矿井水井下处理与复用方法及矿井水井下处理与复用装置与流程

1.本发明涉及煤矿技术领域，具体而言，涉及一种矿井水井下处理与复用方法及矿井水井下处理与复用装置。


背景技术：

2.煤矿开采过程中会产生大量的矿井水，而在一些煤炭主产区存在水资源短缺的问题，将矿井水复用于煤矿生产过程中将极大降低煤炭开采成本。由于受地层和开采过程的影响，矿井水普遍存在悬浮物、浊度、矿化度和硬度过高的问题。同时，由于开采过程中人员的活动和油脂、乳化液的使用，也导致矿井水中不易降解有机物和氨氮等物质含量过高。
3.目前，矿井水主要还是地面矿井水处理厂进行处理，主要还是通过“混凝-澄清-过滤”工艺处理，对矿井水中的悬浮物和浊度可以有效去除，对矿井水中其他成分基本没有去除效果，而且会加入大量的混凝剂，这类混凝剂吸入对人体有害。将矿井水提升到地面进行处理，再泵送至井下进行复用，这一过程的建设成本和运行成本都很高，将矿井水在井下处理、直接复用将大大降低成本。因此，为了更大程度地节约成本和提高效率，有必要对矿井水进行井下的处理。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种矿井水井下处理与复用方法及矿井水井下处理与复用装置，以解决现有技术中的矿井水送到地面处理成本过高的问题。
5.为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种矿井水井下处理与复用方法，包括：
6.s10：将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，将煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水，一级水可直接复用或进一步处理；
7.s20：在地下将一级水进行软化以得到二级水，二级水可直接复用或进一步处理；
8.s30：在地下将二级水中的有机物去除以得到三级水，三级水可直接复用或进一步处理；
9.s40：在地下将三级水进行深度脱盐以得到四级水，四级水直接复用。
10.进一步地，在s10中，将煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水包括：
11.矿井水在煤矿地下水库内流动过程中，矿井水中的悬浮物由于重力和表面接触的作用，逐渐从水中沉降至底板或垮落岩体表面，从而去除水中的悬浮物；
12.将煤矿地下水库地势低处的水输送至一级缓冲水箱；
13.对一级缓冲水箱中的水进行浑浊度监测，将达到一级水要求的水输送到一级水箱，将未达到要求的水输送回煤矿地下水库。
14.进一步地，s10还包括：
15.对一级水箱和一级缓冲水箱进行水位监测；
16.通过管网将一级水箱内的一级水泵送至各用水点进行复用。
17.进一步地，在s20中，在地下将一级水进行软化以得到二级水包括：
18.将一级水输送至软化设备中，使用化学沉淀法、离子交换法、纳滤和电渗析中的至少一种方法对一级水进行软化，使得一级水中的金属离子发生沉淀，去除一级水中的矿物质；
19.将软化设备中经过软化的水输送到二级缓冲水箱；
20.对二级缓冲水箱中的水进行矿物质含量监测，将达到二级水要求的水输送到二级水箱，将未达到要求的水输送回储存一级水的一级水箱。
21.进一步地，s20还包括：
22.对二级水箱和二级缓冲水箱进行水位监测；
23.通过管网将二级水箱内的二级水泵送至各用水点进行复用。
24.进一步地，在s30中，在地下将二级水中的有机物去除以得到三级水包括：
25.将二级水输送至光催化装置中，通过紫外光子激发光催化剂形成羟基，羟基将二级水中的有机物氧化分解；
26.在光催化装置后设置超滤和活性炭装置，进一步去除有机物单元；
27.将经过处理的水输送到三级缓冲水箱；
28.对三级缓冲水箱中的水进行有机物含量监测，将达到三级水要求的水输送到三级水箱，将未达到要求的水输送回储存二级水的二级水箱。
29.进一步地，s30还包括：
30.对三级水箱和三级缓冲水箱进行水位监测；
31.通过管网将三级水箱内的三级水泵送至各用水点进行复用。
32.进一步地，在s40中，在地下将三级水进行深度脱盐以得到四级水包括：
33.将三级水输送至脱盐装置中，使用反渗透、膜蒸馏、纳滤和电渗析中的至少一种方法对三级水进行脱盐；
34.将脱盐装置中经过反应的水输送到四级缓冲水箱；
35.对四级缓冲水箱中的水进行含盐量监测，将达到四级水要求的水输送到四级水箱，将未达到要求的水输送回储存三级水的三级水箱。
36.进一步地，s40还包括：
37.对四级水箱和四级缓冲水箱进行水位监测；
38.通过管网将四级水箱内的四级水泵送至各用水点进行复用。
39.根据本发明的另一方面，提供了一种矿井水井下处理与复用装置，矿井水井下处理与复用装置应用上述的矿井水井下处理与复用方法，矿井水井下处理与复用装置包括依次连接的一级缓冲水箱、一级水箱、软化设备、二级缓冲水箱、二级水箱、光催化装置、三级缓冲水箱、三级水箱、脱盐装置、四级缓冲水箱、四级水箱，矿井水井下处理与复用装置还包括第一返回管线、第二返回管线、第三返回管线和第四返回管线；其中，一级缓冲水箱的入口和煤矿地下水库连通，一级缓冲水箱的一个出口通过第一返回管线和煤矿地下水库连通，二级缓冲水箱的一个出口通过第二返回管线和一级水箱连通，三级缓冲水箱的一个出口通过第三返回管线和二级水箱连通，四级缓冲水箱的一个出口通过第四返回管线和三级水箱连通。
40.进一步地，矿井水井下处理与复用装置还包括浑浊度监测仪、矿物质含量监测仪、有机物含量监测仪、含盐量监测仪和中央控制器；其中，浑浊度监测仪安装于一级缓冲水箱，矿物质含量监测仪安装于二级缓冲水箱，有机物含量监测仪安装于三级缓冲水箱，含盐量监测仪安装于四级缓冲水箱，浑浊度监测仪、矿物质含量监测仪、有机物含量监测仪、含盐量监测仪均和中央控制器电连接。
41.应用本发明的技术方案，提供了一种矿井水井下处理与复用方法，包括：s10：将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，将煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水，一级水可直接复用或进一步处理；s20：在地下将一级水进行软化以得到二级水，二级水可直接复用或进一步处理；s30：在地下将二级水中的有机物去除以得到三级水，三级水可直接复用或进一步处理；s40：在地下将三级水进行深度脱盐以得到四级水，四级水直接复用。采用本方案，直接将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，避免了将矿井水输送到地面进行处理的成本。矿井水去除悬浮物得到一级水，一级水可用于井下一般性清洗和喷浆等工程。一级水经过软化后得到二级水，二级水可用于井下设备的冷却和乳化液的配制。二级水去除有机物后可以得到三级水，三级水可以用于井下喷雾降尘。三级水脱盐后可以得到四级水，四级水可以用于纯水液压支架。将矿井水进行井下的处理与复用，大大节省了输送矿井水的成本。
附图说明
42.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
43.图1示出了本发明的实施例提供的矿井水井下处理与复用方法的流程图；
44.图2示出了本发明的实施例提供的矿井水井下处理与复用装置的示意图。
45.其中，上述附图包括以下附图标记：
46.11、一级缓冲水箱；12、一级水箱；13、第一返回管线；
47.21、软化设备；22、二级缓冲水箱；23、二级水箱；24、第二返回管线；
48.31、光催化装置；32、三级缓冲水箱；33、三级水箱；34、第三返回管线；
49.41、脱盐装置；42、四级缓冲水箱；43、四级水箱；44、第四返回管线。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.如图1所示，根据本发明的一个方面，本发明的实施例提供了一种矿井水井下处理与复用方法，包括：
52.s10：将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，将煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水，一级水可直接复用或进一步处理；
53.s20：在地下将一级水进行软化以得到二级水，二级水可直接复用或进一步处理；
54.s30：在地下将二级水中的有机物去除以得到三级水，三级水可直接复用或进一步处理；
55.s40：在地下将三级水进行深度脱盐以得到四级水，四级水直接复用。
56.采用本方案，直接将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，避免了将矿井水输送到地面进行处理的成本。矿井水去除悬浮物得到一级水，一级水可用于井下一般性清洗和喷浆等工程。一级水经过软化后得到二级水，二级水可用于井下设备的冷却和乳化液的配制。二级水去除有机物后可以得到三级水，三级水可以用于井下喷雾降尘。三级水脱盐后可以得到四级水，四级水可以用于纯水液压支架。将矿井水进行井下的处理与复用，大大节省了输送矿井水的成本。
57.如图1所示，在s10中，将煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水包括：
58.矿井水在煤矿地下水库内流动过程中，矿井水中的悬浮物由于重力和表面接触的作用，逐渐从水中沉降至底板或垮落岩体表面，从而去除水中的悬浮物；
59.将煤矿地下水库地势低处的水输送至一级缓冲水箱11；
60.对一级缓冲水箱11中的水进行浑浊度监测，将达到一级水要求的水输送到一级水箱12，将未达到要求的水输送回煤矿地下水库。
61.如此设置，利用煤矿地下水库中的多孔结构和缝隙对矿井水进行过滤和沉淀从而去除悬浮物。煤矿地下水库是煤矿工作面开采完成之后，由于煤层顶板自然垮落形成的一个封闭多孔空间。煤矿地下水库内充满大小不一、形状不规则的垮落岩体，岩体间的缝隙成为了最佳的矿井水储水空间。煤矿地下水库的底板存在一定的坡度。矿井水注入煤矿地下水库后，会在重力的作用下，流至低处。矿井水在煤矿地下水库内流动过程中，水中悬浮物会由于重力和表面接触的作用，逐渐从水中沉降至底板或垮落岩体表面，从而去除了水中的悬浮物、降低浊度。本方案直接将矿井水在井下进行处理节约了向地面输送矿井水的成本，利用已经存在的煤矿地下水库进行悬浮物的去除进一步节省了成本。对一级缓冲水箱11中的水进行浑浊度监测，将达不到一级水要求的水送回煤矿地下水库再次处理，有效保证了一级水的质量。
62.如图1所示，s10还包括：
63.对一级水箱12和一级缓冲水箱11进行水位监测；
64.通过管网将一级水箱12内的一级水泵送至各用水点进行复用。
65.如此设置，对一级水箱12和一级缓冲水箱11进行水位监测，避免了一级水箱12和一级缓冲水箱11中水量过多不能及时处理对水箱造成损坏。通过管网将一级水泵送到用水点进行复用可以使得一级水被有效利用，节约了水资源。一级水主要复用于对工程施工和巷道冲洗等工程。
66.如图1所示，在s20中，在地下将一级水进行软化以得到二级水包括：
67.将一级水输送至软化设备21中，使用化学沉淀法、离子交换法、纳滤和电渗析中的至少一种方法对一级水进行软化，使得一级水中的金属离子发生沉淀，去除一级水中的矿物质；
68.将软化设备21中经过软化的水输送到二级缓冲水箱22；
69.对二级缓冲水箱22中的水进行矿物质含量监测，将达到二级水要求的水输送到二
级水箱23，将未达到要求的水输送回储存一级水的一级水箱12。
70.一级水的软化主要是去除一级水中的ca
2+
和mg
2+
，使得经过反应的水不易发生结垢的现象。对二级缓冲水箱22中的水进行矿物质含量监测，将达不到二级水要求的水输送回一级水箱，保证了二级水的质量。水的硬度高会结垢引起喷嘴的堵塞，因此，经过软化后得到的二级水主要复用于设备冷却、乳化液配制等场景。
71.在实际应用过程中，化学沉淀法即通过向一级水中加入化学试剂(na2co3、naoh等)使水中的ca
2+
和mg
2+
沉淀，以降低水硬度，达到水软化的目的。离子交换法通常用na
+
、h
+
等阳离子交换树脂，通过阳离子交换反应去除一级水中的ca
2+
和mg
2+
。纳滤法通常是将一级水经压力提升后，进入膜装置。在高压状态下，大部分ca
2+
和mg
2+
被截留下来，cl-和na
+
等顺利通过膜，从而将一价离子与二价离子分离，从而降低ca
2+
和mg
2+
的浓度。电渗析是电驱动膜过程，其在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使水中阴、阳离子作定向迁移，从而降低一级水中的ca
2+
和mg
2+
浓度的过程。
72.如图1所示，s20还包括：
73.对二级水箱23和二级缓冲水箱22进行水位监测；
74.通过管网将二级水箱23内的二级水泵送至各用水点进行复用。
75.如此设置，对二级水箱23和二级缓冲水箱22进行水位监测，避免了二级水箱23和二级缓冲水箱22中的水位过高溢出造成浪费以及水箱的损坏。通过管网将二级水泵送到个用水点进行复用保证了二级水的有效利用，节约了水资源。
76.如图1所示，在s30中，在地下将二级水中的有机物去除以得到三级水包括：
77.将二级水输送至光催化装置31中，通过紫外光子激发光催化剂形成羟基，羟基将二级水中的有机物氧化分解；
78.在光催化装置31后设置超滤和活性炭装置，进一步去除有机物单元；
79.将经过处理的水输送到三级缓冲水箱32；
80.对三级缓冲水箱32中的水进行有机物含量监测，将达到三级水要求的水输送到三级水箱33，将未达到要求的水输送回储存二级水的二级水箱23。
81.如此设置，通过光催化技术将水中的有机物氧化分解，后通过超滤和活性炭装置进一步去除有机物单元，有效对二级水中的有机物进行了去除。对三级缓冲水箱32中的水进行有机物含量监测，将未达到三级水要求的水输送回二级水箱，有效保证了三级水的质量。
82.在实际生产过程中，光催化技术主要是利用紫外光作为能源，通过紫外光子激发光催化剂，形成自由电子跃迁，从而形成羟基自由基。羟基自由基具有很强的氧化性，可以将二级水中的有机物分解为小分子有机物，甚至直接分解为co2、h2o和其他无机物。光催化装置31可以是悬浮式或者是负载式。在悬浮式的光催化装置31中，催化剂悬浮于液相中，常用的有流化床式光催化处理装置。在负载式的光催化装置31中，催化剂负载于较大连续面积载体上，如反应器内外壁、紫外灯管外壁、玻璃片、玻璃珠和光导纤维等，典型代表有多重中空管、转盘式、膜式光催化处理装置等。
83.如图1所示，s30还包括：
84.对三级水箱33和三级缓冲水箱32进行水位监测；
85.通过管网将三级水箱33内的三级水泵送至各用水点进行复用。
86.如此设置，对三级水箱33和三级缓冲水箱32进行水位监测，避免了水箱中的水溢出而造成的浪费和对水箱造成损坏。通过管网将三级水箱33内的三级水泵送至各用水点进行复用，保证了三级水的有效复用，节约了水资源。三级水主要复用于喷雾降尘等。
87.如图1所示，在s40中，在地下将三级水进行深度脱盐以得到四级水包括：
88.将三级水输送至脱盐装置41中，使用反渗透、膜蒸馏、纳滤和电渗析中的至少一种方法对三级水进行脱盐；
89.将脱盐装置41中经过反应的水输送到四级缓冲水箱42；
90.对四级缓冲水箱42中的水进行含盐量监测，将达到四级水要求的水输送到四级水箱43，将未达到要求的水输送回储存三级水的三级水箱33。
91.如此设置，通过脱盐装置41有效实现了对三级水进行深度脱盐。对四级缓冲水箱42中的水进行含盐量监测，将不符合四级水要求的水输送回三级水箱，有效保证了四级水的质量。四级水主要复用于纯水液压支架等场景。
92.如图1所示，s40还包括：
93.对四级水箱43和四级缓冲水箱42进行水位监测；
94.通过管网将四级水箱43内的四级水泵送至各用水点进行复用。
95.如此设置，对四级水箱43和四级缓冲水箱42进行水位监测，避免了水箱中的水溢出而造成的浪费和对水箱造成损坏。通过管网将四级水泵送到各用水点进行复用，保证了四级水的有效复用，避免了水资源的浪费。
96.如图2所示，根据本发明的另一方面，提供了一种矿井水井下处理与复用装置，矿井水井下处理与复用装置应用上述的矿井水井下处理与复用方法，矿井水井下处理与复用装置包括依次连接的一级缓冲水箱11、一级水箱12、软化设备21、二级缓冲水箱22、二级水箱23、光催化装置31、三级缓冲水箱32、三级水箱33、脱盐装置41、四级缓冲水箱42、四级水箱43，矿井水井下处理与复用装置还包括第一返回管线13、第二返回管线24、第三返回管线34和第四返回管线44；其中，一级缓冲水箱11的入口和煤矿地下水库连通，一级缓冲水箱11的一个出口通过第一返回管线13和煤矿地下水库连通，二级缓冲水箱22的一个出口通过第二返回管线24和一级水箱12连通，三级缓冲水箱32的一个出口通过第三返回管线34和二级水箱23连通，四级缓冲水箱42的一个出口通过第四返回管线44和三级水箱33连通。
97.一级缓冲水箱11、一级水箱12、软化设备21、二级缓冲水箱22、二级水箱23、光催化装置31、三级缓冲水箱32、三级水箱33、脱盐装置41、四级缓冲水箱42和四级水箱43之间皆有输水管连接，输水管上安装有电磁阀和增压泵。通过本装置，可以实现对矿井水的处理与复用。
98.如图2所示，矿井水井下处理与复用装置还包括浑浊度监测仪、矿物质含量监测仪、有机物含量监测仪、含盐量监测仪和中央控制器；其中，浑浊度监测仪安装于一级缓冲水箱11，矿物质含量监测仪安装于二级缓冲水箱22，有机物含量监测仪安装于三级缓冲水箱32，含盐量监测仪安装于四级缓冲水箱42，浑浊度监测仪、矿物质含量监测仪、有机物含量监测仪、含盐量监测仪均和中央控制器电连接。
99.浑浊度监测仪对一级缓冲水箱11中的水的浑浊度进行监测并反馈给中央控制器，矿物质含量监测仪对二级缓冲水箱22中的水的矿物质含量进行监测并反馈给中央控制器，有机物含量监测仪对三级缓冲水箱32中的有机物含量进行监测并反馈给中央控制器，含盐
量监测仪对四级缓冲水箱42中的含盐量进行监测并反馈给中央控制器。中央控制器根据各监测仪反馈的数据控制各级水的输送。
100.在本发明的实施例一中，以西北地区某矿为例，该矿生产过程中产生的各种矿井水经管网汇集至中央大巷水仓，水仓内矿井水浑浊度为100ntu，有机物含量为80mg/l，矿物质含量为700mg/l，含盐量为3000mg/l。该矿井水表现为高浊度、高硬度、高盐和富含有机物的特性。
101.将中央水仓内的矿井水全部注入煤矿地下水库，将矿井水在煤矿地下水库内进行存储和净化。
102.当一级缓冲水箱11内水位处于低位时，中央控制器打开煤矿地下水库出口处的电磁阀和水泵，将经过煤矿地下水库净化的水泵送至一级缓冲水箱11，当一级缓冲水箱11水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。浑浊度监测仪监测得到一级缓冲水箱11内水的浑浊度为10ntu，满足提前预设的小于等于20ntu的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将一级缓冲水箱11内的水泵送至一级水箱12。
103.中央控制器根据各用水点启停，将一级水通过一级水复用管网泵送至各用水点。同时，一级水箱12内的一级水也是下一级水处理的原水。
104.当二级缓冲水箱22内水位处于低位时，中央控制器打开一级水箱12出口处的电磁阀和水泵，将一级水箱12内的一级水泵送到纳滤设备进行软化，软化后的水进入二级缓冲水箱22，当二级缓冲水箱22水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。矿物质含量监测仪监测得到二级缓冲水箱22内的水的矿物质含量为40mg/l，满足提前预设的小于等于80mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将二级缓冲水箱22内二级水泵送至二级水箱。
105.中央控制器根据各用水点启停，将二级水通过二级水复用管网泵送至各用水点。同时，二级水箱内的二级水也是下一级水处理的原水。
106.当三级缓冲水箱32内水位处于低位时，中央控制器打开二级水箱23出口处的电磁阀和水泵，将二级水箱23内的二级水泵送到光催化流化床处理设备、超滤装置和活性炭吸附装置进行处理，处理后的水进入三级缓冲水箱32，当三级缓冲水箱32的水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。有机物含量监测仪监测得到三级缓冲水箱32内的水有机物含量为5mg/l，满足提前预设的小于等于10mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将三级缓冲水箱32内的水泵送至三级水箱33。
107.中央控制器根据各用水点启停，将三级水通过三级水复用管网泵送至各用水点。同时，三级水箱内的三级水也是下一级水处理的原水。
108.当四级缓冲水箱42内水位处于低位时，中央控制器打开三级水箱33出口处的电磁阀和水泵，将三级水箱33内的水泵送至反渗透装置进行处理，处理后的水进入四级缓冲水箱42，当四级缓冲水箱42的水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。含盐量监测仪监测得到四级缓冲水箱42内水的含盐量为30mg/l，满足提前预设的小于等于40mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将四级缓冲水箱42内的水泵送至四级水箱43。
109.中央控制器根据各用水点启停，将四级水通过四级水复用管网泵送至各用水点。
110.在本发明的实施例二中，以西北地区某矿为例，该矿生产过程中产生的各种矿井水经管网汇集至中央水仓，水仓内矿井水浊度为300ntu，cod为260mg/l，总硬度为900mg/l，tds为6000mg/l。该矿井水表现为高浊度、高硬度、高盐和富含有机物的特性。
111.将中央水仓内的矿井水全部注入煤矿地下水库，将矿井水在煤矿地下水库内进行存储和净化。
112.当一级缓冲水箱11内水位处于低位时，中央控制器打开煤矿地下水库出口处的电磁阀和水泵，将经过煤矿地下水库净化的水泵送至一级缓冲水箱11，当一级缓冲水箱11水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。浑浊度监测仪监测得到一级缓冲水箱11内水的浊度为5ntu，满足提前预设的小于等于20ntu的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将一级缓冲水箱11内的水泵送至一级水箱12。
113.中央控制器根据各用水点启停，将一级水通过一级水复用管网泵送至各用水点。同时，一级水箱12内的一级水也是下一级水处理的原水。
114.当二级缓冲水箱22内水位处于低位时，中央控制器打开一级水箱12出口处的电磁阀和水泵，将一级水箱12内的一级水泵送至电渗析设备进行软化，软化后的水进入二级缓冲水箱22，当二级缓冲水箱22水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。矿物质含量监测仪监测得到二级缓冲水箱22内水的矿物质含量为120mg/l，不满足提前预设的小于等于80mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将二级缓冲水箱22内的水通过第一返回管线13反送至一级水箱12。
115.当二级缓冲水箱22内水位处于低位时，中央控制器再次打开一级水箱12出口处的电磁阀和水泵，将一级水箱12内的一级水泵送至电渗析设备进行软化，软化后的水进入二级缓冲水箱22，当二级缓冲水箱22水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。矿物质含量监测仪监测得到二级缓冲水箱内矿井水浊度为60mg/l，满足提前预设的小于等于80mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将二级缓冲水箱22内矿井水送至二级水箱23。
116.中央控制器根据各用水点启停，将二级水通过二级水复用管网泵送至各用水点。同时，二级水箱23内的二级水也是下一级水处理的原水。
117.当三级缓冲水箱32内水位处于低位时，中央控制器打开二级水箱23出口处的电磁阀和水泵，将二级水箱23内的二级水泵送至光催化膜处理设备、活性炭吸附装置进行处理，处理后的水进入三级缓冲水箱32，当三级缓冲水箱32的水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。有机物含量监测仪监测得到三级缓冲水箱32内水的有机物含量为30mg/l，不满足提前预设的小于等于10mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将三级缓冲水箱32内的水通过第二返回管线24反送至二级水箱23。
118.当三级缓冲水箱32内水位处于低位时，中央控制器再次打开二级水箱出口处的电磁阀和水泵，将二级水箱23内的二级水泵送至光催化膜处理设备、活性炭吸附装置进行处理，处理后的水进入三级缓冲水箱32，当三级缓冲水箱32的水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。有机物含量监测仪监测得到三级缓冲水箱32内水的有机物含量为8mg/l，满足提前预设的小于等于10mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将三级缓冲水箱32内矿井水泵送至三级水箱33。
119.中央控制器根据各用水点启停，将三级水通过三级水复用管网泵送至各用水点。同时，三级水箱33内的三级水也是下一级水处理的原水。
120.当四级缓冲水箱42内水位处于低位时，中央控制器打开三级水箱33出口处的电磁阀和水泵，将三级水箱33内的三级水泵送至反渗透装置进行处理，处理后的矿井水进入四级缓冲水箱42，当四级缓冲水箱42水位达到高位时，电磁阀和水泵关闭。含盐量监测仪监测
得到四级缓冲水箱42内水的含盐量为20mg/l，满足提前预设的小于等于40mg/l的要求，中央控制器通过控制水泵和电磁阀，将四级缓冲水箱42内的水泵送至四级水箱43。
121.中央控制器根据各用水点启停，将四级水通过四级水复用管网泵送至各用水点。
122.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
123.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
124.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
125.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
126.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
127.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

技术特征：
1.一种矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，包括：s10：将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，将所述煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水，所述一级水可直接复用或进一步处理；s20：在地下将所述一级水进行软化以得到二级水，所述二级水可直接复用或进一步处理；s30：在地下将所述二级水中的有机物去除以得到三级水，所述三级水可直接复用或进一步处理；s40：在地下将所述三级水进行深度脱盐以得到四级水，所述四级水直接复用。2.根据权利要求1所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，在s10中，将所述煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水包括：矿井水在所述煤矿地下水库内流动过程中，矿井水中的悬浮物由于重力和表面接触的作用，逐渐从水中沉降至底板或垮落岩体表面，从而去除水中的悬浮物；将所述煤矿地下水库地势低处的水输送至一级缓冲水箱(11)；对所述一级缓冲水箱(11)中的水进行浑浊度监测，将达到所述一级水要求的水输送到一级水箱(12)，将未达到要求的水输送回所述煤矿地下水库。3.根据权利要求2所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，s10还包括：对所述一级水箱(12)和所述一级缓冲水箱(11)进行水位监测；通过管网将所述一级水箱(12)内的一级水泵送至各用水点进行复用。4.根据权利要求1所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，在s20中，在地下将所述一级水进行软化以得到二级水包括：将所述一级水输送至软化设备(21)中，使用化学沉淀法、离子交换法、纳滤和电渗析中的至少一种方法对所述一级水进行软化，使得所述一级水中的金属离子发生沉淀，去除所述一级水中的矿物质；将所述软化设备(21)中经过软化的水输送到二级缓冲水箱(22)；对所述二级缓冲水箱(22)中的水进行矿物质含量监测，将达到所述二级水要求的水输送到二级水箱(23)，将未达到要求的水输送回储存所述一级水的一级水箱(12)。5.根据权利要求4所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，s20还包括：对所述二级水箱(23)和所述二级缓冲水箱(22)进行水位监测；通过管网将所述二级水箱(23)内的二级水泵送至各用水点进行复用。6.根据权利要求1所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，在s30中，在地下将所述二级水中的有机物去除以得到三级水包括：将所述二级水输送至光催化装置(31)中，通过紫外光子激发光催化剂形成羟基，羟基将所述二级水中的有机物氧化分解；在所述光催化装置(31)后设置超滤和活性炭装置，进一步去除有机物单元；将经过处理的水输送到三级缓冲水箱(32)；对所述三级缓冲水箱(32)中的水进行有机物含量监测，将达到所述三级水要求的水输送到三级水箱(33)，将未达到要求的水输送回储存所述二级水的二级水箱(23)。7.根据权利要求6所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，s30还包括：对所述三级水箱(33)和所述三级缓冲水箱(32)进行水位监测；
通过管网将所述三级水箱(33)内的三级水泵送至各用水点进行复用。8.根据权利要求1所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，在s40中，在地下将所述三级水进行深度脱盐以得到四级水包括：将所述三级水输送至脱盐装置(41)中，使用反渗透、膜蒸馏、纳滤和电渗析中的至少一种方法对所述三级水进行脱盐；将所述脱盐装置(41)中经过反应的水输送到四级缓冲水箱(42)；对所述四级缓冲水箱(42)中的水进行含盐量监测，将达到所述四级水要求的水输送到四级水箱(43)，将未达到要求的水输送回储存三级水的三级水箱(33)。9.根据权利要求8所述的矿井水井下处理与复用方法，其特征在于，s40还包括：对所述四级水箱(43)和所述四级缓冲水箱(42)进行水位监测；通过管网将所述四级水箱(43)内的四级水泵送至各用水点进行复用。10.一种矿井水井下处理与复用装置，其特征在于，所述矿井水井下处理与复用装置应用权利要求1至9中任一项所述的矿井水井下处理与复用方法，所述矿井水井下处理与复用装置包括依次连接的一级缓冲水箱(11)、一级水箱(12)、软化设备(21)、二级缓冲水箱(22)、二级水箱(23)、光催化装置(31)、三级缓冲水箱(32)、三级水箱(33)、脱盐装置(41)、四级缓冲水箱(42)、四级水箱(43)，所述矿井水井下处理与复用装置还包括第一返回管线(13)、第二返回管线(24)、第三返回管线(34)和第四返回管线(44)；其中，所述一级缓冲水箱(11)的入口和煤矿地下水库连通，所述一级缓冲水箱(11)的一个出口通过所述第一返回管线(13)和所述煤矿地下水库连通，所述二级缓冲水箱(22)的一个出口通过所述第二返回管线(24)和所述一级水箱(12)连通，所述三级缓冲水箱(32)的一个出口通过所述第三返回管线(34)和所述二级水箱(23)连通，所述四级缓冲水箱(42)的一个出口通过所述第四返回管线(44)和所述三级水箱(33)连通。11.根据权利要求10所述的矿井水井下处理与复用装置，其特征在于，所述矿井水井下处理与复用装置还包括浑浊度监测仪、矿物质含量监测仪、有机物含量监测仪、含盐量监测仪和中央控制器；其中，所述浑浊度监测仪安装于所述一级缓冲水箱(11)，所述矿物质含量监测仪安装于所述二级缓冲水箱(22)，所述有机物含量监测仪安装于所述三级缓冲水箱(32)，所述含盐量监测仪安装于所述四级缓冲水箱(42)，所述浑浊度监测仪、所述矿物质含量监测仪、所述有机物含量监测仪、所述含盐量监测仪均和所述中央控制器电连接。

技术总结
本发明提供了一种矿井水井下处理与复用方法及矿井水井下处理与复用装置，矿井水井下处理与复用方法包括：S10：将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，将煤矿地下水库中矿井水中的悬浮物去除以得到一级水，一级水可直接复用或进一步处理；S20：在地下将一级水进行软化以得到二级水，二级水可直接复用或进一步处理；S30：在地下将二级水中的有机物去除以得到三级水，三级水可直接复用或进一步处理；S40：在地下将三级水进行深度脱盐以得到四级水，四级水直接复用。采用本方案，直接将煤矿内的矿井水输送到煤矿地下水库，在地下对矿井水进行处理与复用，避免了将矿井水输送到地面进行处理的成本。的成本。的成本。


技术研发人员：李杰 李雪佳 刘小庆 郭强 刘兆峰 唐佳伟 王霄
受保护的技术使用者：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/7/22