试论矿井水资源化与矿区水资源优化配置

我国煤矿区水资源匮乏,矿井水资源化意义重大。探讨了矿井水资源化的相关概念,详述了矿区水资源质量评价内容和方法,介绍了矿区供需分析预测及矿井水资源化可行性研究程序和方法,提出了三种矿区水资源优化配置模式及研究方法。     

海州矿排水坑矿井水资源化利用技术

长期以来海州露天煤矿排水坑矿井水未能被充分利用,大量的矿井水被作为废水排放掉,这极大的浪费了宝贵的水资源.针对这种情况,研究了排水坑矿井水资源化利用问题.根据排水坑矿井水水质情况,通过理论分析和技术比较确定了水处理所采用的工艺流程,并重点对各处理单元的主要工艺参数进行了大量的试验研究.研究结果表明,海州矿排水坑矿井水经过处理后完全可以资源化回用,并且此类矿井水处理模式可对阜新矿区矿井水资源化起到示范性作用,具有明显的经济效益、社会效益和环境效益.     

阜新矿区矿井水量动态影响因素与补给机理

为了合理有效利用矿井水资源,采用水文与水文地质学和数值模拟方法,研究了阜新矿区矿井水量动态的影响因素与补给机理.研究表明:矿井水量动态变化与当地大气降水动态变化具有相关一致性,地下水向矿井的运动为似稳定状态.该矿区现役矿井年排水量一直高于当地大气降水量(蒸发后)和地下水综合补给量,与巨大降落漏斗影响范围、采动裂隙网络扩张范围等有利于增加接受降水和地下水补给能力的次生水文地质条件有关.矿井水强烈持续抽排,导致土壤趋于干化并产生相应的生态环境问题.当前矿井排水量为矿井水最大可利用量,等同于开采补给量;影响阜新煤矿区矿井涌水量动态的主要因素是大气降水量及其年际分布.     

邢台矿区矿井水资源优化配置化研究

在煤炭开采过程中,各种充水水源通过不同充水通道进入采掘空间形成矿井水。由于充水水源水质不同,又受采掘活动的影响,矿井水中可能会含有有机物、悬浮物、菌类甚至有害成分。大量矿井水若未经处理直接外排,不但会造成矿区周围环境的污染,而且浪费了大量宝贵的水资源。矿井水资源化是在解决煤炭产区严重缺水和矿井水污染这两个困扰煤炭行业难题的基础上提出的。本文针对矿井水资源化这一现实,提出了矿井水"排水(疏水)—供水—回灌—生态环保—安全开采"五位一体化模式的观点,根据邢台矿区矿井水的水质特征,选取章村矿井为重点研究对象,提出了矿井水资源化的最佳方案,实现矿井水的资源化的有效利用。     

基于矿井地下水库的煤矿采空区地下空间利用模式与关键技术

 利用煤矿采空区建设矿井地下水库对实现矿井采空区地下空间及矿井水资源化、能源化利用,促进矿区环境生态保护意义重大。综合国内外典型案例,论述了基于矿井地下水库的矿井地下空间及水资源的3种利用模式：矿井地下储滤水库、抽水蓄能电站及矿井地热开发利用。与国外传统地下水库以井巷为主要存储空间相比,目前国内构建的地下水库主要以矿井采空区垮落带为存储空间,这使得矿井地下水库的容量大幅度提升,且垮落带内的煤矸石对矿井水还具有过滤作用。在此基础上,凝练了中国煤矿地下水库2个关键科学问题：矿井地下水库库容能力和矿井地下水库稳定性控制。探讨了库容能力和坝体稳定性控制的影响因素和现阶段主要研究手段,提出了在产矿井和资源枯竭型矿井建设地下水库的后续研究方向。     

论煤矿矿井水资源化及污染控制

矿井水是煤矿排放量最大的一项废水,从矿井水资源化、减少矿井水涌出量和矿井水污染程度3个方面,对矿井水污染进行控制,不仅能解决矿井水污染问题和矿区缺水问题,而且充分利用了矿井水水资源,节约了地下水资源,有利于促进矿区可持续发展。     

矿井涌水量预测的灰色数值模型研究

研究了描述矿井涌水系统的灰色数值模型,提出了求解这类模型的一整套灰色数值算法,论证了灰色数值算法对灰信息传递的正确性和模拟结果的合理性。在理论分析的基础上,选择了矿井涌水量预测实例,分别就水文地质条件概化与灰化、灰色数值模型建立、模型识别和预测等问题进行了比较系统的分析研究,指出运用灰色数值模型预测矿井涌水量时,只有使疏降水位“灰带”的上界低于矿井生产的设计安全水位,才能保证矿井生产的安全。     

淮南矿区矿井水水质特征及其资源化

通过对淮南矿区各煤矿矿井水的调查、采样化验,总结出淮南矿区矿井水的水质特征,在分析研究矿井水资源化的必要性以及矿井水处理的工艺手段的基础上,提出了淮南矿区矿井水处理及资源化的途径与措施。     

城市雨水资源化问题研究

在深入研究国内外先进雨水资源利用技术的基础上,综合利用城市水利学的理论和观点,本着使城市雨水资源化成为一个系统化的理论与工程相结合的先进科学的目的,探讨了城市雨水资源化的基本方式和过程,提出了城市雨水资源化的原则,归纳了城市雨水资源化问题研究的基本内容,研究城市化和城市雨水资源化与城市水文的关系、城市防洪与雨水资源化的关系、城市雨水资源化规划模型等问题.其结果为城市雨水资源的综合利用、有效地控制城市雨洪和减少雨洪灾害损失提供了研究的思路、方式和方法.     

矿井水资源化可行性研究

矿井水资源化是解决矿区水问题的最佳选择，针对目前矿井水的综合处理利用率低且处理成本很高这一现实以及阜新矿区严重缺水的状况，进行矿井水资源化的可行性研究，研究矿区生活饮用水、生产用水的处理方法及处理设施，并根据“优质水优用，低质水低用”的原则，推荐最优方案，确定最佳工艺流程，可供生产设计参考。     

矿区水害监测预警方法与应用研究

矿区水害是矿产资源开采中常见的一种灾害,一旦发生事故,不仅影响生产,造成经济损失,而且易发生重大伤亡事故。矿区水害监测预警系统通过探针接收地球内部向地表发射的电磁波,应用现代信号分析处理等技术提取地下水动态信息、裂隙信息等,有效解决矿区导水断层、老空区的探测和定性定量分析问题。系统已成功用于湖南黄沙坪铅锌矿非法呆区探测、南阳煤业公司前进煤矿局部地下水分布探测、娄底桥溪港煤矿水害综合治理等实际工程,应用效果表明矿区水害监测预警系统可以准确有效地探测地下水径流带、地下采空区或裂隙等。     

矿山水害灾变链式模型与工程应用

 矿山水害灾变具有链式的结构特征。结合灾害链式理论与矿山工程特征,探讨矿山水害的断链减灾理论模型与工程控制措施具有重要意义。以某矿山为工程实例,基于灾害链式理论构建了矿山水害的动态灾变链理论模型,将影响矿山水害形成的灾害要素划分为3类集合。构建了集合与集合、集合与集合内要素、要素与要素间的动态理论模型,分析了矿山水害链随时间变化的阶段性特征。提出了针对水害链孕育、潜存与爆发各个阶段特征的3种断链减灾模式和控制措施。应用该模型对某矿山610中段存在的由老窿水患引起的残矿资源回收问题,从断链减灾模式出发,提出了控制水害发生的具体的工程技术措施。研究结果表明,该矿山水害链模型显示的水害链灾源主要由地表水与老窿储水构成,并在工程响应下诱发充水通道形成灾害输出的灾变链结构;水害链模型可以有效描述矿井水害从孕育到发生的过程;610中段水患问题处于爆发状态;针对水害链的结构特征与状态,提出了老窿充填、地下排水和水资源的循环利用等控制水害的断链减灾工程措施,可以实现矿山水害的减灾、治理与水资源利用的协同处置。     

刘店煤矿水文地质条件分析及涌水量预测

为了防止煤矿突水灾害的发生,通过对刘店煤矿地质构造和水文地质条件进行分析,得出井田水文地质条件为简单一中等。在分析矿区含水层富水性及灰岩岩溶发育情况的基础上,利用地下水动力学法和比拟法预算矿井正常涌水量。两种预测方法所得结果基本接近,符合本矿的水文地质条件和规律,为未来设计矿井正常排水能力提供依据。     

煤矿水害隐患排查及抢险救灾预案编制探讨

通过矿井水害事故的统计分析,列举了11种类型及46种可能的致灾因素.围绕这些因素,提出了现场水害隐患排查的重点和难点,对年度灾害预防计划编制中关于水害部分的要点作了详细说明.     

关于“大井法”矿井涌水量预测的质疑

矿井涌水量计算是矿床水文地质勘查中一项重要而复杂的工作,至今对它的研究仍处于近似计算的水平。“大井法”预测矿井涌水量由于简单方便,经常被大家所使用。但是通过对该方法的理论及实践分析认为,它并不适用于大降深、不规则矿井的涌水量计算预测,并以锡林格勒盟××煤矿和山西省××煤矿为例进行了论证。最后,建议矿坑涌水量计算时,尽量采用数值模拟方法,并辅以其它类比外推方法等。     

矿井三维地温场的反演分析

在对陶庄煤矿地质条件进行研究的基础上．建立了适用于陶压煤矿三维地温场的数学模型。在数学模型中考虑了地质沟造、地下水微循环、硫化物的热效应以及放射性元素的蜕变放热等等因素。采用数值计算方法根据实测点的温度值反演出陶庄煤矿和地温分布情况．为矿井深部地温预测和热害治理提供重要依据。     

新安矿3811段采空区探放水技术研究

在我国的煤矿灾害事故中,矿井水害仅次于瓦斯事故,无论从死亡人数上还是从影响程度上都是不容忽视的,这就要求煤矿企业把防范矿井水灾当做矿井灾害防治工作的重点来抓。研究了新安矿3811段采空区的探放水技术,包括其探放水设计原则与依据、探放水设计方案、施工组织设计等,为同类探放水工作提供了宝贵的经验。     

乌素煤矿水文地质类型划分探讨

根据国家新颁布的煤矿防治水规定,为界定乌素煤矿水文地质类型,详细分析了矿井水文地质条件。通过对乌素煤矿矿井水文地质条件、矿井充水因素、矿井涌水量、矿井受水害影响程度及防治水难易程等方面分析,以实际资料为依据,遵循就高不就低原则,提出乌素煤矿矿井水文地质类型为中等型的结论,为经济合理地搞好矿井防治水工作提供了基础资料。     

矿井突（涌）水预测及预警研究

为了阐明不同地质条件下煤层底板突水机理,划分了三种突水模式：正常岩层底板突水模式、断层裂隙带突水模式、陷落柱突水模式,尽管模式不同,但都能统一归结为厚板微观压裂导升、薄板宏观整体破断导水两种最基本的突水机理。在宏观预测的基础上,形成了构造及其导水性的预测探查规范程序。在流一固耦合实验研究的基础上,建立了广义三重介质流一固耦合模型,为突（涌）水量预测奠定了基础。把煤矿突水的主控要素转化为灾害发生的监测预警指标体系,应用突水预兆信息原位拾取、适时检测、远程监控和智能判别技术,建立矿井水灾预警的硬件系统和识别系统。     

打通一煤矿含水特征及矿井防治水研究

探讨了矿井含水层的含水特征、矿井涌水的形成条件以及地表水与含水层水之间的水力联系，分析了矿井水害对生产的影响和处理方法。