公布日：2022.08.19
申請日：2022.05.07
分類號：C02F1/00(2006.01)I;E03B1/02(2006.01)I;E03B3/32(2006.01)I;E03B3/34(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種地下礦山廢水零排放工藝，包括用水系統(tǒng)、回水補(bǔ)給系統(tǒng)和新水補(bǔ)給系統(tǒng)，用水系統(tǒng)包括采礦系統(tǒng)、充填系統(tǒng)及選礦系統(tǒng)；新水補(bǔ)給系統(tǒng)包括井下涌水系統(tǒng)和外界水系統(tǒng)；包括如下步驟：首先計算出總用水量；其次計算出各個環(huán)節(jié)的回水補(bǔ)給量；再次計算出井下涌水量、多余水量以及堵水率，并設(shè)定預(yù)設(shè)堵水率的值；最后利用設(shè)定的預(yù)設(shè)堵水率計算出堵水后的井下涌水量，進(jìn)而計算出外界補(bǔ)給量。本發(fā)明通過精準(zhǔn)的計算，結(jié)合帷幕注漿和地表清污分流對井下涌水系統(tǒng)的涌水量進(jìn)行限制，然后通過外界水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)給，使井下涌出的水全部利用，整體上實現(xiàn)廢水零排放的綠色開采。
權(quán)利要求書
1.一種地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：包括用水系統(tǒng)、回水補(bǔ)給系統(tǒng)和新水補(bǔ)給系統(tǒng)，所述用水系統(tǒng)包括采礦系統(tǒng)、充填系統(tǒng)及選礦系統(tǒng)；所述新水補(bǔ)給系統(tǒng)包括井下涌水系統(tǒng)和外界水系統(tǒng)；包括如下步驟：S1.根據(jù)采礦、充填和選礦能力、工藝以及工作制度分別計算出所述采礦系統(tǒng)、所述充填系統(tǒng)及所述選礦系統(tǒng)的用水量，根據(jù)三者之和得到總用水量；S2.將所述采礦系統(tǒng)、所述充填系統(tǒng)及所述選礦系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行分別處理得到回水補(bǔ)給，計算出處理后得到的回水補(bǔ)給量，將所述回水補(bǔ)給再用于所述用水系統(tǒng)；S3.根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)情況，計算出所述井下涌水系統(tǒng)的井下涌水量；根據(jù)步驟S2得到的所述回水補(bǔ)給量和所述井下涌水量之和與步驟S1得到的所述總用水量之差，得到多余水量；S4.根據(jù)S3得到的所述多余水量和所述井下涌水量計算出所述多余水量為零時的堵水率；利用預(yù)設(shè)方法對所述井下涌水系統(tǒng)的涌水處進(jìn)行堵水處理，以達(dá)到高于所述堵水率的預(yù)設(shè)堵水率；S5.根據(jù)步驟S4得到的所述預(yù)設(shè)堵水率計算出所述井下涌水系統(tǒng)的堵水后的井下涌水量；根據(jù)S1得到的所述總用水量與步驟S2得到的所述回水補(bǔ)給量以及所述堵水后的井下涌水量之和的差值，計算出需要所述外界水系統(tǒng)提供的外界補(bǔ)給量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：步驟S4中所述預(yù)設(shè)方法包括帷幕注漿和地表清污分流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：所述帷幕注漿根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)情況，實時調(diào)整幕底深度與帷幕端點；所述地表清污分流是對地表溝渠實施清污分流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：所述選礦系統(tǒng)包括水洗篩分系統(tǒng)、跳汰分選系統(tǒng)、洗砂系統(tǒng)和磨選及脫水系統(tǒng)；所述水洗篩分系統(tǒng)、所述跳汰分選系統(tǒng)和所述洗砂系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)跳汰及洗砂水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述選礦系統(tǒng)；少量地表沖洗水和所述磨選及脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的精礦水及尾礦水經(jīng)選礦廢水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述選礦系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：所述采礦系統(tǒng)產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，經(jīng)礦井水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述用水系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：所述充填系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水包括濃密機(jī)溢流水和充填泌水；所述濃密機(jī)溢流水經(jīng)所述選礦廢水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述選礦系統(tǒng)；所述充填泌水經(jīng)所述礦井水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述用水系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：所述井下涌水系統(tǒng)產(chǎn)生的井下涌水經(jīng)所述礦井水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述用水系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：所述外界水系統(tǒng)為市政供水系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：所述市政供水系統(tǒng)除了給所述用水系統(tǒng)供水外，還給廠區(qū)生活系統(tǒng)供水；所述廠區(qū)生活系統(tǒng)產(chǎn)生的生活污水經(jīng)處理后用于廠區(qū)綠化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地下礦山廢水零排放工藝，其特征在于：廠區(qū)設(shè)有應(yīng)急系統(tǒng)，所述應(yīng)急系統(tǒng)能夠容納不低于10天的所述堵水后的井下涌水量；在廠區(qū)長期不作業(yè)時，所述井下涌水系統(tǒng)產(chǎn)生的所述井下涌水經(jīng)所述礦井水處理系統(tǒng)處理后，作為生產(chǎn)用水用于附近工業(yè)園區(qū)的企業(yè)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種地下礦山廢水零排放工藝，根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)情況計算出井下涌水量，再通過精準(zhǔn)的計算得出井下涌水被完全利用時需要達(dá)到的堵水率，根據(jù)計算結(jié)果設(shè)置一個高于該堵水率的預(yù)設(shè)堵水率，從而使井下涌水完全被用水系統(tǒng)利用的同時再利用外界水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)給，使井下涌水完全被利用，實現(xiàn)廢水零排放的綠色開采途徑。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種地下礦山廢水零排放工藝，包括用水系統(tǒng)、回水補(bǔ)給系統(tǒng)和新水補(bǔ)給系統(tǒng)，用水系統(tǒng)包括采礦系統(tǒng)、充填系統(tǒng)及選礦系統(tǒng)；新水補(bǔ)給系統(tǒng)包括井下涌水系統(tǒng)和外界水系統(tǒng)；包括如下步驟：
S1.根據(jù)采礦、充填和選礦能力、工藝以及工作制度分別計算出所述采礦系統(tǒng)、所述充填系統(tǒng)及所述選礦系統(tǒng)的用水量，根據(jù)三者之和得到總用水量；
S2.將所述采礦系統(tǒng)、所述充填系統(tǒng)及所述選礦系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行分別處理得到回水補(bǔ)給，計算出處理后得到的回水補(bǔ)給量，將所述回水補(bǔ)給再用于所述用水系統(tǒng)；
S3.根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)情況，計算出所述井下涌水系統(tǒng)的井下涌水量；根據(jù)步驟S2得到的所述回水補(bǔ)給量和所述井下涌水量之和與步驟S1得到的所述總用水量之差，得到多余水量；
S4.根據(jù)S3得到的所述多余水量和所述井下涌水量計算出所述多余水量為零時的堵水率；利用預(yù)設(shè)方法對所述礦井涌水系統(tǒng)的涌水處進(jìn)行堵水處理，以達(dá)到高于所述堵水率的預(yù)設(shè)堵水率；
S5.根據(jù)步驟S4得到的所述預(yù)設(shè)堵水率計算出所述井下涌水系統(tǒng)的堵水后的井下涌水量；根據(jù)S1得到的所述總用水量與步驟S2得到的所述回水補(bǔ)給量以及所述堵水后的井下涌水量之和的差值，計算出需要所述外界水系統(tǒng)提供的外界補(bǔ)給量。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S4中所述預(yù)設(shè)方法包括帷幕注漿和地表清污分流。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述帷幕注漿需要根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)情況，實時調(diào)整幕底深度與帷幕端點；所述地表清污分流是對地表溝渠實施清污分流。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述選礦系統(tǒng)包括水洗篩分系統(tǒng)、跳汰分選系統(tǒng)、洗砂系統(tǒng)和磨選及脫水系統(tǒng)；所述水洗篩分系統(tǒng)、所述跳汰分選系統(tǒng)和所述洗砂系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)跳汰及洗砂水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述選礦系統(tǒng)；少量地表沖洗水和所述磨選及脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的精礦水及尾礦水經(jīng)選礦廢水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述選礦系統(tǒng)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述采礦系統(tǒng)產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，經(jīng)礦井水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述用水系統(tǒng)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述充填系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水包括濃密機(jī)溢流水和充填泌水；所述濃密機(jī)溢流水經(jīng)所述選礦廢水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述選礦系統(tǒng)；所述充填泌水經(jīng)所述礦井水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述用水系統(tǒng)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述井下涌水系統(tǒng)產(chǎn)生的井下涌水經(jīng)所述礦井水處理系統(tǒng)處理后，再回用給所述用水系統(tǒng)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外界水系統(tǒng)為市政供水系統(tǒng)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述市政供水系統(tǒng)除了給所述用水系統(tǒng)供水外，還給廠區(qū)生活系統(tǒng)供水；所述廠區(qū)生活系統(tǒng)產(chǎn)生的生活污水經(jīng)處理后用于廠區(qū)綠化。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，廠區(qū)設(shè)有應(yīng)急系統(tǒng)，所述應(yīng)急系統(tǒng)能夠容納不低于10天的所述堵水后的井下涌水量；在廠區(qū)長期不作業(yè)時，所述井下涌水系統(tǒng)產(chǎn)生的所述井下涌水經(jīng)所述礦井水處理系統(tǒng)處理后，作為生產(chǎn)用水用于附近工業(yè)園區(qū)的企業(yè)。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明提供的地下礦山廢水零排放工藝，根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)情況計算出井下涌水量，再通過精準(zhǔn)的計算得出井下涌水被完全利用時需要達(dá)到的堵水率，根據(jù)計算結(jié)果設(shè)置一個高于該堵水率的預(yù)設(shè)堵水率，利用帷幕注漿和地表清污分流對井下涌水系統(tǒng)的涌水處進(jìn)行堵水處理，以達(dá)到預(yù)設(shè)堵水率，從而使井下涌水完全被用水系統(tǒng)利用，再結(jié)合外界水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)給。該工藝通過精準(zhǔn)的計算和精細(xì)化的實施過程，使井下涌水完全被利用，避免其外排造成水資源污染，實現(xiàn)廢水零排放的綠色開采途徑，最大程度地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
(2)本發(fā)明對不同系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水及同一系統(tǒng)產(chǎn)生的不同種類的廢水采用分別處理和分別回用，以實現(xiàn)廢水的全部循環(huán)利用。根據(jù)不同種類廢水的具體情況，選用最合適的回收處理方法，不僅處理量少，而且不會造成廢水的過度處理以減少生產(chǎn)成本。
(3)本發(fā)明提供的地下礦山廢水零排放工藝，采用帷幕注漿和地表清污分流從源頭上減少了井下水的涌出，再結(jié)合采選廢水處理回用等處置方案，整體上實現(xiàn)廢水零排放的綠色開采，環(huán)境風(fēng)險防范措施可行，環(huán)境風(fēng)險可控，對水環(huán)境沒有新增污染物，不影響下游飲用水源和生態(tài)環(huán)境，尤其對水環(huán)境敏感脆弱地區(qū)值得借鑒。
（發(fā)明人：劉澤洲;潘冬;田志剛;歐陽仕元;王俊;陳尚周;王宇;歐昌文;雷明;李運勝;趙忠花;羅振宇;廖九波;鄂玉強(qiáng);李昕蔚;李智;李真;劉志軍;王筱添;方慶紅;趙曉昕;羅靜）
