煤礦生產(chǎn)廢水處理探討

侯廣清

（山西蘭花科創(chuàng)玉溪煤礦有限責(zé)任公司，山西 沁水 048214）

蘭花科創(chuàng)玉溪煤礦2008年開工建設(shè)，為煤與瓦斯突出礦井。井田面積26.147km2，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.40Mt/a，3號煤層服務(wù)年限為41.7a。礦井采用斜井開拓，3號煤層采用一次采全高長壁綜合機(jī)械化開采。目前該礦井處于3號煤層基建狀態(tài)，多為頂板淋水，正常涌水量為11.56m3/h，礦井最大涌水量為18.25m3/h?，F(xiàn)階段井底水倉主要水源來自生產(chǎn)廢水，經(jīng)統(tǒng)計(jì)每天排水量平均約700m3左右。

由于井下同時(shí)作業(yè)的鉆機(jī)多在6臺以上，生產(chǎn)廢水中的矸、煤屑含量很大。但礦井設(shè)計(jì)時(shí)在井下污水進(jìn)入水倉前只設(shè)一個(gè)較小的沉淀池，沒有起到沉淀作用，致使大量的矸、煤屑直接進(jìn)入了水倉，水倉啟用后，幾乎每天都安排十幾個(gè)人進(jìn)行清倉。為徹底解決進(jìn)入水倉的矸、煤屑問題，該礦對生產(chǎn)廢水沉淀系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造后效果明顯。

1 概況

該礦在主斜井井底附近設(shè)有水倉及排水泵房，2015年10月投用。水倉總?cè)菟?840m3（其中內(nèi)水倉1066m3、外水倉1774m3）。采掘面的生產(chǎn)廢水和礦井涌水經(jīng)水泵排至盤區(qū)東瓦斯抽放巷和西瓦斯抽放巷，在一號煤聯(lián)巷匯合，經(jīng)輔運(yùn)斜巷水溝、東線聯(lián)絡(luò)巷水溝、副斜井主車場水溝，在四號交岔點(diǎn)和副斜井方向的水匯合后沿水倉通道進(jìn)入水倉，通過主排水泵排至地面礦井水處理站。

改造前煤泥的清理，利用內(nèi)外水倉倒替使用，采用清倉設(shè)備長期不間斷地進(jìn)行清淤。一般情況下清理內(nèi)水倉能順利完成，但清理外水倉時(shí)，清理無法順利完成，就需要倒倉。改造前污水指標(biāo)：3428mg/L。

2 改造前狀況

改造前只在水倉通道口部設(shè)有1.5m×0.8m×1.0m（長×寬×深）沉淀池兩個(gè)，中間設(shè)一道過濾網(wǎng)，為混凝土澆注池壁和池底，池頂用自制的鋼筋網(wǎng)覆蓋。原有軌道在完全進(jìn)入交岔點(diǎn)后設(shè)為雙道，雙道長度約20m，然后合為一道，約15m后，設(shè)置了進(jìn)入內(nèi)外水倉的道岔。從各采掘工作面出來的污水排至水倉的沿線也未設(shè)任何沉淀裝置，水流至東線聯(lián)絡(luò)巷水溝、副斜井主車場巷道水溝時(shí)，水溝斷面加大，流速減緩，也有大量的污泥沉積?；旧弦恢茏笥倚枰謇硪淮嗡疁稀Ｔ摱蜗锏篱L度230m，清理一次約需投工15個(gè)。水倉清理每班投工4個(gè)。從水倉投運(yùn)到水倉改造結(jié)束，時(shí)間跨度約一年，累計(jì)投入清理工約5000多個(gè)，廢工又廢力，且耽誤礦井建設(shè)的正常進(jìn)行。改造前水倉、水倉通道沉淀池、水倉通道布置如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 井底水倉平面圖

圖2 改造前水倉通道沉淀池平面示意圖

圖3 改造前水倉通道軌道布置平面示意圖

3 改造方案

本次改造充分利用原有的水倉通道，從四號交岔點(diǎn)到內(nèi)外水倉交岔點(diǎn)長度為56m。將水倉通道整個(gè)進(jìn)行全部起底1m，然后進(jìn)行防滲混凝土鋪底0.2m，并對兩幫壁底板住上0.8m進(jìn)行防水處理，然后進(jìn)行兩座沉淀池及水溝的施工。水溝設(shè)置在巷道左幫，每個(gè)沉淀池始端設(shè)一個(gè)進(jìn)水口，末端設(shè)一個(gè)出水口。進(jìn)、出水口各設(shè)置一道堵水閘板，控制進(jìn)、出沉淀池的水。進(jìn)水口底板與沉淀池底平，進(jìn)水口設(shè)鋼筋柵欄網(wǎng)，攔截水溝內(nèi)漂浮物；出水口設(shè)置200目的篩網(wǎng)，出水口設(shè)置距底板高度為0.1m。沉淀池內(nèi)布置兩道篩網(wǎng)，第一道篩網(wǎng)為30目，第二道篩網(wǎng)為100目。第一道篩網(wǎng)下設(shè)置30cm的矮墻，第二道篩網(wǎng)下設(shè)置20cm的矮墻。篩網(wǎng)材質(zhì)均為不銹鋼。沉淀池分隔為三部分，前兩部分淤積量較大，均在篩網(wǎng)前位置布置一個(gè)0.8m×0.8m×0.5m（長×寬×深）的積水坑，便于淤泥的抽排。每個(gè)積水坑內(nèi)布置一臺DYWS50-10泥漿泵。兩個(gè)沉淀池的四臺泵通過一條DN80的管路進(jìn)行連接，管路連接螺旋沉降式離心機(jī)。沉淀池上方布設(shè)橫向鋼梁，鋼梁間距為0.8m，鋼梁在澆筑沉淀池時(shí)進(jìn)行預(yù)埋，鋼梁為14號工字鋼。然后在鋼梁上方布置軌道，軌間距為900mm，從副斜井主車場（四號交岔點(diǎn)）道岔處引入軌道，設(shè)為單軌，在進(jìn)入內(nèi)外水倉處設(shè)一組對稱道岔，便于以后內(nèi)外水倉的清理。軌道內(nèi)外均用5mm的花紋鋼板鋪滿，便于行人和車輛行駛。在水倉通道入口的沉淀池上方布置一臺350型臥式螺旋沉降離心機(jī)。螺旋式離心機(jī)架高，便于礦車承接壓出的淤泥，鋼架采用14號工字鋼焊制，下方通過高度為1.5m，寬度為2m，鋼架與沉淀池上方的工字鋼梁固定為一體。螺旋式離心機(jī)外形尺寸為2.5m×0.8m×0.7m，出料口設(shè)置在水倉通道入口端。裝車軌道長度為30m。兩個(gè)沉淀池為一用一備，當(dāng)一個(gè)沉淀池淤泥積滿時(shí)，將水導(dǎo)入另一個(gè)沉淀池，開始清理此沉淀池的淤泥。由于每個(gè)沉淀池的第三段內(nèi)淤泥量少，在水排完后進(jìn)行人工清理。為便于沉淀池第三段的清理，在水倉通道內(nèi)留一臺風(fēng)泵進(jìn)行排水。改造后水倉通道內(nèi)軌道、沉淀池布置如圖4、圖5、圖6所示。

表1 設(shè)備明細(xì)表

圖4 改造后水倉通道軌道及設(shè)備布置平面示意圖

圖5 改造后沉淀池平面示意圖

圖6 改造后沉淀池剖面示意圖

4 工作流程

（1）所有進(jìn)入水倉的生產(chǎn)廢水，首先進(jìn)入沉淀池，通過三級濾網(wǎng)過濾，最后流入水倉。

（2）沉淀池一用一備，當(dāng)煤泥水濃度過高或?yàn)V網(wǎng)堵塞嚴(yán)重時(shí)啟用備用池，開始清理、壓泥作業(yè)。

（3）離心機(jī)固相排出口的出料，通過鋪設(shè)的軌道采用礦車運(yùn)輸升井。

（4）離心機(jī)液相排出口的出水，直接流入水倉。

5 取得的效果

（1）改造前每天不斷清理水倉，改造后每班僅安排一個(gè)人值守，管理沉淀池進(jìn)出水及清淤作業(yè)。改造前進(jìn)入水倉前的礦井水含泥量為3428mg/L，改造后煤泥量下降至500mg/L以下。改造前水倉投運(yùn)約一年，清理投工量為5000多個(gè)，改造后，一年的用工量約為1800個(gè)左右，其中均包括東線聯(lián)絡(luò)巷和副斜井主車場水溝的清理用工。

（2）2016年9月份改造以后未進(jìn)行過清倉作業(yè)。