复杂水文地质条件矿井给排水系统优化建设

复杂水文地质条件矿井给排水系统优化建设

发局第二地质大队））山东省济宁市272100Summary：我国的矿井开采工作长久以来一直是我国基础国民经济发展的重点，而在矿井开采工作中，不论是采矿、选矿还是办公或日常的职工生活都离不开水资源，并且对于水质、水量以及压力等方面都有着较高的要求，同时也意味着大量废水资源的排放，这就需要较高质量给排水工程作为支撑。而且由于矿井的开采一般选择位置不固定，通常会选在资源较丰富的区域，也通常会在远离市区的偏远山区，因此市政基础设施的缺乏，意味着需要自行构建一套给排水系统满足其日常以及正常工作开展的需要。Keys：复杂水文地质条件矿井；给排水系统；优化建设引言1矿井建设投产后存在的问题①矿井配套设计主排水泵房已不满足《煤矿安全规程》规定要求，排水能力不足，严重制约矿井安全生产；②矿井地面配套设计的污水预处理站的能力无法满足井下排水需求，严重制约矿井给排水系统安全运行，当水处理站无法及时处理井下排水时，将导致井下排水受限，系统存在被水淹、地面被迫直排污水等生产安全和环保风险；③井下生产用水水源来自地面污水预处理站（处理能力700m3/h），井下泵房将污水排至地面水处理站经处理后回供井下生产和消防用水，当污水量增大时，污水预处理站超负荷运行，产水水质无法达到设计指标，回供井下后将造成井下用水设备寿命缩短、故障率升高，提高系统故障率，影响生产组织。2复杂水文地质条件矿井给排水系统优化建设2.1完善给排水系统的水量平衡随着工业发展的进步，水资源的损耗已经引起了人们的广泛重视。与此同时，国家出台了相关排放废水的标准，对矿井工程中水资源的利用以及排放水的污染物总量有了更为严格的要求。矿产资源的开采离不开水循环的支持，选矿过程中有大部分的环节离不开水的参与，这是因为当前的选矿工艺多为湿法作业，利用水为介质达到对矿石成分进行分离、提取的目的。所以，矿井工程离不开水，但是水资源匮乏的现状又大大制约了矿产开采。因此，必须另辟行径，依靠完善排水系统设计，建立水量平衡与用水循环解决用水问题。平衡水量指的是水循环的理论，是给排水系统中比较重要的设计理念，运用于开采过程中矿石的磁选、重力选、悬浮选等环节。给排水系统最重要的就是水的循环利用与排放水的处理，而平衡水量可以有效达到这两点要求。在实际采矿中，大部分矿井已经达到了国家排放水的规范，但是相关矿场应该树立节约水资源的意识，通过排放水的再加工、循环再利用，弥补水资源的缺乏，从而实现污水的零排放。但是在水循环的实际应用中，效果不太理想，一方面，一些工序对水的要求比较高，矿井大多会选择引入新水；另一方面，施工单位为了避免设备堵塞，或是减少废水处理成本，而不选择回收利用排放水。对于这类现象，施工单位可以在循环利用排放水的初期加设过滤设备，通过净化工艺去除大颗粒污染物，以此避免设备的堵塞。另外，施工单位必须树立可持续发展理念，降低排放废水量，因为环境就是最大的资源，要力求经济利益与环境保护的平衡协调。2.2完善给排水系统废水处理技术废水的循环利用以及排放与平衡水量有直接的关联，因此，针对当前存在的问题，进一步完善废水处理技术及相关设备至关重要。通常情况下，废水中有大量的颗粒悬浮物，处理相对容易，主要采用尾矿浓缩的方式进行处理。这样的处理方法不仅能达到节能降耗的目标，还能有效节约水资源，实现水资源的循环再利用。在实际处理过程中，要选择不同类型的高效浓缩机，才能保障实际处理效果。废水处理过程中，还可以通过特定的药物进行处理，主要是通过添加药剂使污染物沉淀。但是矿区的废水浓度相对较高，含量波动性也非常大，因此，往往需要大量的药剂，且药剂量的实际反应时间也很难进行把握，还需要投入大量的人力、物力和财力，因此，不适用于大范围推广。2.3建立井下消防洒水就地供应系统通过建设井下深度水处理系统，可有效减少地面向井下的供水量，但井下的巷道冲洗、降尘喷雾等用水设施的供水还是由地面经井筒管路向井下输送。通过建立井下消防洒水就地供应系统，可进一步提高井下供水系统效能。a)通过对井下巷道冲洗、喷雾防尘用水的水质需求和井下采空区涌水的水质进行对比分析，发现井下采空区涌水的水质基本能满足井下巷道冲洗、喷雾防尘等用水需求，并通过了实际应用检验。①通过改造将清水泵房的水泵出水管路与井下消防洒水供水管网连通，并在连通处设置减压阀和切换检修阀门，将压力降低到与矿井消防洒水系统管网相匹配的压力等级。②在井底清水泵房设备运行时，清水泵房向地面矿井水处理站清水池排水的同时，也向井下消防洒水管网中输送清水。此时井筒内的消防洒水管网因压力均衡，不再向井下消防洒水管网内注入水源，实现井下消防洒水由清水泵房供给的功能。③在井底清水泵房设备检修时，井下消防洒水管网又可以从井筒的供水管路中获取水源，保证井下消防洒水管网时刻保持稳定压力和流量的供水工况。2.4提高施工人员施工技术能力为了加强对矿井给排水工程施工质量的控制另一个重要的方面就是要进行施工人员技术水平的提升。一方面要对施工团队的选用提高标准，施工人员技术能力的不足是制约质量控制的重要方面，也是导致施工质量不高的关键。如果在施工过程中技术人员不具备专业的技术能力或能力水平达不到建设标准，就很可能出现某个环节或某项施工过程不能够满足质量标准的要求，影响整体建设工程的质量，所以就需要全面提高施工人员施工的技术能力。在具体的施工过程中，要严格依照具体施工管理与质量控制的要求进行施工与部件的安装，因为如果管道安装中一个环节的质量问题就很可能引发后续严重的整个阶段工作的问题，影响实际施工效率。另一方面还要加强对实际施工人员专业技术能力的培训，在项目建设开始以前就对具体的施工环境以及关键注意事项进行讲解，让施工人员提前熟悉现场工作环境与一些施工要点控制的方面，通过更具针对性专业技能的学习满足具体施工过程中技术能力的需求。矿井的给排水工程建设经常会由于实际现场情况的变动与图纸存在一定的出入，因此就需要施工人员较高的专业技术能力来提高对实际施工过程中各种问题的把控，避免由于自身技术能力的问题所导致的施工工程质量控制的漏洞。2.5优化施工程序管理规范性在矿井给排水工程施工过程中，要进行不断的施工程序的管理与优化，形成良好的施工程序管理体系。首先的施工开始之前要进行规范的建设准备工作，施工人员要先进场进行环境的熟悉与实际施工程序的熟知，了解具体的施工任务与施工内容以及建设标准，明确周边环境以及矿井位置的选取，避免后期与矿井开采出现冲突，影响矿井挖掘过程中工作人员的人身安全；其次在施工过程中要结合实际矿井的具体情况，对于在矿井给排水工程建设中出现的问题进行及时的解决，保证施工过程程序安排能够满足具体工作的要求。结语结合复杂水文地质条件矿井井下涌水、给排水系统的特点和问题，针对性地采取了一系列系统优化改进措施，使矿井给排水系统的可靠性得到了显著提高，减少了系统设备的损耗，降低了系统的运行能耗和成本。该项目关于清浊分离排水、井下水就地复用等系统优化建设理念，可以在其他相似条件矿井参考实施。Refere