济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究
特大型立井井下给排水系统设计方案
特大型立井井下给排水系统设计方案作者：姚秋成来源：《商品与质量·学术观察》2013年第01期摘要：随着我国煤矿企业开采技术的发展，井下给水排水系统不断趋于完善。
但是许多特大型千米立井，由于其具有涌水量大，井下给水减压难度大，排水费用高等特点，普通的给水排水系统设计方案不能满足现实生产的要求。
本文以济三煤矿为例，设计了井下给水排水以及井下水处理等相对独立的技术方案，不仅可以解决给水减压以及排水设备磨损等严重难题，同时也降低了工程的成本。
关键词：井下给水井下排水给水减压引言济三煤矿开采作业面是在-950米处，井口34米，平时的涌水量是410立方米/h，在井下煤壁注水和消防涌水量为1250立方米/吨，在井下-950米水平处设有水仓。
根据这些数据表明，济三煤矿为特大型千米立井。
常规的井下给水排水系统应用到济三煤矿，具有运行设备电费高、设备使用周期短、维修费用高、减压方式安全性差等缺点。
本文所提出的设计方案为一种新的井下给水排水系统，着力于改进这些生产中的实际问题。
一、煤矿企业中给排水系统的常规设计方案和问题在通常的立井矿井下给水排水系统设计可分为三个部分，井下给水，井下排水和井下水处理。
这三个部分是作为单项工程分开设计的，几乎没有什么关联和相互影响。
常规的系统将井下的涌水释放到井下水仓，然后再用排水泵将水抽至地面，经过地面的水处理站进行处理，被处理后的达标水一是用于井下的生产系统，二是排放。
地面的消防蓄水池通过静压管道输送到井下各个消防用水点，当工作面超过-400米时，要在中间设立减压阀或者减压水池。
济三煤矿由于是特大型千米立井，井深度接近-1000米，而且矿井用水量很大，它的开采工作面太深，涌水量也非常大，常规的井下排水给水系统不能满足特大千米立井的需要。
如果在济三煤矿中使用常规的给水排水设计方案会存在以下几个问题：（ 1）特大型千米立井，矿井涌水量大，扬程很高，不考虑回送到井下生产利用的费用的话，竟是全部外排，每年在排水上所消耗的电费就将近1300万元。
济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究
煤矿矿井水资源化及综合利用的实践思考
Practical Thinking on Water Resources Utilization and Comprehensive
矿管理者应当树立可持续性发展理念，设立专门的煤矿排水系统，集中排放酸性水，并且在地表进行拦蓄使地下水能够通过自然蒸发得到一定的净化处理。
在进行矿井水处理时，煤矿管理人员可以使用新型水泵对分级脱水后的煤泥水进行深度处理，将分离后的矿井水循环应用于挖掘工程，减少水资源的浪。
例如，一大型煤矿采矿场底部存在大量洁净矿井水。
这时，矿井水务工作人员就可以充分利用技术手段，将这些洁净矿井水进行资源化利用。
首先，可以利用引水管道，将将矿层中间的洁净矿井水引入矿井的底部蓄水池，然后利用抽水泵将蓄水池内的洁净矿井水抽离排放到地面净水池中。
等将所有洁净矿井
工作人员再将其进行沉淀，去除泥沙，并利用净水剂等对矿井水进行消毒净化，
要树立可持续发展理念，运用合理的净化方式，将其转化为干净水资源，然后用于煤矿开采或农田灌溉。
空气污染问题日益突出。
当前，国家环保要求不断提升，建设用地受到严格控制，煤炭存储逐渐由散堆走向封闭，以达到抑制扬尘的效果。
如果煤矿出现大量高矿化度矿井水，煤矿水务工作人员要制定合理的处理方案，将其净化处理。
首先利用管道将高矿化度矿井水引流到矿井底部的污水蓄水池中，再利用大型抽水泵将其抽排到地表的污水净化池中。
高矿化度矿井水含盐量过高，所以首先要进行脱盐处理，在地面污水池中加入大量混凝剂，分离出污水中的沉淀物，之后加入大量二氧化碳气体，调节水中的
个水池的水从碱性变为中性，最后利用二级水流管道。
矿区污水资源化的研究与实践
１ 矿 区概 况
济 三煤 矿 是 国 家 “ ・ ” 间 重 点 建 设 项 目 ， 中 国第 一 八 五 期 是 座 立井 开拓 设 计 年 生 产 能 力 ５ ０万 ｔ ０ 的特 大 型 现代 化 矿 井 。 矿
区配套建设有装机容量 ２ｘ１５ ３ ＭＷ、 年发 电量 ２０亿度 的济 三 ３ 电 厂 、 吞 吐量 ３０万 ｔ 年 ０ 的泗 河 口煤 港 和洗 选 能 力 ５ ０万 ｔ ０ 的
２ 矿 区供 、 水分 析 用
（） １济三煤矿供 、 用水分析 。济三煤矿从供 水水源上看 主
要 有 矿 井排 水 和地 下 水 两 部 分 。 根 据 长 期 跟 踪 测 量 ， 井 平 均 涌 水 量 达 １０ ０ ／。矿 井 矿 ２ ０ ｍ３ ｄ 井 下 涌 水 往 往 含 有 较 多 的 细 菌 和微 生 物 ， 色 透 明 度 差 ， 灰 颜 呈 黑 色 ， 一 定 的异 味 ， 浮 物 含 量 较 大 （ 均 值 达 到 ６ ６ 有 悬 平 ４ ｍ￣ ） ，
ＣＤｒ Ｏ Ｃ 平均为 ３ ． ， Ｈ值呈 中性 。 ７４ ｍ Ｐ 济 三 煤 矿 设 有 ３眼 水 源 井 ， 水 全 部 取 自地 下 水 ， 水 量 新 取
平 均 为 ７ ０ ， ， 全 矿 职 工 生 活及 部 分 生产 用 水 。 ０ ０ｍ／ 供 ｄ 所取 地 下
水水质稳定 ， 达到地下水 Ⅲ类标 准， 符合饮用水水质标 准。 济三煤矿各用水单元主要包括 职工生活用水 、 生产 用水 、 机械设备冷却用水 、 绿化卫生用水 等。职工生活用水水质要求
比较 严 格 ， 即供 给水 要 符合 饮 用 水 水 质 标 准 ； 产 和 消 防 用 水 生 要达到 Ｓ ＜１ｍｇ ， 肠杆菌 ≤３个 ／的标准 ； Ｓ ０ ／ 大 Ｌ ｌ 机械设备冷却 用 水 采 用 新 水 作 为 供 给 水 源 ； 其他 需 水 单 元 对 水 质 要 求 不 是 太 严 格 ， 使 用 处 理 后 的 矿 井 水 和 生 活 污水 。 可 （ ） 三 电厂 供 水 、 水 分 析 。 电 厂 用 水 单 元 主 要 有 机 械 ２济 用
煤矿矿井水井下直接处理及循环利用的工程实践
煤矿矿井水井下直接处理及循环利用的工程实践荣伟国;秦胜【摘要】济三煤矿将工作面汇集的矿井水引入采空区预沉,采用曝气氧化池+互冲接触过滤池组合工艺处理矿井水并将其回用为防尘洒水和设备冷却用水.在该组合工艺中,首先利用采空区的沉淀、截留和吸附作用去除矿井水中大部分悬浮物,然后再利用曝气、接触氧化过滤进一步去除悬浮物、胶体、铁和锰等物质.应用结果表明,该工艺系统不需要投加化学药剂,适合煤矿井下巷道环境,具有流程简短、处理成本低、自动化程度高、出水水质好等优点.【期刊名称】《能源环境保护》【年(卷),期】2018(032)004【总页数】4页(P30-33)【关键词】矿井水;井下处理;采空区;互冲接触过滤池【作者】荣伟国;秦胜【作者单位】煤科集团杭州环保研究院有限公司,浙江杭州311201;兖州煤业股份有限公司机电环保部,山东济宁272069【正文语种】中文【中图分类】X703我国是一个干旱缺水严重的国家，我国有70% 的矿区缺水，40%的矿区严重缺水[1]，在许多矿区由于水资源缺乏，已制约了煤矿企业的可持续发展[2]。
矿井水是煤矿开采过程中产生的地下涌水及采掘生产中防尘、设备冷却用水、注浆用水及地表渗透水等汇集而成，主要含有以煤屑、岩粉为主的悬浮物，经净化处理后，一般可作为煤矿井下生产用水。
2010年我国矿井水排放量约为 61亿 m3，利用量约为36亿m3。
矿井水作为非常规水资源，直接排放不仅浪费，而且污染矿区水体、破坏生态景观，将矿井水资源化是解决矿区缺水问题的最有效途径之一[3]。
我国煤矿以井工开采为主.矿井水通常由排水泵从井下中央水仓排至地面矿井水处理厂，经净化处理后通过供水泵送到静压水池，依靠静压供给煤矿井下作为防尘用水、设备冷却用水和综采工作面乳化液配制用水等。
随着矿井开采深度的增加，不仅矿井水从井下排至地面能耗越来越高，而且从井下到地面提升和回用的管道也越来越长。
目前，我国煤矿矿井水在井下处理案例较少，主要有两种方式：一是减少水仓的清淤量从而延长水仓的清淤周期，如刘吉卫等[4]在矿井水进入井下水仓前的一段下坡巷道内加药，在进入水仓后设有挡水墙，沉淀后的出水从挡水墙的上部溢流入后续水仓，使矿井水得到净化；国继征等[5]利用超磁分离水体净化技术在矿井水进入井下水仓之前，预去除矿井水中大部分悬浮物；陈文德等[6]发明了矿井水井下澄清方法，利用混凝、斜管沉淀工艺在矿井水进入井下水仓之前，预去除矿井水大部分悬浮物。
矿井水处理站改建工程的设计与利用
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地 表水 环境质 量 标准Ｇ ３３ —０ ２ ｉ 要求 ，所 有矿 井水 底流 必须 进行 有效 Ｂ８ ８ ２０ｆ 类
处理 并进行 回用 。
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煤泥 水
随着 煤矿 投 产 ，井下 采掘 工作 面 的增 多 ，矿井 水 涌水 量不 断增 加 ，现 有 矿 井水 处理 水量 和 出水 水质 远 达不 到 处理 要求 。根 据 现有 涌 水量 及考 虑 未 来 发展 的需 要 ，拟将 矿井 水 处 理进 行 改造扩 容 ，将 矿 井水 处理 后 出水 作 为济三 煤矿 工业用 水和 济三 电厂 的循 环冷 却水 。 １矿井 水 处理现 状 １ １处理 水量 和水 质 ． 加混凝剂
工 程
藩
科 学
矿 井 水处 理 站 改 建 工 程 的设 计 与 利 用
韩 煜
济宁 ２２６ ） ７ １９ （ 山东济宁兖』 煤业股份有 限公司 济宁三号煤矿 山东 、 Ｉ ＇ １
摘 要： 论述 济三煤矿原矿 井水处理站 的状况及改建 的必要性 ，通 过比较分 析阐述新工 艺的优点 ，并对改建后 的经济效益进行 分析 。 关键词 ： 矿井水 ；悬浮物 ；水量 ；水质 中图分类号 ：Ｔ ７ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ７ － ７ ９ ２ １ ）０ ２ ０ １ Ｏ Ｖ １ ５ ７（ ０ Ｏ ２ ０ ９ － ６ ｒ
．… … 一
的底流 量相 当大 。而机 械 加速 澄 清池 的两 边泥 斗 很 小 ，只 能排 出池 子上 部
的少量 煤泥 。池 底 的大 量 煤泥 总有 刮泥 机 。由于 泥量 大 ，造 成刮 泥 机刮 不 动 ，机 械故 障 多 。底 部 的放 空 排泥 管 由于 长期 不用 而 全 部堵 死 ，这 样池 底
济三煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用_马新亮
济三煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用马新亮，宋培卿，岳之顺（兖矿集团济三煤矿，山东济宁272169）摘要该文结合济三煤矿岩巷掘进，解决了岩巷掘进的关键技术问题，提出了多重锚喷支护和中深孔爆破技术，实现了大断面岩巷全断面一次成巷掘进技术，提高了深部岩巷工程质量，掘进速度提高40%以上。
关键词岩巷掘进深孔爆破中图分类号TD263．5+8文献标识码BAbstract Jisan coal mine rock heading to solve the hydraulic drilling，side discharge rock loader supporting the rock heading the key technical problems，proposed for rock heading full face multiple anchor support and the deep hole blasting technology to realize the full cross section of large section roadway a hole，detonating charge twice，once supporting a roadway into technology to improve the quality of the project Deep Rock Lane，driving speed increased by40%or more．传统岩巷钻爆法的施工水平及技术经济指标受多种因素制约，主要包括设备配置、施工组织、管理水平及钻掘工艺水平。
济三煤矿为提高岩巷单进水平，特提出在岩巷掘进中全面推行岩巷机械化作业线的施工工艺，采用液压钻车配套侧卸式装岩机的岩巷机械化掘进作业线，实现岩巷高效安全掘进。
1液压钻车配套侧卸装岩机的岩巷机械化作业济三煤矿西部辅运巷埋深已达－800m，呈现深部围岩的高地应力和剧烈的软岩流变大变形特性，对支护的技术要求更高，尝试采用CMJ27型钻车替代气腿凿岩机，ZCY120R侧卸式装岩机替代了耙斗装载机，配合SSJ－800皮带出矸，与CMJ27型钻车组成机械化作业线，其优点有：（1）凿岩和装岩速度快。
济三煤矿沿空巷道冲击矿压成因探讨
济三煤矿沿空巷道冲击矿压成因探讨
李光;翟新献;李永明
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2007(035)001
【摘要】济三煤矿6303工作面回风巷的冲击矿压事件严重影响了该矿的正常生产,基于济三煤矿的地质条件,从自然因素和开采因素角度,分析了6303综放工作面回风巷形成冲击矿压的主要原因.分析结果表明,济三煤矿沿空巷道冲击矿压形成与煤层厚度、采深以及周期来压有关.
【总页数】3页(P88-90)
【作者】李光;翟新献;李永明
【作者单位】河南理工大学,能源科学与工程学院,河南,焦作,454003;河南理工大学,能源科学与工程学院,河南,焦作,454003;山西工业职业技术学院,山西,大同,037003【正文语种】中文
【中图分类】TD752.2
【相关文献】
1.兖州矿区济三煤矿冲击矿压预防技术研究 [J], 孙渤
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3.济三煤矿深部采区冲击矿压综合治理技术 [J], 吕建为;牟宗龙
4.济三矿六采区冲击矿压类型及其防治 [J], 窦林名;张广文;张士斌;牟宗龙;郭建全;李志华
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济三煤矿矿井水资源化工程的实践与研究邵晨钟1，吕华浦2（1．中国矿业大学机电学院，江苏徐州221116；2．兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东济宁272072）摘要基于目前国内矿井水处理技术现状，探索把矿井水资源化利用作为一个系统工程，集成嵌入到煤炭生产过程，作为煤炭开采的必然行为同时进行系统的设计和规划，实现煤炭资源与水资源的同步开采模式。
研究实施了矿井水处理系统的信息化管理、矿井水井下处理就地复用及自动化监测和控制、井下突水工作面矿井水的有效分流与处理等关键技术，以及电吸附除盐技术在煤矿高矿化度矿井水处理中的推广应用，为矿井水资源化利用提供有效的途径和技术支持。
关键词矿井水水力循环澄清池电吸附煤水分离资源化中图分类号X752：X703文献标识码Bpractice and research of mine water resource recovery engineering of Jining III coal mineShao Chen－zhong1，Lv Hua－pu2（1．School of Mechanical and Electrical Engineering，China University of Mining and Technology（Xuzhou），Xuzhou221006，China；2．Jining III Coal Mine，Yanzhou Coal Mining Limited Company，Jining272072，China）Abstract Basing on the technology status of mine water treatment in China，this paper explores approaches to realize the pattern，which achieves syn-chronization of coal and water resources mining．This pattern makes mine water resource recovery utilization be integrated and embedded in the process of coal production as a system engineering and a necessary behavior of coal mining，which should be simultaneously designed and planned with coal mining in a systematic way．The information management of mine waters treatment system、the automatic monitoring and control of underground mine water treat-ment and on－site reuse、the effective distributary and treatment of mine water in underground water－inrush working face are studied，which serve as key technologies，as well as the application of electro－sorption desalting technique in high mineralized mine water treatment in coal mine．provide effective approaches and technical supports to the mine water resource recovery utilization．Key words mine water hydraulic circulating clarifier electrosorption coal－water separation resource recovery utilization1矿区基本情况济宁三号煤矿位于山东省济宁市南郊。
矿井配套建设年入洗能力500万t的选煤厂和规模为2ˑ300MW的发电厂各一座。
矿井涌水量在8400 19200m3/d范围内。
矿井水悬浮物含量在300 2000mg/L范围内，总碱度为533mg/L，溶解性总固体为1690mg/L，属高悬浮物、高矿化度矿井水。
针对矿区产业布局，济宁三号煤矿对矿井水进行了系统处理，实现了矿井水资源化利用，年节约水资源370万m3，节约费用600余万元；减少了环境污染。
2关键技术2．1地面矿井水处理站矿井在地面设矿井水处理站，设计规模为24000 m3/d。
选择广泛使用的混凝沉淀、过滤和消毒工艺［1］，矿井水排出地面后，首先进入平流式预沉池，经初步沉淀后，进入生产调节水池，由水泵输送到水力循环澄清*收稿日期：2012－05－15作者简介：邵晨钟（1988－），男，汉族，山东济宁人，中国矿业大学机电工程学院硕士研究生。
池，澄清水经机械过滤和消毒后输送到各用户终端，分别用于井下生产、地面生产、生态养护等，部分矿井水去深度处理车间，经电吸附除盐后用于电厂循环冷却水。
底流煤泥水煤泥浓度较高，去选煤厂浓缩池，进一步浓缩后输送到压滤机进行煤泥回收，滤液作为选煤厂洗煤补充水。
工艺流程见图1。
2．1．1水力循环澄清池结构改进设计四个水力循环澄清池，池体为半地下式钢砼结构，地上7．0m，地下1．2m，外径12．6m，单池设计流量取6000m3/d。
因矿井水絮凝反应物（即矾花）的沉降速度慢于普通地表水［2］，在其清水区安装Kop型专用高效增强沉淀装置，高度1．5m，沿周向60度布置，断面呈六角形pp管上下用尼龙绳固定。
改进后絮凝和沉淀时间、回流比、表面负荷及其他相关水力参数得到了改善，运行效果较好，出水相关指标为：PH8．0 8．2；COD≦16mg/L；SS≦10mg/L；浊度≦3NTU。
2．1．2电吸附﹙EST﹚除盐技术应用根据《工业循环冷却水处理设计规范》，矿井水碱度和溶解性总固体超出水质标准。
选用电吸附除盐深度处理工艺［3］，设计处理规模为8000m3/d。
出水溶解性总固体小于1000mg/L，产水率平均75%，产水量平图1矿井水处理工艺流程均6000m 3/d ，工程投资1397万元，运行成本为1．37元/m 3。
选用EMK4443型模块56套，分A 、B 两组，A 组工作时，B 组反洗。
由于矿井水中－碱度超标，而碱度偏高会使电吸附模块结垢，增加反冲洗的次数和运行费用，采取加酸曝气预处理，在原水池之前加入硫酸﹙盐酸﹚。
工艺流程见图2。
图2电吸附除盐工艺流程2．1．3矿井水处理的信息化管理借助煤矿安全生产系统监测监控网络，研究实施了矿井水自动化控制改造并纳入生产监控中心，即以工控机为上位机，可编程序控制器（PLC ）为下位机、组态监控软件及画面组成的矿井水全过程监控系统。
形成具备图像监视、数据采集、分析和显示的监控平台。
能够在矿监控中心接收数据并实时存储，进行数据统计分析，动态生成统计报表满足对矿井水监测处理分析需要。
显示矿井水处理工艺流程以及工艺环节的相关数据，实现矿井水处理系统的信息化管理。
取消人工计量和监测，年节约人工工资60余万元；仪器购置费40余万元。
2．2矿井水井下处理就地复用济宁三号煤矿井筒深度520m ，矿井水由井下中央水仓排出，在地面处理后，返回到井下利用。
提升运行费用高，处理量增大，处理成本增加等。
因此研究实施了矿井水井下处理就地复用技术，在一采二中车场1301胶顺巷道内沿巷道宽度施工了一道挡水墙，墙高2m ，厚0．5m 。
利用墙内部分巷道空间及1301、1302部分采空区作为沉淀与集水空间，安装两台TSW155－30ˑ9型水泵，水位监测、水泵控制进行自动化监测监控，实现了井下直接供水，年节约费用228．51万元。
2．3突水采煤工作面的煤水分离采煤生产过程中多次出现了工作面单面涌水量在6000m 3/d 以上，矿井水悬浮物曾高达6000mg /L 。
为此借助选煤厂的相关工艺，选择在工作面胶带顺槽机头进行筛分脱水工艺，矿井水区域处理，使悬浮物控制在了500mg /L 左右。
即设计研发自移式分级振动脱水筛，安装在顺槽胶带机头，将附近废弃巷道进行改造作为沉淀池，配套安装煤泥回收压滤机一台。
水煤先经振动筛进行脱水分级，脱水后的煤进入到煤仓中，筛下水进入到附近沉淀池中进行浓缩澄清，采用煤泥泵将沉淀池的底流输送到压滤机，煤泥脱水后用皮带输送机运送至煤仓中，沉淀池上清液、滤液进入到采区水仓。
3重点研究及改进长期以来，受我国传统煤炭开采观念的影响，矿井涌水一直作为“水害”来处理。
矿井水资源化利用工程的实施大都是后期改建和改造。
期间，各煤炭企业一方面缴纳排污费，一方面投资建水源井，缴纳水资源费，增加矿井运行成本，浪废水资源。
应把矿井水资源化利用作为一个系统工程进行设计和规划。
（1）在矿井的规划、可研、初设及施工图各阶段，将矿井水作为水资源来开发利用，进行矿井水资源化利用工程的系统规划和设计。
（2）矿井水收集沉淀池、水仓的规范设计。
矿井涌水收集沉淀池、水仓的设置直接影响矿井水悬浮物含量，现大部分是采掘专业人员设计施工，仅满足于符合煤矿安全规程规定容量。
甚至有的生产源头只是用采掘机械施工一低洼点做蓄水池，导致矿井水悬浮物含量增高，水处理难度和成本加大。
应将收集系统及中央水仓进行规范化、专业化设计，以提高沉淀效果，加大悬浮物过程截流与阻断，改善水质，增加水质稳定性，降低水处理成本。
（3）合理做出关联设施的超前规划设计。
根据不同的开采顺序，超前做出井下突水工作面煤水分离设三维地震技术在崔庙复杂山区的应用李金辉，王晶，张建洲（山东省煤田地质局物探测量队，山东泰安271021）摘要崔庙煤矿属于丘陵山地地形，区内地貌以黄土丘陵为主，地表冲沟极度发育，起伏极大，同时村庄较多，施工难度大。
同时该区局部含有采空区，钻探难以获得整体的效果，通过三维地震勘探可以充分发挥该技术成本低、见效快、精度高的特点，后期通过巷道验证，取得了很好的效果。
关键词三维地震山区采空区中图分类号P631．4文献标识码BApplication of3D seismic technology in complex mountainous areas of Cui MiaoLi Jin－hui，Wang Jing，Zhang Jian－zhouShandong Coalfield Geophysical Prospecting and Surveying team，Taian，Shandong271021Abstract Cuimiao coal mine is belong to mountainous area．The physiognomy of survey area is hill contry．There is lots of village in the survey area．So it is very difficult to construction．The coal seam is very instable．There are many goafs in the survey area．It is difficult to obtain the overall effect of drilling．The character of3D seismic technology are low cast，quick effective and high precision．There have been a good effect in the production of coal mine of Cui Miao．Key words3D seismic moutainous areas goaf为了解崔庙煤矿煤层宏观结构、赋存范围、采空区范围以及该区总体构造形态，断层发育情况，对该区进行了三维地震勘探工作。