CS259873B2

CS259873B2 - Method of mine waters' undrground cleaning

Info

Publication number: CS259873B2
Application number: CS849249A
Authority: CS
Inventors: Laszlo Dorombozi; Istvan Forisek; Otto Lukonits; Csaba Szabo; Miklos Szikrai
Original assignee: Tatabanyai Szenbanyak
Priority date: 1983-12-02
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1988-11-15
Also published as: CS924984A2; DE3422330A1; DE3422330C2; GB8429923D0; FR2555912A1; YU201284A; YU45218B; HUT35546A; GB2150850A; HU190195B; GB2150850B; FR2555912B1

Abstract

Pit water is purified of solid contaminants in an underground purification process wherein abandoned mine roads ("macro-cavities") containing loose caved-in material ("micro-cavities") are utilised. The pit water is percolated by gravity through the macro- and/or micro-cavities, whereby it is purified by sedimentation and/or filtration.

Description

Vynález se týká způsobu podzemního čištění důlních vod, při němž se z vody odstraňují pevné částice, usazeniny a kalové látky a který je zejména určen pro dobývání na zával.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for the underground purification of mine water, in which solid particles, sediments and sludge are removed from the water, and which is particularly intended to be used for mining.

Při hlubinném dobývání nerostů se v některých případech objevuje prosakující nebo tlaková voda, jejíž výskyt je přímo nebo nepřímo spojen s dobývacími pracemi a která obsahuje nečistoty různého druhu. Znečištěnou vodu proto není možno čerpat z dolů a používat ji ani pro průmyslové ani pro zemědělské účely a také ji bez předchozího vyčištění není možno vypouštět do přírodních vodotečí. Obsah pevných částic v takové vodě způsobuje velmi rychlé opotřebení a zničení běžných druhů čerpadel, která jsou navrhována především pro dopravu čištěné nebo čisté vody, takže celý čerpací systém dolu bývá značně poruchový a jeho části bývají po kratší nebo delší dobu vyřazeny z provozu, takže zvláště v případech větších průvalů je třeba počítat se značnými materiálními ztrátami.In the underground mining of minerals, in some cases leakage or pressurized water occurs, the occurrence of which is directly or indirectly associated with mining operations and which contains impurities of various kinds. Therefore, the polluted water cannot be pumped from mines and used neither for industrial nor agricultural purposes, nor can it be discharged into natural streams without prior purification. The solids content of such water causes very fast wear and tear of the conventional pump types, which are designed primarily for the conveyance of purified or clean water, so that the entire mine pumping system is severely defective and parts are decommissioned for shorter or longer periods, in the event of major bursts, considerable material losses should be expected.

Pro alespoň částečné vyčištění důlních vod, obsahujících tvrdé pevné částice, usazeniny a kal, se do podzemního systému pro jímání a čerpání vody zařazují odkalovací a vyrovnávací jímky. V těchto jímkách se usazuje větší část látek a částic, schopných sedimentace. Z toho důvodu však dochází к velmi rychlému zaplnění těchto jímek kalem. Plná jímka se musí vyřadit z provozu přepojením soustavy na jinou jímku, usazený kal se musí vybrat, dopravit na povrch a uložit v prostoru nadzemní skládky.For at least partial purification of mine waters containing hard solids, sediments and sludge, sludge pits and buffer wells are included in the underground water collection and pumping system. Most of the sedimentable substances and particles settle in these wells. For this reason, these sumps are filled very quickly with sludge. The full sump must be taken out of operation by switching the system to another sump, the settled sludge must be removed, transported to the surface and stored in the above-ground dump area.

Tato metoda čištění vod se obecně používá, i když je zpravidla к jejímu provádění třeba značného prostoru, odpovídajícího množství zpracovávané vody, jehož zřizování a udržování je velmi nákladné a který navíc může blokovat přístup к částem zásob těženého nerostu. Přitom je takové usazování zpravidla nedostatečné.This method of water purification is generally used, although, as a rule, considerable space is required to carry it, corresponding to the amount of treated water, the establishment and maintenance of which is very costly and which, moreover, may block access to parts of the mineral resources. Such settling is generally insufficient.

Z maďarského patentového spisu č. 174 665 je známo pokrokovější řešení, podle kterého probíhá usazování pevných částic na usazovací dráze, sestávající z několika souosých úseků, které mají v podstatě stejnou délku. Surová důlní voda se přivádí do středu jednotlivých úseků této dráhy, kde proudí rychlostí 5 až 100 m/s a dochází к usazování. Voda zbavená usazených nečistot se odvádí z obou konců jednotlivých úseků a usazený kal se po úsecích nebo plynule odstraňuje.Hungarian Patent Specification No. 174 665 discloses a more advanced solution in which solid particles are deposited on a settling path consisting of several coaxial sections of substantially the same length. The raw mine water is fed to the center of the individual sections of the track, where it flows at a speed of 5 to 100 m / s and settles occur. The water free of deposited dirt is drained from both ends of the individual sections and the deposited sludge is removed in sections or continuously.

Způsob čištění vody podle tohoto vynálezu vyžaduje pro příslušné zařízení poměrně složité konstrukce rovněž poměrně značně velký a samostatný prostor, který musí být přístupný pro alespoň občasné čištění. Nutnost odstraňování usazeného kalu zůstává nezměněna i u tohoto postupu.The water purification method of the present invention also requires a relatively large and independent space for the apparatus of relatively complex construction, which must be accessible for at least occasional cleaning. The need to remove sedimentation remains unchanged in this process.

V odborné literatuře je také popisováno čištění důlních vod usazováním a filtrováním pomocí zrnitých materiálů (A. A. Ha rionovszkij: Technologický postup čištění důlních vod — Ugol, leden 1982). Tento čisticí postup je však v praxi použitelný jen při nízkých počátečních koncentracích znečišťujících látek.Mine water treatment by sedimentation and filtering using granular materials is also described in the literature (A.A. Rionovszkij: Technological Procedure for Mine Water Treatment - Ugol, January 1982). However, this purification procedure is only applicable in practice at low initial pollutant concentrations.

Základní požadavky na technologickou čisticí soustavu pro čištění důlních vod je možno podle odborné literatury shrnout do následujících bodů: technologický čisticí systém musí poskytnout řešení odstraňování znečišťujících látek, manipulace, skladování a využití kalu; odstraňování pevných zrnitých částic má probíhat v jednom nebo ve dvou stupních, přičemž volba počtu stupňů má být závislá na koncentraci nečistot a na jejich charakteru; Čisticí proces musí zaručit takové vlastnosti výstupního produktu, aby voda byla použitelná v průmyslu a zemědělství nebo aby mohla být vypuštěna do vodotečí; technologický proces má být provozně spolehlivý, hospodárný, musí mít jednoduchou konstrukci a prvoz zařízení, nemá vyžadovat velký a jinak nevyužitelný prostor, nemá vyžadovat příliš materiálu a vázat na sebe příliš surovin.According to the literature, the basic requirements for a technological treatment system for mine water treatment can be summarized as follows: the technological treatment system must provide a solution for pollutant removal, handling, storage and use of sludge; the removal of solid granular particles should take place in one or two stages, the choice of the number of stages being dependent on the concentration of the impurities and their nature; The purification process must guarantee the characteristics of the output product so that the water can be used in industry and agriculture or can be discharged into streams; the technological process should be operationally reliable, economical, must be simple in design and equipment, not require large and otherwise unusable space, not require too much material and bind too much raw material.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň co nejvíce zmírnit vážné nedostatky známých postupů a zajistit co nejlepší splnění kladených požadavků.It is an object of the invention to overcome or at least alleviate the serious shortcomings of the known processes and to ensure the best possible fulfillment of the requirements.

Úkolem vynálezu je vyřešit způsob čištění důlních vod, který by byl jednoduchý a měl velkou účinnost a který by byl současně realizovatelný s nízkými náklady a s nízkou spotřebou práce. Využitím způsobu podle vynálezu má být zajištěno dostatečné vyčištění vody i za extrémních podmínek, například při průvalu, a uspokojivý výsledek čištění musí být bezpečný a trvalý. Součástí tohoto úkolu je také sladění čisticího procesu s důlní těžební technologií, přičemž jeho využití má napomáhat ke zvýšení bezpečnosti důlního provozu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process for the purification of mine water which is simple and has a high efficiency and which is at the same time feasible with low costs and labor consumption. By using the method according to the invention, it is intended to ensure sufficient water purification even under extreme conditions, for example in case of rupture, and a satisfactory cleaning result must be safe and durable. Part of this task is also to harmonize the cleaning process with mining mining technology, and its use should help to increase the safety of mining operations.

Je zjištěno, že je možno dosáhnout vyčištění důlních prosakujících nebo tlakových vod, obsahujících usazující se a kalové látky s pevnými částicemi, s využitím důlních prostorů, vznikajících při důlní činnosti, související s těžbou užitkových nerostů, zejména chodeb a vylámaných prostorů. К usazování a filtrování důlních vod může docházet při jejich pouhém protékání působením gravitačních sil nevyužitými chodbami, které byly po splnění technologických funkcí opuštěny a které jsou v určitém smyslu makřoprostory, a také trhlinami v hornině, které vznikly při dobývacích pracích a které jsou určitými mikrodutinami. V odebírané vodě není možno zjistit žádný obsah znečišťujících látek. Usazující se částice, popřípadě zfiltrované částice přitom postupně zaplňují díky svému značnému množství mikrodutiny i makroprostory v podzemí a protože mají stejné složení jako okolní hornina, řeší se tím současně úprava výlomu a také základka vyrubaných chodeb, popřípadě alespoň jejich částečná základka.It has been found that it is possible to purify mine seepage or pressurized water containing sedimentation and sludge solids by utilizing mine spaces arising from mining operations associated with the exploitation of useful minerals, in particular corridors and broken areas. The settling and filtering of mine waters can only occur as they flow through gravitational forces through unused corridors that have been abandoned after the technological functions, which in a sense are macro-spaces, as well as cracks in the rock that have arisen during mining operations and which are certain micro cavities. No contaminants can be detected in the water taken. Due to their considerable amount of microcavities, the deposited particles or filtered particles gradually fill the underground subterranean spaces and because they have the same composition as the surrounding rock, this simultaneously solves the excavation correction and also the foundation of the excavated corridors, or at least their partial foundation.

2*33732, 3373

Podstata způsobu podzemního čištění důlních vod s odstraňováním pevných zrnitých částic spočívá v tom, že důlní voda se přivádí do výše položených úseků důlního prostoru nebo důlních prostorů a nechá se protékat makrodutinami a/nebo mikrodutinami těchto důlních prostorů působením gravitačních sil, přičemž obsah zrnitých sedimentů a suspendovaných látek se odstraňuje usazováním a/nebo filtrací, načež se vyčištěná voda známým postupem shromažďuje a z dolu odčerpává nebo se v podzemí zužitkuje. Jako makrodutiny mohou být použity ponechané, zejména opuštěné chodby, které s výhodou sloužily jako otevírací nebo výstrojové chodby. Výstroj níže položených úseků těchto chodeb se zesílí. Důlní vody se filtrují v mikrodutinách vyrubaných prostorů. Ve výhodném provedení se důlní voda nejprve přivede do nejnižšího místa důlního prostoru, načež se vstupní bod důlní vody přemístí nahoru. Čištění důlní vody probíhá ve třech základních operacích, ve kterých se nejprve provádí předběžné usazování a potom filtrování a závěrečné usazování, popřípadě může proběhnout v jednom nebo několika stupních.The essence of the underground mine water purification method with the removal of solid granular particles is that the mine water is fed to the upper sections of the mine space or mine compartments and is allowed to flow through the macrodutages and / or microcavities of these mine compartments under gravitational forces. The suspended water is removed by sedimentation and / or filtration, whereupon the purified water is collected by a known method and pumped down or recovered underground. As macrocavities can be used left, especially abandoned corridors, which preferably served as opening or rigging corridors. The equipment of the lower sections of these corridors will be intensified. The mine water is filtered in the micro cavities of the mined areas. In a preferred embodiment, the mine water is first fed to the lowest point of the mine space, after which the mine water entry point is moved up. The mine water purification is carried out in three basic operations, in which the pre-settling is carried out first, then the filtering and the final settling, optionally in one or more stages.

Způsob podle vynálezu má řadu podstatných výhod. Důlní vody sebou. unášejí, zejména při průvalu, poměrně značné množství usazujících se látek. Jestliže se taková voda nevede do usazovacích jímek, ve kterých by se podle dosud známých postupů usazovala a čistila, ale vede se к usazování do jiných důlních prostorů než do jímek, zejména do vyražených důlních prostorů a nechá-li se těmito prostory protékat, vyčistí se prakticky v plném rozsahu od pevných zrnitých znečišťujících materiálů, přičemž při tomto procesu se také dosahuje utěsnění rozrušených stěn vyraženého prostoru, důlní makroprostor se postupně zaplňuje usazujícími se látkami, což znemožňuje případné pozdější propadnutí nadloží a dosahuje, se tím úplného uzavření volného profilu vyraženého prostoru. Utěsněním trhlinek ve stěnách vyraženého prostoru se zvyšuje pevnost okolní horniny a její zatížitelnost, popřípadě snižuje se konvergence, hornina není mezerovitá a zajišťuje shora i zdola dokonalé uzavření vnitřních vrstev, takže se ve značné míře zamezuje vzniku endogenního vznícení. Při výskytu nadložní vody vytváří poměrně nepropustnou vrstvu, která podporuje usměrněné proudění důlní vody. Při provádění způsobu podle vynálezu se vlastně provede základka vyrubaných prostorů tím nejvhodnějším materiálem, protože se jedná o původní horninový materiál, který je к dispozici přímo na místě použití, který nemusí být získáván na povrchu a dopravován kalovým potrubím dolů s vynaložením vysokých nákladů, se značnou spotřebou energie a práce. Způsob podle vynálezu může být prováděn téměř bez vynaložení jakýchkoliv investičních nákladů na místě potřeby bez prodlení, protože se při něm využívají vyražené prostory, které jsou již na místě к dispozici.The process of the invention has a number of significant advantages. Mine water carry. they carry relatively large amounts of sedimentation substances, especially in the case of rupture. If such water is not discharged into settling pits where settling and purification according to the known methods has been established, but is led to settling into mine areas other than wells, in particular to excavated mine areas and to be allowed to flow through, practically fully from solid granular polluting materials, this process also achieves the sealing of the broken walls of the embossed space, the mine macro space is gradually filled with settling substances, which prevents any later overlap of the overburden and achieves complete closure of the free profile of the embossed space. By sealing the cracks in the walls of the punched space, the strength of the surrounding rock is increased and its load-bearing capacity, or the convergence is reduced, the rock is not gap-shaped and ensures perfect closure of the inner layers from above and below, thus largely avoiding endogenous ignition. When overlying water occurs, it forms a relatively impermeable layer that promotes the directed flow of mine water. In fact, in the process according to the invention, the foundation of the excavated space is made with the most suitable material, since it is the original rock material available on site, which does not have to be obtained on the surface and transported through the sludge piping downwards at a considerable cost. energy and labor. The process according to the invention can be carried out almost without incurring any investment costs at the place of need without delay, since it utilizes stamped spaces which are already available on site.

Systém vodních chodeb dolu může být kratší a jednodušší, protože je třeba počítat s usazováním podstatně menšího množství vody v kalových jímkách, které je závislé na místních podmínkách, které není možno do vynálezu zahrnout. V těchto případech je také možno dočišťovat vodu, vytékající z usazovacích jímek a která ještě obsahuje nečistoty, způsobem podle vynálezu.The mine waterway system may be shorter and simpler, since it is necessary to count on the settling of considerably less water in the sump, which is dependent on local conditions that cannot be included in the invention. In such cases, it is also possible to purify the effluent from the settling wells and which still contains impurities by the process according to the invention.

Voda odčerpávaná z dolu je prakticky zbavena všech pevných nečistot, takže se výrazně prodlužuje životnost čerpacích zařízení a čerpanou vodu je možno využít bezprostředně pro průmyslové i zemědělské účely, popřípadě je ji možno s podstatně menšími úpravami, zahrnujícími další čištění, přímo odvádět do nadzemních vodotečí, zejména potoků a zásobních nádrží.The water pumped from the mine is practically free from all solid impurities, so that the service life of the pumping equipment is considerably extended and the pumped water can be used directly for industrial and agricultural purposes, or it can be drained directly into above-ground watercourses especially streams and reservoirs.

Provozní náklady a s nimi spojené nároky na materiál a. práci jsou nepatrné, к provádění způsobu je třeba jen běžných zařízení, zahrnujících čerpadla, armatury a potrubí, která jsou v dolech obvykle používána a jsou universální.The operating costs and the associated material and labor requirements are negligible, only conventional equipment including pumps, fittings and piping, which are commonly used in mines and are universal, to carry out the process.

Způsob podle vynálezu může být prováděn výhodně a pomocí obvyklých prostředků a může být levně a jednoduše automatu zován.The process according to the invention can be carried out advantageously and by conventional means and can be automated cheaply and simply.

Způsob podle vynálezu bude blíže objasněn pomocí následujících příkladů provedení, ve kterých jsou uvedeny i výsledky, dosahované při provádění způsobu podle vynálezu.The process according to the invention will be explained in more detail by means of the following examples, in which the results obtained in carrying out the process according to the invention are shown.

Příklad 1Example 1

V porubním poli, v oblasti porubní stěny byla zjištěna samovolně vytékající voda v množství 50 až 90 1/min, průměrně 70 1/min, ve které bylo zjištěno 1,7.10⁵ mg/1 sedimentujících nečistot.In the face area, in the area of the face wall, spontaneous flowing water was detected in the amount of 50 to 90 l / min, an average of 70 l / min, in which 1.7.10 ⁵ mg / l sedimenting impurities were detected.

Znečištěná voda se čerpala běžným kalovým čerpadlem a potrubím o průměru 1000 milimetrů, vedoucím větrnou chodbou, do jiné vyrubané а к závalu určené chodby, kde se uskutečnilo předčistění Z větrné chodby stékala důlní voda působením vlastní Líže do závalu, kterým protékala do porubní chodby porubní stěny. V závalu se důlní voda filtrovala a ve výstrojové chodbě se dočišťovala závěrečným usazováním.The polluted water was pumped through a conventional sewage pump and a pipeline of 1000 millimeters in diameter, leading through a wind tunnel, into another excavated and corridors of the designated corridor, where pre-cleaning was carried out. . In the cave, the mine water was filtered and in the corridor corrected for final settling.

Voda získávaná po provedení způsobu podle vynálezu, neobsahovala žádné sedimentující látky a obsah vznášejících se látek činil 13 mg/1.The water obtained after carrying out the process according to the invention did not contain any sedimentation substances and the content of hovering substances was 13 mg / l.

Čerpadly bylo po dobu provozu, který trval 85 hodin, čerpáno 115 1/min důlní vody, ze které tedy mohlo být odfiltrováno 44 m³, tj. 101,2 tuny pevného částicového materiálu.115 m / min of mine water were pumped through the pumps for a period of 85 hours, from which 44 m ³ , ie 101.2 tons of solid particulate material, could be filtered out.

Příklad 2Example 2

Čistota vystupující vody byla periodicky ρ·ο 10 minutách měřena a zaznamenávána. Jakmile čistota poklesla o 20 % u dvou po sobě následujících měření, posunul se vstup znečištěné vody do závalu o 0,5 m výše.The purity of the exiting water was measured and recorded periodically ρ · ο 10 minutes. As the purity dropped by 20% for two consecutive measurements, the inlet of the polluted water into the collapse shifted by 0.5 m higher.

Touto metodou se využilo pro filtraci celé výšky porubního závalu, který činil 3,4 m. Celkové množství zpracovávané vody činilo 7 243,8 m³ a z vody se odstranilo 853,7 m³, tj. 1 963,5 t částic pevného materiálu. Odstraňovaný materiál se z největší části, přibližně z 80 až 85 °/o, zachytil filtrací v závalu a zpevnil ho, takže se zával stal velmi pevný a prakticky plně odolný proti vlivu důlní atmosféry. Ze zbývajícího množství nečistot se přibližně 8 až 12 % odstranilo při předběžném čištění, zbytek při dodatečném usazování.This method is utilized for filtering the entire height of the face caving, which was 3.4 m. The total amount of the treated water was 7 243.8 m ³ and the water removed 853.7 m ^3, i.e. 1 963.5 tons of solid particulate material. Most of the material to be removed, from approximately 80 to 85 ° / o, was collected by filtration in the cave and solidified, so that the cave became very strong and practically fully resistant to the effects of the mine atmosphere. Approximately 8 to 12% of the remaining amount of impurities was removed by pre-cleaning, the remainder by post-settling.

Příklad 3Example 3

Způsob čištění podle vynálezu byl s úspěchem využit také pro¹ čištění kalu, pocházejícího z kalových jímek. V průběhu osmidenního čištění usazovacích jímek bylo do systému podle vynálezu přivedeno 2 063,5 m³kalu, který obsahoval pevné částice v množství 11,14 °/o.The cleaning method according to the invention was also successfully used for ^one cleaning sludge originating from sludge. In the course of the eight-day cleaning of the sedimentation wells, 2,063.5 m ^{3 of} sludge containing 11.14% w / w of solids was introduced into the system according to the invention.

V průběhu čištění se z kalu odstranilo kolem 230 m³, tj. 529 t částic pevného materiálu. Ve vystupující vodě nebyl zjištěn žádný obsah pevných sedimentujících látek, obsah vznášejících se látek se pohyboval mezi 16,0 a 20,0 mg/1.During the treatment, about 230 m ³ , ie 529 t of solid material particles, were removed from the sludge. There was no solid sediment content in the exiting water, the content of hovering substances was between 16.0 and 20.0 mg / l.

Claims

SUBJECT

A method for underground mine water purification in which solid particles are removed from the water and which is particularly useful for mine collapse, characterized in that the mine water is first supplied to the upper sections of the mine space or mine space and then allowed to flow. under the action of gravitational forces by the macro and / or micro cavities of the mine space or mine space, the solid particles of sedimenting and suspended matter being removed from the water by settling and / or filtration, whereupon the purified water is collected, pumped or recovered underground.

2. Method according to claim 1, characterized in that abandoned, in particular abandoned mine passages are used as macro-spaces.

OF THE INVENTION

3. The method according to claim 2, characterized in that opening and fitting corridors of the face wall are used as macro spaces.

4. A method according to claim 1, characterized in that the mine water is filtered in the micro-cavities of the mining mine.

Method according to claim 1, characterized in that the mine water is supplied at the beginning of the mine space.

6. The method of claim 5, wherein the mine water inlet point is moved upward.

7. The method of claim 6, wherein the purification is carried out in one or more stages.

Severography, n. Race 7, Most