公布日：2022.08.19
申请日：2022.05.07
分类号：C02F1/00(2006.01)I;E03B1/02(2006.01)I;E03B3/32(2006.01)I;E03B3/34(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种地下矿山废水零排放工艺，包括用水系统、回水补给系统和新水补给系统，用水系统包括采矿系统、充填系统及选矿系统；新水补给系统包括井下涌水系统和外界水系统；包括如下步骤：首先计算出总用水量；其次计算出各个环节的回水补给量；再次计算出井下涌水量、多余水量以及堵水率，并设定预设堵水率的值；最后利用设定的预设堵水率计算出堵水后的井下涌水量，进而计算出外界补给量。本发明通过精准的计算，结合帷幕注浆和地表清污分流对井下涌水系统的涌水量进行限制，然后通过外界水系统进行补给，使井下涌出的水全部利用，整体上实现废水零排放的绿色开采。
权利要求书
1.一种地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：包括用水系统、回水补给系统和新水补给系统，所述用水系统包括采矿系统、充填系统及选矿系统；所述新水补给系统包括井下涌水系统和外界水系统；包括如下步骤：S1.根据采矿、充填和选矿能力、工艺以及工作制度分别计算出所述采矿系统、所述充填系统及所述选矿系统的用水量，根据三者之和得到总用水量；S2.将所述采矿系统、所述充填系统及所述选矿系统产生的废水进行分别处理得到回水补给，计算出处理后得到的回水补给量，将所述回水补给再用于所述用水系统；S3.根据矿区水文地质情况，计算出所述井下涌水系统的井下涌水量；根据步骤S2得到的所述回水补给量和所述井下涌水量之和与步骤S1得到的所述总用水量之差，得到多余水量；S4.根据S3得到的所述多余水量和所述井下涌水量计算出所述多余水量为零时的堵水率；利用预设方法对所述井下涌水系统的涌水处进行堵水处理，以达到高于所述堵水率的预设堵水率；S5.根据步骤S4得到的所述预设堵水率计算出所述井下涌水系统的堵水后的井下涌水量；根据S1得到的所述总用水量与步骤S2得到的所述回水补给量以及所述堵水后的井下涌水量之和的差值，计算出需要所述外界水系统提供的外界补给量。
2.根据权利要求1所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：步骤S4中所述预设方法包括帷幕注浆和地表清污分流。
3.根据权利要求2所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：所述帷幕注浆根据矿区水文地质情况，实时调整幕底深度与帷幕端点；所述地表清污分流是对地表沟渠实施清污分流。
4.根据权利要求1所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：所述选矿系统包括水洗筛分系统、跳汰分选系统、洗砂系统和磨选及脱水系统；所述水洗筛分系统、所述跳汰分选系统和所述洗砂系统产生的废水经跳汰及洗砂水处理系统处理后，再回用给所述选矿系统；少量地表冲洗水和所述磨选及脱水系统产生的精矿水及尾矿水经选矿废水处理系统处理后，再回用给所述选矿系统。
5.根据权利要求4所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：所述采矿系统产生的生产废水，经矿井水处理系统处理后，再回用给所述用水系统。
6.根据权利要求5所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：所述充填系统产生的废水包括浓密机溢流水和充填泌水；所述浓密机溢流水经所述选矿废水处理系统处理后，再回用给所述选矿系统；所述充填泌水经所述矿井水处理系统处理后，再回用给所述用水系统。
7.根据权利要求6所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：所述井下涌水系统产生的井下涌水经所述矿井水处理系统处理后，再回用给所述用水系统。
8.根据权利要求1所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：所述外界水系统为市政供水系统。
9.根据权利要求8所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：所述市政供水系统除了给所述用水系统供水外，还给厂区生活系统供水；所述厂区生活系统产生的生活污水经处理后用于厂区绿化。
10.根据权利要求7所述的地下矿山废水零排放工艺，其特征在于：厂区设有应急系统，所述应急系统能够容纳不低于10天的所述堵水后的井下涌水量；在厂区长期不作业时，所述井下涌水系统产生的所述井下涌水经所述矿井水处理系统处理后，作为生产用水用于附近工业园区的企业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下矿山废水零排放工艺，根据矿区水文地质情况计算出井下涌水量，再通过精准的计算得出井下涌水被完全利用时需要达到的堵水率，根据计算结果设置一个高于该堵水率的预设堵水率，从而使井下涌水完全被用水系统利用的同时再利用外界水系统进行补给，使井下涌水完全被利用，实现废水零排放的绿色开采途径。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种地下矿山废水零排放工艺，包括用水系统、回水补给系统和新水补给系统，用水系统包括采矿系统、充填系统及选矿系统；新水补给系统包括井下涌水系统和外界水系统；包括如下步骤：
S1.根据采矿、充填和选矿能力、工艺以及工作制度分别计算出所述采矿系统、所述充填系统及所述选矿系统的用水量，根据三者之和得到总用水量；
S2.将所述采矿系统、所述充填系统及所述选矿系统产生的废水进行分别处理得到回水补给，计算出处理后得到的回水补给量，将所述回水补给再用于所述用水系统；
S3.根据矿区水文地质情况，计算出所述井下涌水系统的井下涌水量；根据步骤S2得到的所述回水补给量和所述井下涌水量之和与步骤S1得到的所述总用水量之差，得到多余水量；
S4.根据S3得到的所述多余水量和所述井下涌水量计算出所述多余水量为零时的堵水率；利用预设方法对所述矿井涌水系统的涌水处进行堵水处理，以达到高于所述堵水率的预设堵水率；
S5.根据步骤S4得到的所述预设堵水率计算出所述井下涌水系统的堵水后的井下涌水量；根据S1得到的所述总用水量与步骤S2得到的所述回水补给量以及所述堵水后的井下涌水量之和的差值，计算出需要所述外界水系统提供的外界补给量。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述预设方法包括帷幕注浆和地表清污分流。
作为本发明的进一步改进，所述帷幕注浆需要根据矿区水文地质情况，实时调整幕底深度与帷幕端点；所述地表清污分流是对地表沟渠实施清污分流。
作为本发明的进一步改进，所述选矿系统包括水洗筛分系统、跳汰分选系统、洗砂系统和磨选及脱水系统；所述水洗筛分系统、所述跳汰分选系统和所述洗砂系统产生的废水经跳汰及洗砂水处理系统处理后，再回用给所述选矿系统；少量地表冲洗水和所述磨选及脱水系统产生的精矿水及尾矿水经选矿废水处理系统处理后，再回用给所述选矿系统。
作为本发明的进一步改进，所述采矿系统产生的生产废水，经矿井水处理系统处理后，再回用给所述用水系统。
作为本发明的进一步改进，所述充填系统产生的废水包括浓密机溢流水和充填泌水；所述浓密机溢流水经所述选矿废水处理系统处理后，再回用给所述选矿系统；所述充填泌水经所述矿井水处理系统处理后，再回用给所述用水系统。
作为本发明的进一步改进，所述井下涌水系统产生的井下涌水经所述矿井水处理系统处理后，再回用给所述用水系统。
作为本发明的进一步改进，所述外界水系统为市政供水系统。
作为本发明的进一步改进，所述市政供水系统除了给所述用水系统供水外，还给厂区生活系统供水；所述厂区生活系统产生的生活污水经处理后用于厂区绿化。
作为本发明的进一步改进，厂区设有应急系统，所述应急系统能够容纳不低于10天的所述堵水后的井下涌水量；在厂区长期不作业时，所述井下涌水系统产生的所述井下涌水经所述矿井水处理系统处理后，作为生产用水用于附近工业园区的企业。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的地下矿山废水零排放工艺，根据矿区水文地质情况计算出井下涌水量，再通过精准的计算得出井下涌水被完全利用时需要达到的堵水率，根据计算结果设置一个高于该堵水率的预设堵水率，利用帷幕注浆和地表清污分流对井下涌水系统的涌水处进行堵水处理，以达到预设堵水率，从而使井下涌水完全被用水系统利用，再结合外界水系统进行补给。该工艺通过精准的计算和精细化的实施过程，使井下涌水完全被利用，避免其外排造成水资源污染，实现废水零排放的绿色开采途径，最大程度地保护了生态环境。
(2)本发明对不同系统产生的废水及同一系统产生的不同种类的废水采用分别处理和分别回用，以实现废水的全部循环利用。根据不同种类废水的具体情况，选用最合适的回收处理方法，不仅处理量少，而且不会造成废水的过度处理以减少生产成本。
(3)本发明提供的地下矿山废水零排放工艺，采用帷幕注浆和地表清污分流从源头上减少了井下水的涌出，再结合采选废水处理回用等处置方案，整体上实现废水零排放的绿色开采，环境风险防范措施可行，环境风险可控，对水环境没有新增污染物，不影响下游饮用水源和生态环境，尤其对水环境敏感脆弱地区值得借鉴。
（发明人：刘泽洲;潘冬;田志刚;欧阳仕元;王俊;陈尚周;王宇;欧昌文;雷明;李运胜;赵忠花;罗振宇;廖九波;鄂玉强;李昕蔚;李智;李真;刘志军;王筱添;方庆红;赵晓昕;罗静）
