CN108046448B - 一种地下矿井水处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下矿井水处理系统，包括：沉淀池、悬浮物处理设备、保安过滤器、超滤设备、反渗透设备和地下污水存储水库；所述悬浮物处理设备的出液口与所述保安过滤器的进液口连通，所述保安过滤器的出液口与所述超滤设备的进液口连通，所述超滤设备的出液口与所述反渗透设备的进液口连通；所述反渗透设备包括淡水出液口和污水出液口，所述地下污水存储水库与所述污水出液口连通，所述淡水出液口上连接有淡水输送管道。本发明还公开了一种地下矿井水处理方法。本发明公开的地下矿井水处理系统及处理方法，可以对地下矿井水的井下高效分级处理，其利用煤矿采空区形成的地下污水存储水库将地下污水在地下储存，实现了零排放，避免污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及地下矿井水处理技术领域，尤其涉及一种地下矿井水处理系统及处理方法。
背景技术
矿井水就是矿区所采煤层及开拓巷道附近的地下水，有时会因地表裂隙而渗入部分地表水。我国煤炭以地下开采为主，为了确保井下安全生产，必须排出大量的矿井水，直接排放不仅浪费宝贵的水资源，而且也污染了环境。水资源的严重不足，已影响到我国煤炭工业的进一步发展。因此对矿井水进行处理并加以利用，既可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，又可以缓解矿区供水不足的局面，对于促进我国煤炭工业可持续发展具有重要战略意义。
传统矿井水处理利用方法，是将矿井水由井下水仓排出，收集到地面上的调节池，采用传统的水处理技术，如沉淀、过滤和膜处理等，达到复用水质要求后，部分在地面利用，部分再返回到井下利用。该处理过程存在基建投资大、矿井水提升运行费用高、占地面积大等缺点。矿井水井下处理就地复用则因地制宜，可节约土地、节省投资，节能、运行费用低，具有良好的经济效益和环境效益。
水处理产生的浓水或地下污水的处理是目前废水处理领域的最困难的问题之一。传统的浓盐水或地下污水采用蒸发、结晶方式进行回收盐分，实现零排放。该过程能耗高，费用大，回收的盐分难以利用，还容易造成环境的二次污染。一些高矿化度矿井水的处理回用时也产生浓水，如何安全低成本处理矿井水处理产生的地下污水也是目前矿井水利用的难题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效处理地下矿井水的地下矿井水处理系统及处理方法。
本发明技术方案提供一种地下矿井水处理系统，包括：
用于对地下矿井水进行沉降的沉淀池；
用于将沉降后的地下矿井水去除悬浮物的悬浮物处理设备；
用于将去除悬浮物的地下矿井水进行精滤的保安过滤器；
用于将经过所述保安过滤器精滤后的地下矿井水进行超滤的超滤设备；
用于将经过所述超滤设备超滤后的地下矿井水进行脱除污染物的反渗透设备；
用于将经所述反渗透设备获得的地下污水进行存储的地下污水存储水库；
所述悬浮物处理设备的出液口与所述保安过滤器的进液口连通，所述保安过滤器的出液口与所述超滤设备的进液口连通，所述超滤设备的出液口与所述反渗透设备的进液口连通；
所述反渗透设备包括淡水出液口和污水出液口，所述地下污水存储水库与所述污水出液口连通，所述淡水出液口上连接有淡水输送管道。
进一步地，在所述悬浮物处理设备的出液口和所述超滤设备的出液口上连接有用于向矿井供水的矿井供水管道。
进一步地，在所述保安过滤器的出液口与所述超滤设备的进液口之间设置有中间沉淀水池；
所述中间沉淀水池还与所述矿井供水管道连通。
进一步地，所述地下污水存储水库包括顶板、底板、连接在所述顶板与所述底板之间的煤柱坝体和人工坝体；
在所述顶板、所述底板、所述煤柱坝体和所述人工坝体之间形成有用于存储地下污水的蓄水区；
在所述人工坝体和所述煤柱坝体的内表面上分别设置有隔水层，所述隔水层的顶端与所述顶板密封连接，所述隔水层的底端与所述底板密封连接；
在所述隔水层的内侧设置有能够透水，并用于吸附地下污水中的污染物的吸附层，所述吸附层的顶端与所述顶板密封连接，所述吸附层的底端与所述底板密封连接；
在所述人工坝体上靠近所述顶板的端部设置有与所述蓄水区连通的水库进水管，在所述人工坝体上靠近所述底板的端部设置有与所述蓄水区连通的水库排水管；
所述水库进水管与所述污水出液口连通，所述水库排水管与所述沉淀池连通。
进一步地，所述地下污水存储水库处于第一工作面上，在所述人工坝体上靠近所述底板的端部还设置有应急排水管；
在低于所述第一工作面的第二工作面上设置有应急排污水库；
所述应急排污水库的进水口与所述应急排水管连通。
进一步地，在所述顶板和所述底板上设置有凹槽，所述隔水层的顶端和底端分别嵌入所述凹槽内；
在所述凹槽内还浇筑有用于密封所述隔水层的顶端和底端的防水混凝土层。
进一步地，在所述蓄水区中布置有多个用于监测水质的第一水质监测元件。
进一步地，在所述隔水层与所述吸附层之间形成有用于蓄水的蓄水空间；
在所述蓄水空间内设置有能够在水中漂浮的漂浮元件；
在所述人工坝体上靠近所述顶板的端部上设置有连通孔；
在所述连通孔中配置有用于将所述蓄水空间中的水排出的蓄水空间排水管，所述蓄水空间排水管能够在连通孔中滑动；
所述蓄水空间排水管的进水端固定在所述漂浮元件上；
所述蓄水空间排水管与所述沉淀池连通。
进一步地，在所述蓄水空间内从上向下均布有用于监测水质的第二水质监测元件。
进一步地，在所述连通孔中设置有用于支撑所述蓄水空间排水管的多个滚轮；
多个所述滚轮沿着所述连通孔的长度方向相互间隔布置；
所述蓄水空间排水管与所述滚轮的外周面接触。
进一步地，每个所述滚轮的外周面上都设置有滑槽；
所述蓄水空间排水管位于所述滑槽内。
进一步地，所述隔水层为聚氯乙烯层。
进一步地，所述吸附层为粘土层。
进一步地，在水库排水管的进水口上设置有过滤网；
在所述水库排水管上还设置有抽水泵；
在所述水库排水管上还连通有冲洗管，在所述冲洗管上设置有冲洗水泵；
所述冲洗管连接在所述抽水泵与所述水库排水管的所述进水口之间；
所述冲洗管与所述沉淀池连通。
进一步地，该地下矿井水处理系统包括有多个所述地下污水存储水库，任意相邻的两个所述地下污水存储水库之间通过连通管道连通；
所述污水出液口与至少一个所述地下污水存储水库的水库进水管连通；
所述沉淀池与至少一个所述地下污水存储水库的所述水库排水管连通。
进一步地，该地下矿井水处理系统还包括地面应急水池；
所述地面应急水池与每个所述地下污水存储水库中的所述冲洗管连通。
进一步地，所述地面应急水池与至少一个所述地下污水存储水库的所述水库进水管连通。
本发明技术方案还提供一种采用前述任一技术方案所述的地下矿井水处理系统对地下矿井水进行处理的处理方法，包括如下步骤：
S001：将地下矿井水输送至沉淀池中进行污泥沉降；
S002：将沉降后的地下矿井水输送至悬浮物处理设备中进行悬浮物去除处理；
S003：将去除悬浮物的地下矿井水输送至保安过滤器中进行精滤；
S004：将精滤后的地下矿井水输送至超滤设备进行超滤；
S005：将超滤后的地下矿井水输送至反渗透设备进行反渗透处理，反渗透设备获得淡水和地下污水；
S006：将淡水输送至预定位置重复利用，将地下污水输送至地下污水存储水库中进行封存。
进一步地，当地下污水存储水库中的地下污水的浓度符合预设条件时，通过水库排水管将地下污水存储水库中的地下污水输送至沉淀池重复利用。
进一步地，当地下污水存储水库中的蓄水空间内的地下污水的浓度符合预设条件时，通过蓄水空间排水管将蓄水空间中的地下污水输送至沉淀池重复利用。
进一步地，当监测地下污水存储水库的压力大于预设压力值时，通过应急排水管将地下污水存储水库中的地下污水输出至应急排污水库。
进一步地，当水库排水管堵塞时，通过沉淀池或地面应急水池向冲洗管中供水，通过冲洗水泵对水库排水管进行冲洗。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供的地下矿井水处理系统及处理方法，可以对地下矿井水的井下高效分级处理，其利用煤矿采空区形成的地下污水存储水库将地下污水在地下储存，实现了零排放，避免污染环境。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的地下矿井水处理系统的系统示意图；
图2为地下污水存储水库的俯视图；
图3为地下污水存储水库的纵向剖视图；
图4为在顶板和底板上设置凹槽的示意图；
图5为在隔水层与吸附层形成有蓄水空间的示意图；
图6为蓄水空间的放大示意图；
图7为滚轮表面上设置有滑槽的示意图；
图8为在水库排水管上连接有冲洗管的示意图；
图9为多个地下污水存储水库、应急排污水、地面应急水池、沉淀池和反渗透设备连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示，本发明一实施例提供的一种地下矿井水处理系统200，包括：
用于对地下矿井水进行沉降的沉淀池201；
用于将沉降后的地下矿井水去除悬浮物的悬浮物处理设备202；
用于将去除悬浮物的地下矿井水进行精滤的保安过滤器203；
用于将经过保安过滤器精滤后的地下矿井水进行超滤的超滤设备205；
用于将经过超滤设备超滤后的地下矿井水进行脱除污染物的反渗透设备206；
用于将经反渗透设备获得的地下污水进行存储的地下污水存储水库100。
悬浮物处理设备202的出液口与保安过滤器203的进液口连通，保安过滤器203的出液口与超滤设备205的进液口连通，超滤设备205的出液口与反渗透设备206的进液口连通。
反渗透设备206包括淡水出液口2061和污水出液口2062，地下污水存储水库100与污水出液口2062连通，淡水出液口2061上连接有淡水输送管道209。
沉淀池201：地下矿井水经巷道内沟渠集水后，汇总至进水渠内经机械格栅去除大颗粒物质后进入沉淀池201，水中大比重物质在沉淀池201中沉积下来，定期通过刮泥机将沉降的污泥排出。
悬浮物处理设备202：经过沉淀池201处理的水由提升泵提升至高效的悬浮物处理设备202，如重介分离设备或超磁分离设备，实现水中悬浮物的去除。
保安过滤器203：除去悬浮物的地下矿井水通过保安过滤器203，如陶瓷膜或微滤膜，进一步去除水中的细颗粒物和油脂，进行精滤。
精密过滤器又称保安过滤器，用于去除浊度在1度以上的细小微粒，来满足后续工序对进水的要求。
精滤即精密过滤技术又称微过滤或保安过滤。
超滤设备205：经过精滤的地下矿井水进入超滤设备205，例如超滤膜，对水进行超滤。超滤是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化或分离的目的。
反渗透设备206：经过超滤的地下矿井水进入反渗透设备206(例如反渗透膜)中进行脱除盐分或污染物。反渗透是一种借助于选择透过(半透过)性膜的工力能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。
地下矿井水在反渗透设备206中分离后形成淡水和地下污水。
淡水经淡水输送管道209输送至预定位置207重复利用，节约了资源。
经处理产生的地下污水或浓盐水，其主要成分为K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-等离子，离子总浓度高于3％，不能外排，否则会污染环境。
地下污水经污水出液口2062进入地下污水存储水库100中进行封存，实现了零排放，避免污染环境。
较佳地，如图1所示，在悬浮物处理设备203的出液口和超滤设备205的出液口上连接有用于向矿井供水的矿井供水管道210，向矿井中的指定位置208供水。
除去悬浮物的一部分地下矿井水可以直接用于井下综采生产用水、灭尘增湿等。
经过超滤后的地下矿井水可以用于井下机电设备的冷却水。
较佳地，如图1所示，在保安过滤器203的出液口与超滤设备205的进液口之间设置有中间沉淀水池204。
中间沉淀水池204还与矿井供水管道210连通。
中间沉淀水池204起到缓冲沉淀的作用，经过中间沉淀水池204沉淀后的水也可以直接用于井下综采生产用水、灭尘增湿等。
较佳地，如图2-3所示，地下污水存储水库100包括顶板1、底板2、连接在顶板1与底板2之间的煤柱坝体3和人工坝体4。
在顶板1、底板2、煤柱坝体3和人工坝体4之间形成有用于存储地下污水的蓄水区5。
在人工坝体4和煤柱坝体3的内表面上分别设置有隔水层6，隔水层6的顶端与顶板1密封连接，隔水层6的底端与底板2密封连接。
在隔水层6的内侧设置有能够透水，并用于吸附地下污水中的污染物的吸附层7，吸附层7的顶端与顶板1密封连接，吸附层7的底端与底板2密封连接。
在人工坝体4上靠近顶板1的端部设置有与蓄水区5连通的水库进水管41，在人工坝体4上靠近底板2的端部设置有与蓄水区5连通的水库排水管42。
水库进水管41与污水出液口2062连通，水库排水管42与沉淀池201连通。
在采空区的煤柱坝体3间隔区构筑人工坝体4，使采空区形成封闭系统。在人工坝体4的上部设置水库进水管41或浓盐水输入管路，在人工坝体4的下部设置水库排水管42。
经矿井水处理系统产生的地下污水或浓盐水，通过输水管路经人工坝体4上部的水库进水管41进入地下污水存储水库，在此过程中水库排水管42处于关闭状态。当地下污水存储水库中地下污水储量到达设计最大储量时，停止输入。
在浓盐水长期封存的过程中，需要定期对库中的地下污水进行取样分析。由于顶板1中会有水渗入蓄水区5内，如此会稀释库中的地下污水的浓度或盐度。如果监测到地下污水中的上述离子的浓度低于1％，就可以将蓄水区5中的水经水库排水管42重新输送到沉淀池201，进行淡水回收利用，而在该过程中产生的地下污水或浓盐水重新经水库进水管41送入库中进行封存。
本发明还对人工坝体4和煤柱坝体3的内表面进行隔水密封，避免污水渗出库外污染环境。由此，在人工坝体4和煤柱坝体3的内表面上设置隔水层6，起到密封隔水的作用。隔水层6可以是涂抹在人工坝体4和煤柱坝体3的内表面上的防水涂料，也可以为设置在人工坝体4和煤柱坝体3的内表面上的防水建材。
本发明还对蓄水区5中地下污水进行沉降处理，以尽量降低地下污水的盐度，利于后续淡水利用。由此，在隔水层6的内侧设置吸附层7，该处所指的内侧为靠近水库中心的一侧。吸附层7可以将地下污水中的污染物进行沉淀，并可以在一定程度吸附上述离子，从而可以降低地下污水的污染程度，经过一段时间的吸附沉淀及顶板渗水的补入，可以加速地下污水重新利用的速度。
本发明提供的地下污水存储水库，可以将矿井水处理产生的地下污水就地利用采空区进行封存，解决了地下污水或浓盐水外排问题，保证了水处理过程连续性运行。
较佳地，如图3和图9所示，地下污水存储水库100处于第一工作面400上，在人工坝体4上靠近底板2的端部还设置有应急排水管43。
在低于第一工作面400的第二工作面500上设置有应急排污水库600。
应急排污水库600的进水口与应急排水管43连通。
通过在人工坝体4上设置的压力监测仪表和渗透监测仪表实时监测水库的安全性。
当监测到某个或所有的地下污水存储水库100中的压力过大时，可通过应急排水管43将地下污水排入应急排污水库600中减压，由于应急排污水库600处于第二工作面500上，其低于处于第一工作面400上的地下污水存储水库100，水可以顺利的快速流入应急排污水库600进行减压，提高了地下污水存储水库100的安全性。
应急排污水库600中的煤柱坝体和人工坝体的内表面上也具有隔水层6，在隔水层6的内侧也具有吸附层7，在隔水层6与吸附层7之间也具有蓄水空间9。
应急排污水库600可以与地下污水存储水库100采用相同的结构。
较佳地，如图4-5所示，在顶板1和底板2上设置有凹槽8，隔水层6的顶端和底端分别嵌入凹槽8内。
在凹槽8内还浇筑有用于密封隔水层6的顶端和底端的防水混凝土层81。
隔水层6长期浸泡在地下污水中，污水的腐蚀能力比较强，容易导致隔水层6脱落，影响密封效果。
通过将隔水层6的上端两端分别嵌入顶板1和底板2的凹槽8中，然后通过防水混凝土层81固封，从而将隔水层6固封在煤柱坝体3和人工坝体4的内表面上，而不会脱落。
在顶板1的凹槽8中的防水混凝土层81中打入锚杆，锚杆连接在该防水混凝土层81与顶板1之间，可以将防水混凝土层81固封在顶板1的凹槽8中。
较佳地，如图3所示，在蓄水区5中布置有多个用于监测水质的第一水质监测元件51，其用于监测地下污水的水质，如果监测到地下污水中的离子的浓度低于1％，就发出信号，操作人员可以将蓄水区5中的水经水库排水管42重新输送到水处理系统，进行淡水回收利用。
第一水质监测元件51与外部控制设备通信连接，第一水质监测元件51发出的信号输出至外部控制设备，例如控制器。外部控制设备接收到信号后发出提示信息。
较佳地，如图5-6所示，在隔水层6与吸附层7之间形成有用于蓄水的蓄水空间9。
在蓄水空间9内设置有能够在水中漂浮的漂浮元件92。
在人工坝体4上靠近顶板1的端部上设置有连通孔44。在连通孔44中配置有用于将蓄水空间9中的水排出的蓄水空间排水管46，蓄水空间排水管46能够在连通孔44中滑动。
蓄水空间排水管46的进水端461固定在漂浮元件92上。
蓄水空间排水管46与沉淀池201连通。
吸附层7距离隔水层6一端距离，从而在两者之间形成了环形的蓄水空间9，进入蓄水空间9中的水已经被吸附层7吸附沉降，盐度已经降低。
一些污染离子处于水的底部，因此在垂直方向上，污水的盐度从上往下逐渐变浓。
经过吸附层7处理后的水，其顶层的水符合要求，因此可以将蓄水空间9中顶层的水输送至沉淀池201重复利用。
漂浮元件92漂浮在蓄水空间9中水的上部，蓄水空间排水管46的进水端461固定在漂浮元件92上，由此，可以保证进入蓄水空间排水管46中的水为蓄水空间9中的顶层或上层的水。
另外，蓄水空间排水管46可以在连通孔44中滑动，当蓄水空间9中的数位下降时，蓄水空间排水管46被漂浮元件92拉动，可以在连通孔44中朝向蓄水空间9侧滑动，以适应水位降低变化；当蓄水空间9中的数位上升时，蓄水空间排水管46被漂浮元件92推动，可以在连通孔44中朝向蓄水空间9的外侧滑动，以适应水位上升变化，从而保证蓄水空间排水管46的进水端461始终处于蓄水空间9内的水的顶部或上部。
较佳地，如图5所示，在蓄水空间9内从上向下均布有用于监测水质的第二水质监测元件91。第二水质监测元件91用于监测蓄水空间9中的水质。多个第二水质监测元件91按照从上往下的顺序均匀布置，每个或每排第二水质监测元件91用于监测其所在位置的水位处的水质。
假设，从上往下布置10个或10排第二水质监测元件91，按照从上往下的顺序，1-5号第二水质监测元件91输出水质合格信号，6-10号第二水质监测元件91输出水质不合格信号。在抽水时，漂浮元件92下降到6号第二水质监测元件91的位置时，停止抽水作业。
第二水质监测元件91与外部控制设备通信连接，第二水质监测元件91发出的信号输出至外部控制设备，例如控制器。外部控制设备接收到信号后发出提示信息。
较佳地，如图6所示，在连通孔44中设置有用于支撑蓄水空间排水管46的多个滚轮45。多个滚轮45沿着连通孔44的长度方向相互间隔布置，蓄水空间排水管46与滚轮45的外周面接触。利于使得蓄水空间排水管46能够在连通孔44中滑动，避免在滑动时对蓄水空间排水管46造成磨损。
较佳地，如图7所示，每个滚轮45的外周面上都设置有滑槽451，蓄水空间排水管46位于滑槽451内。滑槽451起到对蓄水空间排水管46限位的作用，避免蓄水空间排水管46在滑动过程中脱离滚轮45。
优选地，隔水层6为聚氯乙烯层，采用高密度聚氯乙烯膜为隔水材料，在煤柱坝体3和人工坝体4的内表面涂抹泥浆后，再将聚氯乙烯膜紧贴泥浆展开，使其紧密附着在坝体的内表面上，隔水效果好。
优选地，吸附层7为粘土层，粘土层形成粘土壁，方便取材和构筑，并且可以起到有效的吸附沉降效果。
较佳地，如图8所示，在水库排水管42的进水口上设置有过滤网422。
在水库排水管42上还设置有抽水泵421，在水库排水管42上还连通有冲洗管47，在冲洗管47上设置有冲洗水泵471。
冲洗管47连接在抽水泵421与水库排水管42的进水口之间。
冲洗管47与沉淀池201连通。
过滤网422由工字钢和铁丝组成，网孔在30mm以下，拦截粒径较大的碎石，避免管道阻塞。
如果水库排水管42被堵塞，则关闭抽水泵421，开启冲洗水泵471，使沉淀池201中的水经冲洗管47进入水库排水管42，然后进入蓄水区5中，实现反向冲洗，将水库排水管42中的堵塞物冲入蓄水区5内，完成疏通排水管路工作。
较佳地，如图9所示，该地下矿井水处理系统包括有多个地下污水存储水库100，任意相邻的两个地下污水存储水库100之间通过连通管道连通。
污水出液口2062与至少一个地下污水存储水库100的水库进水管41连通。
沉淀池201与至少一个地下污水存储水库100的水库排水管42连通。
地下污水经污水出水口进入水库进水管41，然后进入地下污水存储水库100，由于相邻的两个地下污水存储水库100之间通过管道连通，因此当地下污水进入一个地下污水存储水库100中时，其还会通过管道进入另外的地下污水存储水库100中，扩展了库容。
当监测到地下污水符合条件时，将地下污水存储水库100中的地下污水通过水库排水管42抽取到沉淀池201中再次循环提取淡水，进行循环利用。
较佳地，该地下矿井水处理系统还包括地面应急水池700；
地面应急水池700与每个地下污水存储水库100中的冲洗管47连通。
在紧急情况下，还可以通过处于地面300上的地面应急水池700向冲洗管47供水，对水库排水管42进行反向冲洗。
较佳地，地面应急水池700与至少一个地下污水存储水库100的水库进水管41连通。在特定情形下，可以通过地面应急水池700向地下污水存储水库100供水稀释地下污水的浓度，以进行后续循环使用。
较佳地，每个地下污水存储水库100中的冲洗管47分别与沉淀池201连通。当需要对水库排水管42进行淡堵时，将沉淀池201中的水通过冲洗管47输送给水库排水管42，对水库排水管42进行反向冲洗。
本发明一实施例还提供一种采用前述任一实施例所描述的地下矿井水处理系统200对地下矿井水进行处理的处理方法，结合图1-9所示，包括如下步骤：
S001：将地下矿井水输送至沉淀池201中进行污泥沉降。
S002：将沉降后的地下矿井水输送至悬浮物处理设备202中进行悬浮物去除处理。
S003：将去除悬浮物的地下矿井水输送至保安过滤器203中进行精滤。
S004：将精滤后的地下矿井水输送至超滤设备205进行超滤。
S005：将超滤后的地下矿井水输送至反渗透设备206进行反渗透处理，反渗透设备获得淡水和地下污水。
S006：将淡水输送至预定位置207重复利用，将地下污水输送至地下污水存储水库100中进行封存。
较佳地，当地下污水存储水库100中的地下污水的浓度符合预设条件时，通过水库排水管42将地下污水存储水库中的地下污水输送至沉淀池201重复利用。
较佳地，当地下污水存储水库100中的蓄水空间9内的地下污水的浓度符合预设条件时，通过蓄水空间排水管46将蓄水空间中的地下污水输送至沉淀池201重复利用。
较佳地，当监测地下污水存储水库100的压力大于预设压力值时，通过应急排水管43将地下污水存储水库100中的地下污水输出至应急排污水库600。
较佳地，当水库排水管42堵塞时，通过沉淀池201或地面应急水池700向冲洗管47中供水，通过冲洗水泵471对水库排水管42进行冲洗。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种地下矿井水处理系统，其特征在于，包括：
用于对地下矿井水进行沉降的沉淀池；
用于将沉降后的地下矿井水去除悬浮物的悬浮物处理设备；
用于将去除悬浮物的地下矿井水进行精滤的保安过滤器；
用于将经过所述保安过滤器精滤后的地下矿井水进行超滤的超滤设备；
用于将经过所述超滤设备超滤后的地下矿井水进行脱除污染物的反渗透设备；
用于将经所述反渗透设备获得的地下污水进行存储的地下污水存储水库；
所述悬浮物处理设备的出液口与所述保安过滤器的进液口连通，所述保安过滤器的出液口与所述超滤设备的进液口连通，所述超滤设备的出液口与所述反渗透设备的进液口连通；
所述反渗透设备包括淡水出液口和污水出液口，所述地下污水存储水库与所述污水出液口连通，所述淡水出液口上连接有淡水输送管道；
所述地下污水存储水库包括顶板、底板、连接在所述顶板与所述底板之间的煤柱坝体和人工坝体；
在所述人工坝体和所述煤柱坝体的内表面上分别设置有隔水层，在所述隔水层的内侧设置有吸附层，在所述隔水层与所述吸附层之间形成有用于蓄水的蓄水空间；
在所述蓄水空间内设置有能够在水中漂浮的漂浮元件；
在所述人工坝体上靠近所述顶板的端部上设置有连通孔；
在所述连通孔中配置有用于将所述蓄水空间中的水排出的蓄水空间排水管，所述蓄水空间排水管能够在连通孔中滑动；
所述蓄水空间排水管的进水端固定在所述漂浮元件上，所述蓄水空间排水管与所述沉淀池连通。
2.根据权利要求1所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在所述悬浮物处理设备的出液口和所述超滤设备的出液口上连接有用于向矿井供水的矿井供水管道。
3.根据权利要求2所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在所述保安过滤器的出液口与所述超滤设备的进液口之间设置有中间沉淀水池；
所述中间沉淀水池还与所述矿井供水管道连通。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在所述顶板、所述底板、所述煤柱坝体和所述人工坝体之间形成有用于存储地下污水的蓄水区；
所述隔水层的顶端与所述顶板密封连接，所述隔水层的底端与所述底板密封连接；
所述吸附层的顶端与所述顶板密封连接，所述吸附层的底端与所述底板密封连接；
在所述人工坝体上靠近所述顶板的端部设置有与所述蓄水区连通的水库进水管，在所述人工坝体上靠近所述底板的端部设置有与所述蓄水区连通的水库排水管；
所述水库进水管与所述污水出液口连通，所述水库排水管与所述沉淀池连通。
5.根据权利要求4所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，所述地下污水存储水库处于第一工作面上，在所述人工坝体上靠近所述底板的端部还设置有应急排水管；
在低于所述第一工作面的第二工作面上设置有应急排污水库；
所述应急排污水库的进水口与所述应急排水管连通。
6.根据权利要求4所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在所述顶板和所述底板上设置有凹槽，所述隔水层的顶端和底端分别嵌入所述凹槽内；
在所述凹槽内还浇筑有用于密封所述隔水层的顶端和底端的防水混凝土层。
7.根据权利要求4所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在所述蓄水区中布置有多个用于监测水质的第一水质监测元件。
8.根据权利要求1所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在所述蓄水空间内从上向下均布有用于监测水质的第二水质监测元件。
9.根据权利要求1所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在所述连通孔中设置有用于支撑所述蓄水空间排水管的多个滚轮；
多个所述滚轮沿着所述连通孔的长度方向相互间隔布置；
所述蓄水空间排水管与所述滚轮的外周面接触。
10.根据权利要求9所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，每个所述滚轮的外周面上都设置有滑槽；
所述蓄水空间排水管位于所述滑槽内。
11.根据权利要求1所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，所述隔水层为聚氯乙烯层。
12.根据权利要求1所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，所述吸附层为粘土层。
13.根据权利要求4所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，在水库排水管的进水口上设置有过滤网；
在所述水库排水管上还设置有抽水泵；
在所述水库排水管上还连通有冲洗管，在所述冲洗管上设置有冲洗水泵；
所述冲洗管连接在所述抽水泵与所述水库排水管的所述进水口之间；
所述冲洗管与所述沉淀池连通。
14.根据权利要求4所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，该地下矿井水处理系统包括有多个所述地下污水存储水库，任意相邻的两个所述地下污水存储水库之间通过连通管道连通；
所述污水出液口与至少一个所述地下污水存储水库的水库进水管连通；
所述沉淀池与至少一个所述地下污水存储水库的所述水库排水管连通。
15.根据权利要求13所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，该地下矿井水处理系统还包括地面应急水池；
所述地面应急水池与每个所述地下污水存储水库中的所述冲洗管连通。
16.根据权利要求15所述的地下矿井水处理系统，其特征在于，所述地面应急水池与至少一个所述地下污水存储水库的所述水库进水管连通。
17.一种采用权利要求1-16中任一项所述的地下矿井水处理系统对地下矿井水进行处理的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S001：将地下矿井水输送至沉淀池中进行污泥沉降；
S002：将沉降后的地下矿井水输送至悬浮物处理设备中进行悬浮物去除处理；
S003：将去除悬浮物的地下矿井水输送至保安过滤器中进行精滤；
S004：将精滤后的地下矿井水输送至超滤设备进行超滤；
S005：将超滤后的地下矿井水输送至反渗透设备进行反渗透处理，反渗透设备获得淡水和地下污水；
S006：将淡水输送至预定位置重复利用，将地下污水输送至地下污水存储水库中进行封存；
当地下污水存储水库中的蓄水空间内的地下污水的浓度符合预设条件时，通过蓄水空间排水管将蓄水空间中的地下污水输送至沉淀池重复利用。
18.根据权利要求17所述的处理方法，其特征在于，当地下污水存储水库中的地下污水的浓度符合预设条件时，通过水库排水管将地下污水存储水库中的地下污水输送至沉淀池重复利用。
19.根据权利要求17所述的处理方法，其特征在于，当监测地下污水存储水库的压力大于预设压力值时，通过应急排水管将地下污水存储水库中的地下污水输出至应急排污水库。
20.根据权利要求17所述的处理方法，其特征在于，当水库排水管堵塞时，通过沉淀池或地面应急水池向冲洗管中供水，通过冲洗水泵对水库排水管进行冲洗。
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