摘要：地质灾害和过渡开采对煤矿的安全生产和经营构成了严重威胁，然而因煤矿开采形成或遗留的煤矿水的处理和水污染防治问题，特别是在一些地下水丰富的地区，地下排水及水害防治工作更加迫切。在此基础上，本文首先分析了煤矿水的化学特征及煤矿水害的形成和特征。然后阐述了目前常用的以及新兴的几种煤矿井下水处理与水害防治技术。以期通过本文的研究为我国今后在煤矿井下水处理与水害防治理论及实践研究提供一定的技术性参考和经验借鉴。
关键词：煤矿；矿井水；水处理；水害防治；分析
0引言
煤矿开采以及煤矿坍塌时随排放或引入的大量矿井水的外流不仅对煤矿周边的水环境产生严重污染，而且还会造成严重的水资源浪费。因此，对煤矿矿井水进行有效的处理以及合理开发利用煤矿矿井水资源对促进我国煤炭工业的可持续发展具有重要的战略性意义。近年来，中国在高悬浮物，高铁锰含量，高矿化煤矿水的水处理技术和矿井水处理原位再利用和自动化控制方面取得了突出的进展。通过因地制宜，合理分配处理工艺，根据不同矿区所在地区的水文地质以及经济等因素合理选择不同的矿井水处理方法，可以大大提高矿井水的处理和利用率。此外，据统计，在重大和特大事故中，矿井水形成的水害的频率仅次于煤矿开采中常见的瓦斯爆炸事故。可以看出，矿井水导致的水害的存在给煤矿安全生产带来了隐患，这无疑是影响煤矿安全生产正常发展的一大隐患。因此，防治矿井水害是矿山开采的重中之重，也是矿井水治理的又一关键问题。
1煤矿井下水的化学特性以及井下水害形成及特点分析
1.1煤矿井下水的化学特性
采矿区的地下水以及煤矿开采过程中因周边地质环境灌入的附近地表及地下水统称为煤矿矿井水。周边水文的地质条件，水动力学及流体力学，地球化学，矿床地质构造条件和采矿条件均是影响煤矿井下水水质的重要因素。通常在采矿作业的过程中，煤矿井下水会因地下水与煤层之间，岩层和人类活动之间的接触或反应，而产生一系列的物理，化学和生化反应，改变井下水的水质特性。其水质特征与普通地表水的水质具有显著的差异性，其具有其独特的煤炭工业特性。通常煤矿井下水可以具体可分为悬浮矿水，高矿化矿井水，酸性矿井水和特殊污染矿井水等类别。
1.2煤矿井下水害形成及特点分析
地下井形成的原因复杂，难以全面了解。但常见的有如下几种：
（1）矿井破坏带引起的水质灾害
主要原因是在采煤过程中煤层底部易导致导水带破坏，导致采矿引起的岩土破损，失水功能丧失最终，引起渗漏破坏，使得较小的裂缝最终形成较大的破裂区域，甚至形成特定的水管。因而导致了突水事故发生。
（2）不良施工引发的水害
当在煤矿中进行地下生产时，通常进行钻井，并且容易留下点状垂直导水通道。这种水导管高度隐蔽，并且在垂直引导时具有高穿透率，因此容易引起大的渗透损坏。主要原因是不同层之间的水力关系。一旦发生这种地下水破坏，就会造成较大的水头压力，通道内的供水非常迅速，给水害的防治带来很大压力。
（3）老空区水害
在煤矿的连续开挖中，有许多旧空区，这些旧空区的存在是地下水防治中的另一个问题。因为在采矿过程中，我们只关注煤炭的开采，而忽略了采后处理，导致许多老窑区积水很多。这些水主要存在于含水层，充水断层和裂缝中，使这些具有地质缺陷的土壤更加脆弱。通过地下水的水质破坏均是由于其不合理挖掘而产生。对于这种水的破坏，有必要加强挖掘过程中的地质灾害调查，识别矿井的水线，水线和警戒线部分。
2煤矿井下水处理与水害防治技术分析
2.1煤矿井下水处理技术分析
（1）常规含高悬浮物的煤矿井下水处理技术
矿井中悬浮水的处理通常采用混凝，沉淀，过滤和消毒过程，处理后的水用于生产和生活用水。凝结是去除悬浮固体的最关键过程。由于煤矿生产的特殊性，矿井水排放的水质和水量差异很大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常，可以在常规处理过程之前添加预沉槽，并且沉降效果良好，并且确保了后续常规处理过程的稳定操作。此外，污泥在泥浆桶中浓缩，以减少污泥浓缩罐的体积。
（2）其他类型矿井水处理新技术
根据文献，其他类型的矿井水处理技术主要包括：①新型高效除铁除锰改性火山岩过滤材料在矿井水处理中的应用。②高盐度矿井水处理的关键技术的应用：反渗透是高盐度矿井水处理的主要过程；③轻烧镁粉处理酸性矿井水的技术应用：用轻烧镁粉缓慢中和含酸废水，废水中的一些金属离子会形成沉淀，与石灰和苛性钠处理相比较。形成的沉淀物大而致密，易于沉淀，澄清和过滤。
（3）矿井水处理原位再利用关键技术
传统的矿井水处理方法是从地下水箱排出，在地面上建造各种处理结构。为了达到水质要求的再利用，部分地面的使用，以及部分返回地下。该方法存在资金投入大，矿井水运行成本高，占地面积大的缺点。矿井水处理的地下再利用可以节约土地，节省投资，运营成本低，具有良好的经济和环境效益。
（4）矿井水处理自动控制技术
计算机网路技术、大数据及物联网技术以及自动控制技术的快速崛起的大背景下，自动控制也已逐渐成为煤矿领域的工业生产主要手段。实践表明，自动控制的应用可以确保矿井水处理过程的工人劳动强度的显著降低，以及工作效率的显著提高。在矿井水处理自动控制的研究和应用中，我国部分科研单位取得了很好的成果，如PLC自动控制系统在电渗析法处理高盐度矿井水工程中的应用。
（5）煤矿井下水处理的新型技术模式
前期的矿区投资和设计院设计，然后移交施工单位建设，最后再由矿区经营者进行管理，这通常是常规矿井水处理的老套模式，分析可知整个过程科研机构的参与较少。并且有一个单一的过程难以适应矿井水的水质变化，特别是当某些设计参数不合理时。很容易导致水处理操作不良和水质不合格。管理模式中也存在许多问题。未来的研究应侧重于加强矿井水利用技术的研究和开发，注重自主创新，重点研究和开发具有自主知识产权（如有针对性的优化最佳工艺参数、拔高处理效率等）的关键技术。
2.2煤矿井下水害防治技术分析
煤矿井下水害防治技术的实施主要涉及矿井地下煤矿的情况，引水渠道的状况，工作面和采矿条件。主要包括以下三种：
（1）在相对常规地质水文试验的相关分析中，普遍采用物理防水技术。这种技术可以有效地预测煤矿水的破坏并相应地防止它。
（2）应用电子技术和机械技术对煤矿水进行综合治理，包括物探技术，传感技术和钻井技术。同时还涉及到了钻探的工艺和机具。在监测和指出煤矿地下水损害的过程中，这些技术得到了实践和应用，并取得了很好的应用效果。
（3）加强跟踪观测，特别是断层构造开发区，此后还要加强水情分析，及时分析水质和水情变化，预测和预报水灾情况。同时还要加强水情监测，系统观察和及时分析水量，水质和水位，指派有经验的人员现场观察水情，指导工作面防治工作。
3结语
本文首先分析了煤矿井下水的化学特性、煤矿井下水害形成以期及特点，然后阐述了目前常用的以及新兴的几种煤矿井下水处理与水害防治技术。综述，为提高煤矿水处理技术水平，有必要对矿井水的水化学成分和理化性质进行详细分析。在实际的煤矿井下水处理和水害防治实践中应因地制宜的选择合适的水处理和水害防治工艺并优化技术参数，从而全面提高煤矿井下水处理和利用的效率，并可以高效防治水害的发生。
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作者简介：李晓峰（1981.12--）；性别：男，籍贯：内蒙古鄂尔多斯人，学历：本科，毕业于内蒙古科技大学；现有职称：助理工程师；研究方向：煤矿机电技术 矿井环保节能。
论文作者:李晓峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/11
标签：矿井论文; 煤矿论文; 水害论文; 井下论文; 水处理论文; 技术论文; 水质论文; 《电力设备》2018年第22期论文;