0 引 言

我国煤矿多为井工煤矿，在煤炭开采过程中煤层顶底板围岩含水层中裂隙水和岩溶水易涌入到采掘空间。在矿井排水过程中，受到煤粉、岩粉、有害物质及其他杂物的污染，从井下排出到地面的矿井污水称为采煤废水(煤矿简称为矿井水)。根据采煤废水的浊度、悬浮物粒度及其含量的大小，将采煤废水划分为5种类型，其中悬浮物矿井水是我国煤矿采煤废水的主要类型，其水质呈中性，含有煤岩粉等大量悬浮物。如果将未经处理的采煤废水直接外排，不仅污染矿区地面河流和地面环境，而且还会影响到河道水生物和附近农作物的生长[1]。2006年国家环境保护总局颁布《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426—2006)，规定了采煤废水净化处理达标排放时水中污染物的极限值。据统计，2013年我国煤矿污水排放量约为全国工业废水排量的33%。全国煤矿平均含水系数(有时也称富水系数)为2.0～2.5 m3/t[2]，西部煤矿总涌水量约14 亿m3/a。采煤废水主要以悬浮物矿井水为主，中小煤矿排出废水悬浮物质量浓度一般<400 mg /L。采煤废水仅进行简单沉淀处理后直排地面河流，处理率<40%，利用率<15%。河南省矿井涌水量<6.6 亿m3/a，平均含水系数3.51 m3/t[3]。焦作矿区岩溶水十分丰富，矿井涌水量为5～120 m3/min，矿区总涌水量为400～500 m3/min，含水系数25～48 m3/t。

我国煤矿井下和地面污水处理系统自动化监测和控制水平较低，少数矿井以采空区垮落矸石作为过滤净化载体，实现井下污水净化处理，处理后直接用于井下生产[4-7]。大多数矿井采用地面沉淀净化处理采煤废水。部分矿井地面采用一体化净水器(反应器)，将混凝、澄清沉淀、过滤3个污水处理的主要环节集成在一个设备内，具有一次性投资小，占地面积少，运行费用低等优点，处理后污水可达标排放，在一定范围内可解决采煤废水处理问题[8-10]。

我国含悬浮物采煤废水净化处理的方法主要为混凝、沉淀，常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂。由于我国煤矿矿井涌水量差异较大，地面污水处理工程投资费用高，占地面积较大，而一体化净水设备品种单一，污水处理能力有限，造成采煤废水资源利用率较低。本文针对焦作赵固二矿采煤废水悬浮物高的特点，设计并制造了矿井污水全自动净化处理设备，在矿井地面进行了现场工业性试验，取得了预期效果。

白丽筠主动地扑到我身上，我们的嘴唇像两块吸铁石那样紧紧地贴在了一起。我们就这样嘴对嘴、面贴面地相互搂抱着，移步到能够触摸到墙壁开关的地方，揿灭了房间里的灯具。然后疯狂地剥去对方的衣服，倒在客厅柔软的布艺沙发里，不顾一切地做爱。

1 赵固二矿矿井排水和污水处理现状

1.1 矿井排水概况

河南能化集团焦煤公司赵固二矿位于新乡市辉县市境内。矿井开采二1煤层，煤层倾角2°～6°，属于近水平厚煤层，厚4.73～6.77 m，平均为6.16 m，设计生产能力180万t/a。2012年产量达到326.58 万t。井田采用立井单水平盘区式开拓，水平标高-622.5 m，副井井口标高+81.5 m，井筒深度704.0 m。煤层采用走向长壁一次采全高综合机械化采煤法开采。

赵固二矿煤层底板L8灰岩含水层属于强富水含水层，为矿井直接充水含水层。矿井先后发生过5次涌水量大于40 m3/h的突水，均为L8含水层突水，最大突水量438 m3/h。2012—2016年赵固二矿矿井正常涌水量1 970 m3/h，最大涌水量2 561 m3/h。2015年矿井产量321 万t，矿井含水系数为4.8～6.3 m3/t。井下采煤废水通过副井采用一级排水系统集中排水。

1.2 采煤废水处理现状

赵固二矿矿区岩溶水水质优良，矿化度和总硬度低。但采煤废水中含有较多的煤粒、岩粉等悬浮物及少量COD，水质浑浊，呈黑色，固定颗粒质量分数约占0.17%～0.22%，属于悬浮物采煤废水。采煤废水水质超标指标主要为pH、总悬浮物、化学需氧量等。赵固二矿地面工业广场现有两座处理能力1 400 m3/h的地面污水处理系统，包括斜管式沉淀池、污泥池、清水池、泵房、加药间。采用混凝和沉淀净化处理方法，混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂。地面采煤废水处理工艺流程如图1所示。采煤废水处理后的煤泥，泵送到赵固二矿洗煤厂进行集中处理。

2015年1月现场实测表明，矿井排水量1 500～1 980 m3/h，经过处理后矿井水直接用于井下和地面生产，其中井下生产用水量720 m3/h，洗煤厂和工业广场生产用水量720 m3/h，剩余清水量60～540 m3/h，直接排入地面石门河，因此，矿井水利用率为73%～96%。

2 采煤废水净化处理设备研制

赵固二矿厚煤层采用大采高一次采全高综合机械化开采，采煤废水中悬浮物含量高。2015年1月矿井污水全自动净化处理系统设备工业用样机在赵固二矿地面工业广场进行了现场工业性试验。矿用污水净化处理设备位于地面污水沉淀池附近，如图3所示。从井下直接排出来的采煤废水作为现场工业性试验的原水，原水黑色浑浊，悬浮物高，采煤废水水样如图4所示。

2.1 设备工作原理

为了确保铁路运输企业全面预算管理的顺利推进，应该强化铁路运输企业全面预算管理的基础工作。铁路运输企业的管理层在管理过程中应该坚持全面预算管理理念，充分运用全面预算管理这种集成管理模式，对铁路运输企业的业务管理和财务管理活动进行整合。同时，应该完善铁路运输企业的内部控制管理制度、财务会计核算制度、全面预算管理制度等，加强对与预算相关的各项基础数据的全面记录、统计以及核算分析等，为预算管控提供良好基础。此外，还应该加强内部的信息化管理，对预算编制、执行、监控以及评估进行动态管理。

经皮冠状动脉介入治疗是冠心病的重要治疗手段[8-11]。阿司匹林和氯吡格雷的双联抗血小板疗法是经皮冠状动脉介入治疗术后预防支架内血栓形成的有效手段，在治疗过程中，消化道不良反应是最常见的并发症之一[3，12]。质子泵抑制剂是预防和治疗术后消化道不良反应的首选药物。CYP2C19是氯吡格雷转化为活体形式的重要酶类，而质子泵抑制剂对氯吡格雷抗血小板功能的减弱作用可能是通过对CYP2C19的竞争性抑制而实现的[13]。

 

2.2 设备性能参数

KFJ型矿井污水全自动净化处理系统设备主要技术参数：(1)净化处理能力为25，50，100，200，300，400，500 m3/h；(2)悬浮物质量浓度SS≤70 mg/L；(3)净化元件使用寿命6～12月；(4)设备工作压力0.05～0.35 MPa。

设备启动以后，首先由矿井污水泵将采煤废水送入净化机体，通过机体内的净化元件对采煤废水进行净化处理，煤泥固体颗粒则残留在机体净化元件中，并沉降浓缩于机体锥底，形成煤泥滤饼；净化过滤处理后的清水由机体排出，进入净水池，作为工业用水的水源。当设备运转一定时间，反冲泵将清水自上而下反向流动，自动冲洗净化元件，煤泥滤饼被清水反冲后，向机体锥底部沉积排出，设备完成一个工作循环。位于煤泥槽中的煤泥滤饼送入洗煤厂进行集中处理。

3 采煤废水处理现场工业性试验

3.1 试验条件

针对赵固二矿矿井悬浮物采煤废水特点，洛阳市豫瑞机械制造有限公司与河南理工大学合作研发了矿井污水全自动净化处理系统设备[12-15]，对设备过滤元件，特别是反冲洗过滤布的自清洗系统等关键技术进行了部位创新和技术集成，可以满足不同矿井涌水量的煤矿进行采煤废水的地面处理。该设备直接将采煤废水过滤净化为工业用水，且地面不需要建立大型沉淀池。该设备采用连续工作的固液分离装置，生产效率高，运行安全可靠，占地面积小，节约土建工程造价。与现有采煤废水地面沉淀池处理技术相比，该技术初期投资和设备运行成本相对较低，采煤废水净化处理后的煤泥和工业用水，可以进行二次利用，不仅可以改善煤矿地面环境，而且也能带来可观的经济效益。

例5：在后期剪辑时，有时候需要复制延长视频，或者制作循环画面视频。比如在制作历史剧时，发现母子遥望片段时长不够，又不便重拍。直接复制粘贴延长后发现，观看时在连接处有跳跃感。这时候可以勾选第二段视频的“反转视频”选项，播放时画面平滑过渡，没有停顿感，不会让观众产生不连续的感觉。

3.2 试验过程

首先将设备进水口和排煤泥口的管道以及电控系统安装好，启动设备，进行设备进水、循环、过滤，最后卸压排放煤泥，完成一个正规周期试验。每个试验周期内，对原水和不同净化处理时间的过滤水，以及排放煤泥饼水分别取水样，同时记录设备运转工况。现场共进行5个周期的采煤废水净化处理试验，结果如表1和表2所示。

 

  

表1 第1个试验周期设备运行状况

 

Tab.1 Equipment operation performance during the first cycle testing

  

试验时间设备工作内容设备频率/Hz工作压力/MPa工作流量/(m3·h-1)备注10:35进污水35014.910:40进水满35016.010:41循环3508.010:42循环350.202.510:43过滤350.202.010:46过滤350.201.510:51过滤380.221.310:52过滤380.221.310:57过滤380.221.0取样11:03过滤380.220.811:07过滤300.150.2取样11:10卸压排放煤泥饼000

 

表2 第5个试验周期设备运行状况

 

Tab.2 Equipment operation performance during the fifth cycle testing

  

试验时间设备工作内容设备频率/Hz工作压力/MPa工作流量/(m3·h-1)取样编号10:16进污水35015.00原水取样1号10:22进水满350.201.5010:25循环350.201.1010:30过滤350.210.7910:35过滤350.210.70净化水取样2号10:40过滤350.210.65净化水取样3号10:45过滤350.220.55净化水取样4号10:50过滤350.220.53净化水取样5号10:55过滤350.220.45净化水取样6号11:00过滤350.220.40净化水取样7号11:02过滤400.270.72净化水取样8号11:05过滤400.270.40净化水取样9号11:10过滤400.270.4511:15过滤420.30.5011:20过滤440.330.5011:21过滤450.350.5211:30卸压排放煤泥饼000排放煤泥取样10号

现场试验期间选取的原水和设备不同过滤时间的清水水样，在河南理工大学资源环境学院水资源实验室内进行测试分析。结果如表3所示。

矿井污水全自动净化处理系统设备由净化机体、污水泵、反冲泵、污水槽、净水池、煤泥槽、外接管道、阀门和电控系统等组成，集机械装置、电气控制、测试元件于一体，实现矿井煤泥和水的固液分离。设备工作过程由计算机自动控制，利用物理方法加压、过滤，去除采煤废水中颗粒悬浮物，工作原理如图2所示。

由图5和图6可知，试验周期内设备净化处理能力由额定工作流量15.0 m3/h逐渐减小到0.40～0.56 m3/h，平均0.48 m3/h。随着污水过滤时间的增加，设备净化处理能力逐渐减小，直到卸压排放煤泥饼后，处理能力恢复到额定值。

 

 

在第5个试验周期内，首先在设备进水口取原水样，设备开始过滤后，每间隔5 min，在设备出水口取过滤水水样，同时进行编号。采煤废水水样、过滤水水样，以及排放煤泥饼水样如表2和图7所示。

 

3.3 结果分析

我与刘镇长赶到海绵制品厂时，省、县领导正在刘国良的陪同下参观海绵制品生产线，亲自了解聚氨酯发泡成海绵制品以及削切海绵的流程。一个像水池的模具混合着各种化学原料，几分钟就像发面团发泡成型，然后削切成不同规格的成品。刘厂长详细汇报了企业产、供、销的经营情况后，刘镇长又将全镇的工业规模向省、县领导作了全面的汇报。张处长在充分肯定我镇乡镇企业成绩的同时，对海绵制品厂这匹黑马非常满意，除了当场答应调拨相关计划物资外，还表态力争促成与东风汽车零部件的配套以及全省家具行业的协作，让乡镇企业既可以“背靠大树好乘凉”，也能够“抱团取暖”。

设备样机额定处理能力15 m3/h。试验期间设备运行工况如图5-6所示。设备工作压力0.22～0.37 MPa，平均0.30 MPa；试验周期约1 h。设备运转过程包括泵送污水进入设备机体，污水进满后在机体内循环，过滤污水，卸压排放煤泥饼。

 

表3 采煤废水和净化水样分析结果

 

Tab.3 Test results of mine drainage and purified water samples

  

水样名称浊度/NTU色度悬浮物质量浓度/(mg·L-1)1号:原水水样84半透明,浅灰色,2倍21 0002号:过滤5 min水样17透明,无色803号:过滤10 min水样6透明,无色704号:过滤15 min水样7透明,无色6610号:排放煤泥水水样250半透明,浅灰色,5倍64 400测试方法数字式浊度仪法稀释比色法重量法

设备进水口的原水为半透明、浅灰色，浊度为84 NTU，悬浮物质量浓度21 000 mg/L；过滤5，10,15 min时，出水口的过滤水变为无色透明的清水，浊度分别为17，6,7 NTU，而悬浮物质量浓度分别为70，80,66 mg/L，且随着过滤时间的延长，出水口的过滤水逐渐变清。当卸压排放煤泥饼时，煤泥水的浊度为250 NTU，悬浮物质量浓度为64 400 mg/L，两者分别为原水的2.98倍和3.07倍。采煤废水过滤5～15min后，过滤水悬浮物质量浓度达到《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426—2006)要求。

3.4 试验效果

现场试验结束后，将试验样机返回到洛阳市豫瑞机械制造有限公司检修发现，筒体内部过滤元件和密封完好。过滤元件的过滤布较洁净，无明显的煤泥污染现象，仅在局部连接处出现少量煤泥，说明反冲净化处理效果好，因此，采用过滤布过滤煤泥在技术上是可行的。试验结果表明，该设备能够将黑色、浑浊的采煤废水净化成无色透明的清水。处理后的清水可作为井下生产和地面工业用水。依据煤矿矿井污水排放量，选用合适处理能力的数台该设备，并联运行，可以替代目前我国传统的矿井地面污水沉淀池。

4 结 语

赵固二矿为大型现代化矿井，矿井含水系数为4.8～6.3 m3/t，矿井涌水量大。采煤废水属于悬浮物矿井污水。矿井水利用率73%～96%。针对赵固二矿悬浮物矿井水的特点，本文设计了矿井污水全自动净化处理设备，制造了工业样机，在现场对采煤废水进行了净化处理工业性试验。该设备能够将黑色浑浊的采煤废水净化成无色透明的清水，净化水悬浮物质量浓度满足我国《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426—2006)规定，净化处理污水效果显著。该设备有望替代我国传统的矿井地面污水沉淀池，在煤矿矿井污水净化处理中有着广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 何绪文,杨静,邵立南,等.我国矿井污水资源化利用存在的问题与解决对策[J].煤炭学报,2008,33(1):66-69.

HE X W,YANG J，SHAO L N,et al.Problem and countermeasure of mine water resource regeneration in China[J].Journal of China Coal Society,2008,33 (1):66-69.

[2] 贾锐鱼,李楠,所芳,等.我国煤矿区污水处理技术研究现状与发展[J].水处理技术,2014,40(9):8-12.

JIA R Y,LI N,SUO F,et al.The current situation of sewage treatment and development in domestic coal mining area[J].Technology of Water Treatment,2014,40 (9):8-12.

[3] 田华.河南省矿井污水资源化研究[J].水利水电技术,2012,43(3):6-8.

TIAN H.Study on resourcizationof mine water in Henan province[J].Water Resources and Hydropower Engineering,2012,43 (3):6-8.

[4] 牛磊，陈立，江胜国，等.采煤对地下含水层的影响研究[J].地下水,2014,36(1):45-47.

NIU L,CHEN L,JIANG S G,et al.Study on influence of coal mining on aquifer[J].Ground Water,2014,36 (1):45-47.

[5] 周如禄,高亮,郭中权,等.煤矿矿井污水井下直接处理及循环利用[J].中国给水排水,2013,29(4):71-75.

ZHOU R L,GAO L,GUO Z Q,et al.Underground direct treatment and recycle of coal mine water[J].China Water and Wastewater,2013,29(4):71-75.

[6] 陈苏社,鞠金峰.大柳塔煤矿矿井污水资源化利用技术[J].煤炭科学技术,2011,39(2):125-128.

CHEN S S,JU J F.Utilization technology of mine water resources in daliuta mine [J].Coal Science and Technology,2011,39 (2):125-128.

[7] 陈苏社,黄庆享,薛刚,等.大柳塔煤矿地下水库建设与水资源利用技术[J].煤炭科学技术,2016,44(8):21-28.

CHEN S S,HUANG Q X,XUE G,et al.Technology of underground reservoir construction and water resource utilization in Daliuta coal mine [J].Coal Science and Technology,2016,44 (8):21-28.

[8] 刘腾飞,蒋德林,汪芸.西部中小煤矿矿井污水处理一体化技术探讨[J].煤炭工程，2010,57(11):81-83.

LIU T F,JIANG D L,WANG Y.Discussion on integration technology of mine water treatment for medium and small mines in west part of China [J].Coal Engineering,2010,57(11):81-83.

[9] 何宗健,沈越,邱俊.一体化反应器处理某煤矿矿井废水[J].金属矿山,2009,34(12):146-147.

HE Z J,SHEN Y,QIU J.Treatment of coal mine drainage with the integrated reactor [J].Metal Mine,2009,34(12):146-147,-167.

[10] 李福勤,李硕,何绪文,等.煤矿矿井污水处理工程存在的问题及对策[J].中国给水排水,2012,28(2):18-20.

LI F Q,LI S,HE X W,et al.Problems and solutions for mine water treatment works [J].China Water and Wastewater,2012,28(2):18-20.

[11] 国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.煤矿突水规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009:108-109.

STATE ADMINISTRATION OF WORK SAFETY,STATE ADMINISTRATION OF COAL MINE SAFETY.Coal mine water inrush provisions [M].Beijing:Coal Industry Press,2009:108-109.

[12] 翟新献,贺辉,赵莹,等.一种延长滤袋使用寿命的制作方法,CN103638706A[P].2014-03-19.

ZHAI X X,HE H,ZHAO Y,et al.A production method to extend the service life of filtration bag,CN103638706A [P].2014-03-19.

[13] 翟新献,贺辉,赵莹,等.一种立式加压精滤机自清洗反冲卸料装置,CN103638739A[P].2014-03-19.

ZHAI X X,HE H,ZHAO Y,et al.A self-cleaningand reverse unloading devicefor vertically-pressured filter,CN103638739A[P].2014-03-19.

[14] 翟新献,贺辉,王岩,等一种立式加压精滤机过滤元件弹簧压片式紧固方法，CN103638740A[P].2014-03-19.

ZHAI X X,HE H,WANG Y,et al.A fastening method with spring tableting type of filtration element for vertically-pressured filter,CN103638740A[P].2014-03-19.

[15] 翟新献,贺春涛,柳宝玉,等.一种立式加压精滤机过滤元件螺栓式紧固方法，CN103638741A[P].2014-03-19.

ZHAI X X,HE C T,LIU B Y,et al.Bolt fastening method of filtration element for vertically-pressured filter,CN103638741A[P].2014-03-19.