矿井水控制_处理_利用_回灌与生态环保五位一体优化结合技术研究_赵鹏飞

★节能与环保★矿井水控制、处理、利用、回灌与生态环保五位一体优化结合技术研究赵鹏飞(冀中能源峰峰集团梧桐庄矿,河北邯郸市磁县,056500)摘要介绍了梧桐庄矿矿井水控制、处理、利用、回灌、生态环保五位一体优化结合技术,建立了包括综合探测、底板加固改造和注浆堵源截流等一套完整有效的矿井水害综合防控技术集成体系,解决了水害防控与矿山生态环境保护之间相互矛盾与冲突的难题。关键词矿井水处理和利用矿井水回灌生态环保技术体系中图分类号TD994文献标识码AAresearchonanoptimizedfive-in-onetechnologyofminewatercontrol,treatment,utilization,back-fillingandeco-environmentprotectionZhaoPengfei(WutongzhuangCoalMine,JizhongEnergyFengfengGroup,CixianCounty,Handan,HebeiProvince056500,China)AbstractAnoptimizedintegrationoffive-in-onetechnologydevelopedbyWutongzhuangCoalMinecomprisingminewatercontrol,minewatertreatment,minewaterutilization,minewaterbackfill-ingandeco-environmentprotectionisdealtwithinthispaper.Indealingwithminewater,thiscoalminemakesavailableanintegratedsetofeffectivetechnologyincludingcomprehensiveexplorationofminewater,minefloorstrataenhancementtechnologyandgroutingforminewaterblocking.Thisisafairlygoodsolutiontothecontradictionbetweenminewaterdisastercontrolandmineeco-environmentprotection.Inaddition,thiscoalminealsoinventsanadvancedtechnologyforminewaterbackfillingviaasurfacepipingandboreholesystemwhichturnsouttobeeffective.Keywordsminewatertreatmentandutilization,minewaterbackfilling,eco-environmen-talprotection1背景和目的冀中能源峰峰集团梧桐庄矿是一座大型现代化矿井,目前生产能力为210万t/a。井田有效面积39.64km2,矿井采用立井石门开拓,主水平标高-470m。井田内共有可采煤层6层,目前开采的2#煤层可采储量7971万t,煤种以肥煤为主,焦煤次之。该矿是一个高水矿井,水文地质条件复杂,且是一个四周下降中间隆起较为封闭的独立水文地质单元。从水害防控和矿山环境方面来看,矿井面临着以下相互关联的问题。(1)矿井水文地质条件复杂。主采煤层埋藏深(400～1150m),底板承受水压高(一般在7.3MPa以上);断裂、裂隙和岩溶陷落柱等垂向导水构造十分发育,曾发生过突水事故;具有高水压、高水温、涌水量大的特点,水害问题十分严重。(2)矿井水水质差。由于梧桐庄矿所处的较为封闭独立的水文地质条件,故其矿井水具有高矿化度(5000mg/l)和高硬度(以CaCO3计2000mg/l)的特征。此外,矿井涌水在流经采煤工作面和煤巷过程中,卷入大量煤粉和岩粉等悬浮颗粒,致使矿井水悬浮物颗粒总量达1800mg/l。矿井生产过程中的正常排水也会对矿区的工农业生产及居民生活造成一定影响。103矿井水控制、处理、利用、回灌与生态环保五位一体优化结合技术研究2关键技术本项目以绿色开采、生态矿井建设和可持续发展为理念,将水文地质学、岩体水力学、环境工程学和矿山环境学等多学科理论和技术进行有机结合,采用了现场物理模拟试验、室内外水处理试验、现场回灌和数值仿真模拟等技术手段,从矿井水控制、处理、利用、回灌、生态环保5个子系统,应用大系统工程理论,开展了五位一体优化结合的综合研究。2.1水害综合防控技术体系在深入分析梧桐庄矿地质构造及水文地质特征基础上,提出了正常岩层底板突水、断层裂隙带突水、岩溶陷落柱突水的三大突水机理和突水模式。并根据不同突水模式具体特点,建立了矿井地下水害探查和治理的综合