
3)能被生物富集于体内,即危害生物,又通过食物链危害人体。
如淡水鱼能将汞富集1000倍、镉300倍、铬200倍等。
4)重金属进入人体后,能够和生理高分子物质,如蛋白质和酶发生作用而使这些胜利高分子物质失去活性,也可能在人体的某些器官积累,造成慢性毒害,其危害,有时需几十年才能体现出来。
被重金属污染的矿井排水随灌渠进入农田时,除流失一部分外,另一部分被植物吸收,剩余的大部分在泥土中积聚,当达到一定数量时,农作物就会出现病害。
土壤中含铜达20mg/kg时,小麦就会枯死,达到200mg/kg时,水稻会枯死。
此外,重金属污染了水还会时土壤盐碱化。
1.4.6 氟化物天然水体中氟的含量变化为每升零点几至十几毫克,地下水特别是深层地下热水中,氟的含量可达每升十几毫克。
饮用水氟的含量过高或过低均不利于人体健康。
萤石矿的废水中含有氟化物,因为这种废水通常都是硬水,其中氟形成钙或镁沉淀下来,故不表现出很大的毒性,而软水中的氟毒性却很大。
1.4.7 可溶性盐类当水与矿物、岩石接触时,会有多种盐类溶解于水中,如,氯化物、硝酸盐、磷酸盐等。
低浓度的硝酸盐和磷酸盐是藻类营养物,可促进藻类大量生长,从而使水失去氧;硝酸盐类、磷酸盐类浓度高的水,对鱼类有毒害作用。
淡水中含氟的盐类不超过100mg/L,超过次值就成为盐水。
碳酸氢盐、硫酸盐、氯化钙、氯化镁等会使水变为硬水。
除此外,矿山废水中污染物还有放射性污染、热污染、水的浊度污染以及固体悬浮物和颜色变化等污染形式。
2 矿井水的危害2.1 国内外研究现状矿产开采对环境影响现状,随着矿井水排放而引起的矿区环境问题日益突出,不良效应也日益明显,矿区环境污染严重,影响人们的健康和自然生态的平衡。
目前国内外在研究矿产开采活动中,由于矿产开采活动废水排放所引起的环境问题研究正在深入开展中。
如2008年,王岩、梁冰、张兴华、胡晓吉对酸性矿井水在土壤-水环境中运移规律的研究,以溶质运移理论为基础,分析了酸性矿井水在含水层中运移的规律,通过室内土柱实验模拟了酸性矿井水对地下水污染的动态过程,并结合实际观测数据进行对比分析。
结果表明:污染面积随时间;推移不断扩大,且纵向扩散显著;不同组分由于各自特征的巨大差异,污染程度也有很大差别。
其研究对预测预报酸性矿井水迁移归宿、评价环境质量、资源化利用以及环境污染的治理与控制等具有重要的理论意义和现实意义[4]。
近年来,矿产开采产生的矿井水引起的环境问题已经成为一个热点研究课题,较为活跃的领域,与国外有关方面相比有很大差距,随着矿业开发的迅速发展,这就需要政府增大科研资金投入,尽快组织科技力量对矿区环境矿井水的污染进行攻关,吸收国外的先进经验,迅速提高我国对矿区环境危害研究与治理水平。
2.2 矿井水的影响2.2.1 对周边地表水及地下水的影响1)对周围地表水的影响我国河川径流量减少的影响因素很多,如近年来降水量的减少,地表及地下水的过量开采,但矿产资源的大规模开采是主要因素之一。
目前常常是矿产开采以前,位于矿区周围的溪沟保持常年有水,自大规模开采后,大部分原常年有水河段,现己变成季节性河段,仅在其中下游接纳大量矿坑水后才恢复常年水流。