井下污水处理方案研究

1矿井及排水系统概况

排水系统构成情况如下：-300m水平各处裂隙水、施工用水经各巷道水沟自流，汇入-300m水平出口后，经管道自流进入-325m水仓。-300m～-350m水平之间的污水自流到-375m临时水仓沉淀后，经水泵排至-325m水仓。-400m污水经水沟自流至-425水平，与-425m水平污水一同水泵泵送至-375m临时水仓后，之后经水泵排至-325m水仓。-375m临时水仓处布置2台流量100m3/h，扬程120m水泵，-425水平布置2台流量50m3/h，扬程100m水泵，-375m水仓布置3台MD155-67×7多级泵。

2影响井下污水水质的主要因素

-350m水平施工期间的污水，在该水平炮后出渣期间，混有泥沙、小颗粒砂石等的污水经水沟，排至-375m临时水仓沉淀，此阶段经斜坡道右侧水沟流入-375m临时水仓，该段水沟水流速度较快，污水不能有效沉淀；-400m、-425m水平施工期间的污水，未经有效沉淀，经水泵泵送至-375m水平水仓，之后经-375m临时水仓水泵泵送至-325m水仓。但-375m临时水仓长度较短，清理不及时，导致该处污水不能有效沉淀，之后混有细泥沙的污水经水泵排至-325m水平水仓。该原因为影响-325m水平水仓水质的主要原因。除上述-350水平污水以外，-300m水平水质较好，未混入较多污水，对-325m水平水仓水质影响较小。

3井下污水处理系统具体设计方案

3.1-300m水平包括3#、4#、上、下盘沿脉等平巷。具体如图1。3.2井下沉淀池设计方案3.2.1水流、沉淀池、挡水墙具体方案在3#穿脉、4#穿脉上盘沿脉巷道设置4道挡水墙，挡墙墙高1.5m，墙厚度500mm，宽度4.8m（以巷道实际宽度设置，以填满全部巷道宽度为准）。将-300、-350、-400、-425所有污水通过水泵，泵送至3#穿脉1#挡水墙处，所有涌水经3#穿脉、上盘沿脉、4#穿脉流至4#挡水墙处，4#挡水墙顶端设置500mm×500mm开口，经沉淀完成的污水通过4#挡水墙开口自流进入4#穿脉，通过水沟流入下盘沿脉，至-300m水平斜坡道出口，随水沟进入-325水仓。3.2.2水流速计算水泵通过管路进入3#穿脉1#挡水墙处，水流速度v1=400m3/h=0.11m/s，排水管道断面积s3=0.02m2，沉淀池断面面积s3=7.2m2，假设水流进入沉淀池后，立刻转入平流状态，此时流速v3=v1•s1/s3=3.06×10-4m/s，经计算，在污水进入沉淀池平稳流淌后，水流速度变缓，且沉淀长度为781m，按照平流沉淀池沉淀效率，污水将会得到有效沉淀。3.2.3具体水泵、管道安装计划根据上述安排，需在-375m临时水仓布置2台流量150m3/h，扬程扬程250m潜水泵，-400m、-425m两个水平污水可通过现有潜水泵泵送至-375m临时水仓，-350m水平污水可通过水沟自流进入-375临时水仓，利用现有管道，将-375临时水仓污水泵送至-300m水平3#穿脉1#挡水墙处，但现有排水管路长度仅安装至-325m水平水仓，本着节约成本和对现有设备管路有效利用的想法，需再购买200m准159mm铸铁管，将-375水平所有污水泵送至挡水墙。-300m水平污水通过现有水泵和临时排水管道泵送至1#挡水墙处。经初次沉淀完成的污水，通过水沟汇入-325m水仓后，通过-325m水泵泵送至地面主井区沉淀池，二次沉淀后，达到排放标准后外排。

4效果分析

与常规设计方案相比，主要效果有以下几方面：（1）矿井涌水在进入主井区地面沉淀池之前，均进行了混凝沉淀预处理，去除了绝大多数悬浮颗粒，主井区地面沉淀池水质得以明显改善，地面沉淀池清淤周期大大延长，有效降低了清仓的费用。（2）由于初次沉淀后的水质明显改善，尤其是其中的矿粉和岩石粉末的去除，对排水泵叶轮和排水管材的磨损有了较大程度地降低，延长了排水泵及排水管材的使用寿命，降低了维修费用。

5结语

综上所述，该方案通过利用矿山已完工巷道作为井下临时沉淀池，有效缓解了井下污水泥沙含量超标的问题，解决了当前矿山生产中污水外排的重大问题，对环境保护有着极大的意义。

作者:谷林林 单位:河北钢铁集团滦县常峪铁矿有限公司

参考文献

[1]李剑峰.传感器在煤矿井下排水泵自动控制的应用[J].变频器世界，2016（11）.[2]唐.邢台煤矿-450水泵电机温控系统改造[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2015（11）.