CN109761395B - 一种综采工作面矿井水资源化利用系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种综采工作面矿井水资源化利用系统，该系统由工作面污水及采空区积水收集净化系统系统、淤泥处理系统、反馈控制系统构成。工作面污水及采空区积水收集净化系统可分为污水收集区、物理过滤区、悬浮物处理区和重金属离子处理区四部分。淤泥处理系统由回流管、污泥泵、抽淤泥管、机械离心机构成。检测反馈系统由布置在巷道底板水渠内的检测仪、电控阀门、自动控制台、水泵构成。此系统将工作面产生的污水及采空区积水用布置在回采巷道底板内的净化装置进行集中处理，并将污水处理为生产用水及生活用水，并输送到井下和地面各个用水地点，达到工作面及采空区污水资源化利用的目的。

Description

一种综采工作面矿井水资源化利用系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及矿井废水回收利用领域，具体涉及一种综采工作面矿井水资源化利用系统及其使用方法。

背景技术

近年来，煤炭开采中国东部逐步向中国中西部转移，而煤炭开采破坏了地下水的赋存环境，导致地下水资源流失，造成西部缺水地区水资源越发匮乏。长壁采煤法是我国主要的采煤方法，工作面推过后，采空区形成一个充满空隙的空间，岩层中和裂隙中的水容易向采空区聚集，形成采空区积水。

工作面推过后，采空区顶板和底板不可避免的会有裂隙出现，顶板和底板裂隙使得采空区和临近承压含水层连通，则承压含水层中的水会进入采空区，在采空区中形成积水。工作面在采煤过程中会产生大量的粉尘，工作面采煤机和工作面支架设有喷雾降尘装置，通过喷雾来降低空气中的粉尘，会产生大量的降尘污水。在西北部地区水资源较为匮乏，在矿井生产中不但消耗大量水资源而且对原有水资源造成了破坏。采空区积水及工作面降尘污水中的主要污染物为固体颗粒、悬浮微小颗粒物及重金属离子。将水中的污染物去除后，将采空区积水及生产工作面污水进行回收利用，不仅为矿井生产节约了用水成本，而且缓解了水资源匮乏的局面。传统的污水处理系统，只能通过水泵将水仓中的水抽上地面后进行处理，不仅占用大量土地资源，并且用水时还需将干净水输送到井下，增加了运输成本，采空区中的积水也未得到利用，采空区积水也给地下水体带来了潜在的污染风险。因此，需要一种能将采空区积水及工作面降尘污水进行资源化利用的水处理系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综采工作面矿井水资源化利用系统及其使用方法，以将工作面污水及采空区积水收集起来，并将污水净化为符合生产用水和用水标准的干净水，实现综采工作面矿井水资源化利用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

一种综采工作面矿井水资源化利用系统，包括工作面污水及采空区积水收集净化系统5、淤泥处理系统和反馈控制系统、生活用水输送管路和生产用水输送管路。

工作面污水及采空区积水收集净化系统5包括巷道底板水渠8、隔离矸石金属栅13、水平分隔板21、竖直分隔板23和过滤金属栅18，巷道底板水渠8的一端位于在停采线处，另一端位于开切眼处。隔离矸石金属栅13盖在巷道底板水渠8上。水平分隔板21水平安装在巷道底板水渠8内，将巷道底板水渠8分隔为上下两层，上层为污水收集区17，下层为物理过滤区14、悬浮物处理区15和金属离子处理区16，并在靠近水渠的端部留一开口。两块竖直分隔板23将巷道底板水渠8的下层分隔为物理过滤区14、悬浮物处理区15、金属离子处理区16三个区域。在物理过滤区14内竖直布置有若干不同孔径的过滤金属栅18；

物理过滤区14内具有水泵一23，水泵一23用于将在物理过滤区14内过滤后的水抽入悬浮物处理区抽入悬浮物处理区15。悬浮物处理区15内布置有微孔滤膜19、PH值检测仪26和浑浊度检测仪25，悬浮物处理区15内具有水泵二24，水泵二24用以将净化后的水抽入金属离子处理区16。金属离子处理区域内16布置有反渗透膜20、金属离子检测仪一35和金属离子检测仪二27，金属离子检测仪一35布置在金属离子处理区16的入水区域，金属离子检测仪二27布置在金属离子处理区16的出水区域。

生产用水出水管28与悬浮物处理区15的出水区域连通。生活用水储水管29与金属离子处理区16的出水区域连通。淤泥处理系统包括抽淤泥管32、污泥泵2和机械离心机1，淤泥管32一端通过分叉管路分别与悬浮物处理区域15的入水区域、悬浮物处理区域15的出水区域和金属离子处理区16的入水区域相连，抽淤泥管的另一端与布置在回采巷道停采线以内的污泥泵2相连；污泥泵2通过管道与机械离心机1相连，机械离心机1排出的污水经回流管33进入污水收集区17。

反馈控制系统包括自动控制台3、控制线34、电控阀门和水泵，自动控制台3布置在巷道停采线内，自动控制台3通过控制线34分别与与电控阀门一9、电控阀门二10、电控阀门三11、电控阀门四12、水泵三4、水泵四23、水泵五24、金属离子检测仪一35、金属离子检测仪二27、PH值检测仪26和浑浊度检测仪25相连；金属离子检测仪一35用于确定投加的淀粉黄原酸酯的量，PH检测仪26及浑浊度检测仪25用于判断水质是否达到用水标准，当出水区域水质不达标时，自动控制台自动关闭电控阀门二10，打开电控阀门四12和水泵三4，使悬浮物处理区内15的水回流至污水收集区17；金属离子检测仪二27用于判断水质是否达到用水标准，当出水区域水质不达标时，自动控制台自动关闭电控阀门一9，打开电控阀门三11和水泵三4，使金属离子处理区内16的水回流至污水收集区17。生活用水输送管路布置在井下巷道内，生活用水输送管路一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统5的金属离子处理区15的出水区域，一端连接生活用水设施。生产用水输送管路布置在井下巷道内，一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统5的悬浮物处理区15的出水区域，一端分别连接至井下工作面的生产用水地点。

进一步的，所述巷道底板水渠8的宽度W为巷道宽度的1/5，深度

其中P为工作面1分钟内排入水渠内的污水量；Y为采空区1分钟内涌水量。

进一步的，所述过滤金属栅18为5个，5个过滤金属栅18的孔径沿水流方向依次为10⁶um、10⁵um、10⁴um、10³um、10²um。

进一步的，所述微孔滤膜19的孔径为10um。

一种综采工作面矿井水资源化利用系统的使用方法，包括步骤：

S1：工作面污水及采空区积水在重力作用下自流进入巷道底板水渠8，采空区积水及工作面污水经过隔离矸石金属栅13流入污水收集区17，然后流入物理过滤区14，经过物理分级过滤金属栅18的过滤后，经水泵23抽入悬浮物处理区域15；

S2：在悬浮物处理区15内加入酸碱调节剂，调节水中PH值到6～8后，加入PAM及PAC絮凝剂，固体悬浮物与PAM及PAC絮凝剂发生反应，生成沉淀，处理后的水经微孔滤膜19过滤后，部分水进入生产用水输送管28，部分水经水泵24抽入金属离子处理区16；

S3：在重金属离子处理区16内，水中的重金属离子与淀粉黄原酸酯发生反应，生成沉淀，处理后的水经反渗透膜20后，进入生活用水输送管29。

进一步的，在悬浮物处理区15内投加处理剂的顺序式是：

B1：通过酸碱调节剂投放管36加入酸碱调节剂，调节水中PH值到6～8，

B2：通过PAM及PAC絮凝剂投放管30加入PAC絮凝剂，最后加入PAM处理剂，在投入PAC和PAM絮凝剂的过程中关闭水泵23和水泵24；加入PAC絮凝剂的质量m_pac＝100q₂t₂，加入PAM絮凝剂的质量为m_pam＝2q₂t₂，式中，m_pac为加入PAC絮凝剂的质量，g；m_pam为加入PAM絮凝剂的质量，g；q₂为悬浮物处理区内的水流量，m³/h；t₂为两次加入PAC絮凝剂的时间间隔，h。

进一步的，在金属离子处理区16投加淀粉黄原酸酯的方法为：

通过淀粉黄原酸酯投放管31向金属离子处理区16投加淀粉黄原酸酯，在投加淀粉黄原酸酯过程中，关闭水泵23和水泵24，所投放淀粉黄原酸酯的分子式为交联淀粉-O-CSS-Mg-SSC-交联淀粉，淀粉黄原酸酯含硫量为8.14％，投放淀粉黄原酸酯的质量为

式中m_d表示投放淀粉黄原酸酯的质量，g；t表示投放投放淀粉黄原酸酯的时间间隔，h；q₁表示金属离子处理区内水的流量m³/h，i表示第i种金属离子；c_i表示第i中金属离子的浓度，g/m³。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)工作面降尘污水进入工作面降尘污水及采空区积水收集净化装置后，经过处理后，通过生产用水输送管进入工作面水箱，实现了工作用水的循环利用；

(2)通过工作面降尘污水及采空区积水收集净化装置收集采空区的积水并进行净化处理，不仅基本消除了采空区积水对地下水的潜在污染风险，而且实现了采空区积水的资源化利用。

(3)将污水净化为生产用水及生活用水，将生活用水输送到井上生活用水设施，将生产用水输送到井下生产用水点，提高了水的净化效率，缓解了矿井用水紧张的局面。

附图说明

图1是综采工作面矿井水资源化利用系统的布置示意图；

图2是图1中的综采工作面矿井水资源化利用系统的竖直剖面图；

图3是图2中的巷道底板水渠上层的水平剖面图；

图4是图2中的巷道底板水渠下层的水平剖面图。

具体实施方式：

下面参照附图对本发明做进一步描述。

实施例1

如图1-4所示，一种综采工作面矿井水资源化利用系统，一种综采工作面矿井水资源化利用系统，包括工作面污水及采空区积水收集净化系统5、淤泥处理系统和反馈控制系统、生活用水输送管路和生产用水输送管路。

工作面污水及采空区积水收集净化系统5包括巷道底板水渠8、隔离矸石金属栅13、水平分隔板21、竖直分隔板23和过滤金属栅18，巷道底板水渠8的一端位于在停采线处，另一端位于开切眼处。巷道底板水渠8的宽度W为巷道宽度的1/5，深度

其中P为工作面1分钟内排入水渠内的污水量；Y为采空区1分钟内涌水量。

隔离矸石金属栅13盖在巷道底板水渠8上。水平分隔板21水平安装在巷道底板水渠8内，将巷道底板水渠8分隔为上下两层，上层为污水收集区17，下层为物理过滤区14、悬浮物处理区15和金属离子处理区16，并在靠近水渠的端部留一开口。两块竖直分隔板23将巷道底板水渠8的下层分隔为物理过滤区14、悬浮物处理区15、金属离子处理区16三个区域。在物理过滤区14内竖直布置有若干不同孔径的过滤金属栅18，微孔滤膜19的孔径为10um。

物理过滤区14内具有水泵一23，水泵一23用于将在物理过滤区14内过滤后的水抽入悬浮物处理区抽入悬浮物处理区15。悬浮物处理区15内布置有微孔滤膜19、PH值检测仪26和浑浊度检测仪25，悬浮物处理区15内具有水泵二24，水泵二24用以将净化后的水抽入金属离子处理区16。金属离子处理区域内16布置有反渗透膜20、金属离子检测仪一35和金属离子检测仪二27，金属离子检测仪一35布置在金属离子处理区16的入水区域，金属离子检测仪二27布置在金属离子处理区16的出水区域。

生产用水出水管28与悬浮物处理区15的出水区域连通。生活用水储水管29与金属离子处理区16的出水区域连通。淤泥处理系统包括抽淤泥管32、污泥泵2和机械离心机1，淤泥管32一端通过分叉管路分别与悬浮物处理区域15的入水区域、悬浮物处理区域15的出水区域和金属离子处理区16的入水区域相连，抽淤泥管的另一端与布置在回采巷道停采线以内的污泥泵2相连；污泥泵2通过管道与机械离心机1相连，机械离心机1排出的污水经回流管33进入污水收集区17。

反馈控制系统包括自动控制台3、控制线34、电控阀门和水泵，自动控制台3布置在巷道停采线内，自动控制台3通过控制线34分别与与电控阀门一9、电控阀门二10、电控阀门三11、电控阀门四12、水泵三4、水泵四23、水泵五24、金属离子检测仪一35、金属离子检测仪二27、PH值检测仪26和浑浊度检测仪25相连；金属离子检测仪一35用于确定投加的淀粉黄原酸酯的量，PH检测仪26及浑浊度检测仪25用于判断水质是否达到用水标准，当出水区域水质不达标时，自动控制台(3)自动关闭电控阀门二10，打开电控阀门四12和水泵三4，使悬浮物处理区内15的水回流至污水收集区17；金属离子检测仪二27用于判断水质是否达到用水标准，当出水区域水质不达标时，自动控制台自动关闭电控阀门一9，打开电控阀门三11和水泵三4，使金属离子处理区内16的水回流至污水收集区17。生活用水输送管路布置在井下巷道内，生活用水输送管路一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统5的金属离子处理区15的出水区域，一端连接生活用水设施。生产用水输送管路布置在井下巷道内，一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统5的悬浮物处理区15的出水区域，一端分别连接至井下工作面的生产用水地点。进一步的，所述过滤金属栅18为5个，5个过滤金属栅18的孔径沿水流方向依次为10⁶um、10⁵um、10⁴um、10³um、10²um。

实施例2

实施例1中的综采工作面矿井水资源化利用系统处理污水的方法，包括步骤：

S1：工作面污水及采空区积水在重力作用下自流进入巷道底板水渠8，采空区积水及工作面污水经过隔离矸石金属栅13流入污水收集区17，然后流入物理过滤区14，经过物理分级过滤金属栅18的过滤后，经水泵23抽入悬浮物处理区域15；

S2：在悬浮物处理区15内加入酸碱调节剂，调节水中PH值到6～8后，加入PAM及PAC絮凝剂，固体悬浮物与PAM及PAC絮凝剂发生反应，生成沉淀，处理后的水经微孔滤膜19过滤后，部分水进入生产用水输送管28，部分水经水泵24抽入金属离子处理区16；

S3：在重金属离子处理区16内，水中的重金属离子与淀粉黄原酸酯发生反应，生成沉淀，处理后的水经反渗透膜20后，进入生活用水输送管29。

其中，在悬浮物处理区15内投加处理剂的顺序式是：

B1：通过酸碱调节剂投放管36加入酸碱调节剂，调节水中PH值到6～8，

B2：通过PAM及PAC絮凝剂投放管30加入PAC絮凝剂，最后加入PAM处理剂，在投入PAC和PAM絮凝剂的过程中关闭水泵23和水泵24；加入PAC絮凝剂的质量m_pac＝100q₂t₂，加入PAM絮凝剂的质量为m_pam＝2q₂t₂，式中，m_pac为加入PAC絮凝剂的质量，g；m_pam为加入PAM絮凝剂的质量，g；q₂为悬浮物处理区内的水流量，m³/h；t₂为两次加入PAC絮凝剂的时间间隔，h。

在金属离子处理区16投加淀粉黄原酸酯的方法为：

通过淀粉黄原酸酯投放管31向金属离子处理区16投加淀粉黄原酸酯，在投加淀粉黄原酸酯过程中，关闭水泵23和水泵24，所投放淀粉黄原酸酯的分子式为交联淀粉-O-CSS-Mg-SSC-交联淀粉，淀粉黄原酸酯含硫量为8.14％，投放淀粉黄原酸酯的质量为

式中m_d表示投放淀粉黄原酸酯的质量，g；t表示投放投放淀粉黄原酸酯的时间间隔，h；q₁表示金属离子处理区内水的流量m³/hI；表示第i种金属离子；c_i表示第i中金属离子的浓度，g/m³。

工作面降尘污水进入工作面降尘污水及采空区积水收集净化装置22后，经过处理后，通过生产用水输送管进入工作面水箱，实现了工作用水的循环利用。通过工作面降尘污水及采空区积水收集净化装置22收集采空区的积水并进行净化处理，不仅基本消除了采空区积水对地下水的潜在污染风险，而且实现了采空区积水的资源化利用。将污水净化为生产用水及生活用水，将生活用水输送到井上生活用水设施，将生产用水输送到井下生产用水点，提高了水的净化效率，缓解了矿井用水紧张的局面。

实施例3

本实施例以一走向长壁工作面，高程较低的回采巷道为例进行详细说明：

一走向长壁工作面，高程较低的回采巷道宽度为5m，工作面后方采空区的涌水量Y为0.20m³/min，工作面所排污水的流量P为0.23m³/min，采空区涌水中所含有的金属离子有Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Cr²⁺，其中Cu²⁺浓度为10mg/L，Zn²⁺浓度为12mg/L，Ni²⁺浓度为6mg/L，Cr²⁺浓度为5mg/L。

在高程较低的巷道底板内挖掘巷道底板水渠8。水渠的宽度W为1m，水渠的深度

用水平分隔板21将水渠分隔为上下两层，在水渠下层用竖直分隔板讲水渠分隔为3个区域。水渠上层为污水处理区17，水渠下层沿水流方向依次为物理过滤区14、悬浮物处理区15和金属离子处理区16。

在污水收集区17内布置淀粉黄原酸酯投放管31、PAM及PAC絮凝剂投放管30和酸碱调节剂投放管36。淀粉黄原酸酯投放管31的出口穿过水平分隔板21进入金属离子处理区16，PAM及PAC絮凝剂投放管30的出口穿过水平分隔板21进入悬浮物处理区15，酸碱调节剂投放管36的出口穿过水平分隔21板进入悬浮物处理区15。在物理过滤区14内，竖直布置5个不同孔径的过滤金属栅18，沿水流方向金属栅的孔径依次为10⁶um、10⁵um、10⁴um、10³um、10²um；在物理过滤区14内过滤后的水经水泵23抽入悬浮物处理区，悬浮物处理区15内布置有1个孔径为10um的微孔滤膜19、1个PH值检测仪26、和1个浑浊度检测仪25；在悬浮物处理区15净化后的水经水泵24抽入金属离子处理区16，金属离子处理区域内16布置有反渗透膜20、金属离子检测仪35和金属离子检测仪27，1个金属离子检测仪35布置在金属离子处理区16的入水区域，1个金属离子检测仪27布置在金属离子处理区16的出水区域；生产用水出水管28与悬浮物处理区15的出水区域连通；生活用水储水管29与金属离子处理区16的出水区域连通。

在回采巷道的停采线内布置机械离心机1、污泥泵2、自动控制台3和水泵4。污泥泵2通过抽淤泥管32与金属离子处理区16的底部、悬浮物处理区15的入水区域的底部及悬浮物处理区15的出水区域的底部相连。污泥泵2与机械离心机通过管道相连。机械离心机1排出的污水经回流管33流入污水收集区17。自动控制台3通过控制线34与电控阀门9、电控阀门10、电控阀门11、电控阀门12、水泵4、水泵23、水泵24、金属离子检测仪35、金属离子检测仪27、浑浊度检测仪、浑浊度检测仪和PH检测仪相连。

若每间隔1h投加一次，每次投入PAC絮凝剂的质量

m_pac＝100q₂t₂＝100×(P+Y)×1＝100×(0.23+0.20)×60×1＝2580g

每次投入PAM絮凝剂的质量

m_pam＝2q₂t₂＝2×(P+Y)×60×1＝41.6g

进入金属离子处理区的水的流量能通过水泵24控制，假设进入金属离子处理区16的流量为进入悬浮物处理区15流量的1/4，则每次投入淀粉黄原酸酯的质量

生活用水输送管路布置在井下巷道内，一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统5的金属离子处理区15的出水区域，一端连接生活用水设施。生产用水输送管路布置在井下巷道内，一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统5的悬浮物处理区15的出水区域，一端分别连接至井下工作面喷雾泵及水箱、设备冷凝用水、防尘用水、地面洗煤用水等生产用水地点。

Claims (6)

1.一种综采工作面矿井水资源化利用系统，其特征在于，包括工作面污水及采空区积水收集净化系统(5)、淤泥处理系统和反馈控制系统、生活用水输送管路和生产用水输送管路；

工作面污水及采空区积水收集净化系统(5)包括巷道底板水渠(8)、隔离矸石金属栅(13)、水平分隔板(21)、竖直分隔板(22)和过滤金属栅(18)，巷道底板水渠(8)的一端位于在停采线处，另一端位于开切眼处；

隔离矸石金属栅(13)盖在巷道底板水渠(8)上；

水平分隔板(21)水平安装在巷道底板水渠(8)内，将巷道底板水渠(8)分隔为上下两层，上层为污水收集区(17)，下层为物理过滤区(14)、悬浮物处理区(15)和金属离子处理区(16)，并在靠近水渠的端部留一开口；

两块竖直分隔板(22)将巷道底板水渠(8)的下层分隔为物理过滤区(14)、悬浮物处理区(15)、金属离子处理区(16)三个区域；

在物理过滤区(14)内竖直布置有若干不同孔径的过滤金属栅(18)；物理过滤区(14)内具有水泵一(23)，水泵一(23)用于将在物理过滤区(14)内过滤后的水抽入悬浮物处理区(15)；

悬浮物处理区(15)内布置有微孔滤膜(19)、PH值检测仪(26)和浑浊度检测仪(25)，悬浮物处理区(15)内具有水泵二(24)，水泵二(24)用以将净化后的水抽入金属离子处理区(16)；

金属离子处理区域内(16)布置有反渗透膜(20)、金属离子检测仪一(35)和金属离子检测仪二(27)，金属离子检测仪一(35)布置在金属离子处理区(16)的入水区域，金属离子检测仪二(27)布置在金属离子处理区(16)的出水区域；

生产用水输送管(28)与悬浮物处理区(15)的出水区域连通；

生活用水输送管(29)与金属离子处理区(16)的出水区域连通；

淤泥处理系统包括抽淤泥管(32)、污泥泵(2)和机械离心机(1)，淤泥管(32)一端通过分叉管路分别与悬浮物处理区域(15)的入水区域、悬浮物处理区域(15)的出水区域和金属离子处理区(16)的入水区域相连，抽淤泥管的另一端与布置在回采巷道停采线以内的污泥泵(2)相连；污泥泵(2)通过管道与机械离心机(1)相连，机械离心机(1)排出的污水经回流管(33)进入污水收集区(17)；

反馈控制系统包括自动控制台(3)、控制线(34)、电控阀门和水泵，自动控制台(3)布置在巷道停采线内，自动控制台(3)通过控制线(34)分别与电控阀门一(9)、电控阀门二(10)、电控阀门三(11)、电控阀门四(12)、水泵三(4)、水泵一(23)、水泵二(24)、金属离子检测仪一(35)、金属离子检测仪二(27)、PH值检测仪(26)和浑浊度检测仪(25)相连；金属离子检测仪一(35)用于确定投加的淀粉黄原酸酯的量，PH检测仪(26)及浑浊度检测仪(25)用于判断水质是否达到用水标准，当出水区域水质不达标时，自动控制台(3)自动关闭电控阀门二(10)，打开电控阀门四(12)和水泵三(4)，使悬浮物处理区内(15)的水回流至污水收集区(17)；金属离子检测仪二(27)用于判断水质是否达到用水标准，当出水区域水质不达标时，自动控制台(3)自动关闭电控阀门一(9)，打开电控阀门三(11)和水泵三(4)，使金属离子处理区内(16)的水回流至污水收集区(17)；

生活用水输送管路布置在井下巷道内，生活用水输送管路一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统(5)的金属离子处理区(15)的出水区域，一端连接生活用水设施；

生产用水输送管路布置在井下巷道内，一端连接工作面污水及采空区积水收集净化系统(5)的悬浮物处理区(15)的出水区域，一端连接至井下工作面的生产用水地点。

2.根据权利要求1所述的一种综采工作面矿井水资源化利用系统，其特征在于，所述过滤金属栅(18)为5个，5个过滤金属栅(18)的孔径沿水流方向依次为10⁶um、10⁵um、10⁴um、10³um、10²um。

3.根据权利要求1所述的一种综采工作面矿井水资源化利用系统，其特征在于，所述微孔滤膜(19)的孔径为10um。

4.一种综采工作面矿井水资源化利用系统的使用方法，其特征在于，包括步骤：

S1：工作面污水及采空区积水在重力作用下自流进入巷道底板水渠(8)，采空区积水及工作面污水经过隔离矸石金属栅(13)流入污水收集区(17)，然后流入物理过滤区(14)，经过物理分级过滤金属栅(18)的过滤后，经水泵(23)抽入悬浮物处理区域(15)；

S2：在悬浮物处理区(15)内加入酸碱调节剂，调节水中PH值到6～8后，加入PAM及PAC絮凝剂，固体悬浮物与PAM及PAC絮凝剂发生反应，生成沉淀，处理后的水经微孔滤膜(19)过滤后，部分水进入生产用水输送管(28)，部分水经水泵(24)抽入金属离子处理区(16)；

S3：在重金属离子处理区(16)内，水中的重金属离子与淀粉黄原酸酯发生反应，生成沉淀，处理后的水经反渗透膜(20)后，进入生活用水输送管(29)。

5.根据权利要求4所述的一种综采工作面矿井水资源化利用系统的使用方法，其特征在于，在悬浮物处理区(15)内投加处理剂的顺序式是：

B1：通过酸碱调节剂投放管(36)加入酸碱调节剂，调节水中PH值到6～8，

B2：通过PAM及PAC絮凝剂投放管(30)加入PAC絮凝剂，最后加入PAM絮凝剂，在投入PAC和PAM絮凝剂的过程中关闭水泵(23)和水泵(24)；

加入PAC絮凝剂的质量m_pac＝100q₂t₂，加入PAM絮凝剂的质量为m_pam＝2q₂t₂，式中，m_pac为加入PAC絮凝剂的质量，g；m_pam为加入PAM絮凝剂的质量，g；q₂为悬浮物处理区内的水流量，m³/h；t₂为两次加入PAC絮凝剂的时间间隔，h。

6.根据权利要求4所述的一种综采工作面矿井水资源化利用系统的使用方法，其特征在于，在金属离子处理区(16)投加淀粉黄原酸酯的方法为：

通过淀粉黄原酸酯投放管(31)向金属离子处理区(16)投加淀粉黄原酸酯，在投加淀粉黄原酸酯过程中，关闭水泵(23)和水泵(24)，所投放淀粉黄原酸酯的分子式为交联淀粉-O-CSS-Mg-SSC-交联淀粉，淀粉黄原酸酯含硫量为8.14％，投放淀粉黄原酸酯的质量为

式中m_d表示投放淀粉黄原酸酯的质量，g；t表示投放淀粉黄原酸酯的时间间隔，h；q₁表示金属离子处理区内水的流量m³/h；i表示第i种金属离子；c_i表示第i中金属离子的浓度，g/m³。

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