HU190195B - Method for underground purifying waste water - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás bányavíz föld alatti tisztítására a vízben levő szilárd szemcsék, hordalék és lebegőanyagtartalom eltávolításával, előnyösen omlasztásos fejtésmód mellett.

A szilárd anyag - bányászatban a termeléssel összefüggő vagy csak közvetett összefüggésben álló vízfakadások, illetve vízfakasztások különböző fajtájú, szilárd szemcsés szennyező anyagokat tartalmaznak. így ezek a vizek a bányából kiemelve, közvetlenül nem használhatók fel sem ipari vízként, sem mezőgazdasági célokra és nem engedhetők be előzetes tisztítás nélkül természetes vízfolyásokba sem. A bányavizek szilárdanyag tartalma miatt az általában csak tiszta vizet szállító kiemelő szivattyúk is hamar tönkremennek és így az egész bánya vízkiemelési rendszere meghibásodik, rövidebb-hosszabb időre üzemképtelenné válhat és ezzel - különösen vízbetörésnél - nagy anyagi értékek kerülnek veszélybe.

A nyers, szilárd szemcsés hordalék - és lebegőanyagot tartalmazó bányavizek tisztítására általában a föld alatti vízfogadó és vízkiemelő rendszerbe vizvágatokat, ülepítő és kiegyenlítő zsompokat iktatnak. A zsompokban a bányavíz nagymennyiségű hordalék-anyaga kiülepszik. Ennek következtében a zsompok viszonylag rövid időn belül feltelnek. A feltelt zsompot váltózsomp bekapcsolásával ki kell takarítani, a zsompsarat pedig a bányából ki kell szállítani és a külszínen elhelyezni.

A módszer általánosan használatos, bár a rendszerint nagy vízmennyiségek esetén jelentős bányatereket igényel, amelyek létesítése és fenntartása nagy költséget kíván és jelentős ásványvagyont köthet le. A kiülepítés azonban általában mégsem kielégítő.

Korszerűbb megoldást ismertet a HU-PS 174 665 sz. szabadalmi leírás, melynél a szilárd szemcsék kiülepitése több, lényegében egyenlő hosszú koaxiális szakaszból álló ülepítő vágatban történik. Ezekben a vágatok egyes szakaszaiba, azok közepén vezetik be a nyers bányavizet, ott

5-100 mm/sec sebességgel áramoltatják és ülepítik. Az ülepített vizet a vágat egyes szakaszainak két végén elvezetik és a képződött iszapot szakaszosan vagy folyamatosan eltávolítják.

A találmány szerinti eljárás és viszonylag bonyolult berendezés azonban még mindig jelentős nagyságú és erre a célra külön kihajtott bányatereket igényel, melyeket időszakosan tisztítani kell a képződött iszap változatlanul szükséges eltávolításával.

Szakirodalomban (A. A. HARIONOVSZKIJ: A bányavíz tisztítás technológiai módszerei - Ugol, 1982. január.) említésre kerül még a bányavizek ülepítéssel és szűréssel való tisztítása szemcsés anyagok segítségével. Ezt a tisztítási módszert azonban a gyakorlatban csak a szennyező anyagok alacsony kezdeti koncentrációja (100-150 ml/1) esetén tudták használni. _a

A bányavizek technológiai tisztítási rendszereivel és a tisztító létesítményekkel kapcsolatos főbb követelményeket a szakirodalom a következőkben foglalja össze:

- a tisztítási technológiai rendszernek adjon megoldást a szennyező anyagok eltávolítására és az üledék kezelésére és hasznosítására, tárolására;

- a szilárd szemcséjű anyagok eltávolításának egy vagy két fokozatban kell történnie a feladott vízben való koncentrációjuktól és tulajdonságaiktól függően;

- a tisztításnak biztosítania kell, hogy a tisztított vizet fel lehessen használni akár ipari-mezőgazdasági célra, akár elfolyatásra;

- a víztisztítás és üledék kezelés technológiai folyamata üzembiztos, gazdaságos, egyszerű felépítésű és üzemeltetésű legyen, ne kössön le vagy ne foglaljon el nagy és hasznos területeket, anyagokat.

A találmány célja az előbbiek szerinti hátrányos körülmények kiküszöbölése vagy legalábbis lényeges csökkentése, illetőleg az általános követelmények minél jobb megvalósítása.

Feladatul tűztük ki olyan bányavíz tisztítási eljárás létrehozását, amely egyszerű és nagy hatékonyságú, ugyanakkor viszonylag kis költség- és élőmunka ráfordítással létrehozható és üzemeltethető. Alkalmazásával a bányavizek megfelelő tisztítása még szélsőséges körülmények, pl. vízbetörés felléptekor is - biztonságosan és tartósan megoldható. Feladatul tűztük ki a2:t is, hogy a víztisztítási eljárás kapcsolódjék a bányászati technológiához és alkalmazása növelje a bányászati technológia biztonságát.

Felismertük, hogy a fakadó vagy fakasztott, jelentős mennyiségű hordalékot és lebegő szilárd szemcsés anyagot tartalmazó bányavizek tisztítása megoldható a szilárdásvány bányászat során keletkező bányatérségek - vágatok, omlasztott üregek - e célra történő bekapcsolásával. Ezekben, az egyébként technológiai felhasználásuk után úgy is feladásra kerülő, nagy kiterjedésű és térfogatú vágatokban - mint makroméretű üregekben, illetve az omladékban kialakuló lényegesen kisebb, mikroméretű üregekben kiválóan megoldható a bányavizek ülepítése és szűrése csupán gravitációs átfolyatás segítségével. A tisztítás következtében a távozó víz szilárd anyag szennyezettsége már alig mutatható ki, ugyanakkor a kiülepedő, illetve kiszűrt nagy mennyiségű szilárd anyag, amely természetszerűleg megegyezik a kísérő kőzetanyaggal, a makro- és mikroméretű üregeket eltömíti, tehát mind az omladék kezelése, mind pedig a vágat tömedékelése, vagy részbeni tömedékelése is megoldódik.

A találmány eljárás bányavíz föld alatti tisztítására a vízben lévő szilárd szemcsék eltávolításával, előnyösen omlasztásos fejtésmódnál oly módon, hogy a bányavizet bányatérség(ek) magasabban elhelyezkedő szakaszához vezetjük, majd a bányatérségek) makro- és/vagy mikroméretű üregén (üregein) gravitációsan átfolyatjuk, miközben a szilárd szemcsés hordalék - és lebegő anyagtartalmat ülepítéssel és/vagy szűréssel eltávolítjuk, majd a tisztított vizet önmagában ismert módon összegyűjtjük, a bányából kiemeljük vagy a föld alatt felhasználjuk. Makroméretű üregként állva hagyott, célszerűen feladásra kerülő vágato(ka)t használunk, amely előnyös esetben a fejtés indító és/ vagy kiszerelővágata lehet. Ezen vágat(ok) mélyebben elhelyezkedő szakaszának biztosítását megerő-21

190 195 sítjük. A bányavizet a fejtési omladék mikroméretű üregeiben szűrjük. Előnyös foganatosítási módként a bányavizet először a bányatérség alján vezetjük be, majd a bányavíz feladási helyét, felfelé irányulóan áthelyezzük. A bányavíz tisztítását előülepítési, szűrési és utóülepítési lépésekben végezzük, illetőleg egy vagy több fokozatban hajtjuk végre.

A találmány szerinti eljárás előnyeit az alábbiakban soroljuk fel:

a) A bányavíz - különösen vízbetörésnél - viszonylag sok hordalékot hoz magával. Ha az ilyen bányavizet nem a zsompokba vezetjük és tisztítás céljából ott ülepítjük, hanem az ülepítést a zsompoktól függetlenül, más bányatérségekben végezzük és emellett a bányavíznek az omlasztott bányatérségen, annak omladékán való átvezetésével szűrjük is;

- a bányavíz a szilárd szemcsés szennyező anyagoktól gyakorlatilag megtisztul;

- az omladék, amelynek eredetileg rossz a hézagkitöltése, tömörebb lesz;

- a makroméretű bányaüreg a kiülepedő hordaléktól lassan tökéletesen feltelik, ami az üreg későbbi esetleges omlasztását is elkerülhetővé teszi, illetve az omladék zárását tökéletesíti.

b) Az eljárás során tömörebbé vált omladék

- nagyobb szilárdságú és így jobb teherbírású, illetőleg az omladék konvergenciája is kisebb lesz;

- nem hézagos, ezáltal a le-, felzárást jobban biztosítja, ami az endogén tüzek keletkezését nagymértékben csökkenti;

- fedüvizek esetén egy viszonylag vízzáró réteget alkot és így elősegíti bányavizek áramlásának irányíthatóságát.

c) Az eljárás során gyakorlatilag az omladék tömedékelése jön létre, mégpedig az arra legalkalmasabb anyaggal, tulajdonképpen az eredeti kőzetanyaggal, ami

- helyben rendelkezésre áll,

- amelyet nem kell a külszínen, legtöbbször a bánya iszapvezetékétől távol megkutatni, kitermelni, helyszínre szállítani, valamint nagy költség-, energia és élőmunka ráfordítással az adott bányaüregbe szállítani, ahol azután - különösen iszapolásnál - külön gondoskodni kell a leadott víz kiemeléséről, illetve valamilyen módon való tisztításáról.

d) Az eljárás szinte külön beruházási költség nélkül a szükséges helyen azonnal alkalmazható, mivel a fejtéseknél úgy is feladásra kerülő bányatérségeket használunk fel.

e) A bánya víz- és zsompvágat rendszere egyszerűbb, rövidebb lehet, mivel a zsompokban lényegesen kevesebb mennyiségű, tulajdonképpen a helyi adottságokból eredően az eljárásba pem vonható hordalékos vizek iszapjának a kiülepedésével kell csak számolni.

f) Adott esetben a zsomptakarításból eredő, különösen nagy szennyezettségű iszapos vizek bányabeli tisztítása is eredményesen megvalósítható az eljárással.

g) A bányából kiemelésre kerülő víz gyakorlatilag mentes a szilárd szennyeződéstől, és így

- a kiemelő szivattyúk élettartama, üzembiztonsága lényegesen megnő,

- a kiemelt tiszta víz pedig adott ipari- mezőgazdasági célra közvetlenül, vagy lényegesen kevesebb előkészítéssel, tovább tisztítással felhasználható, illetőleg külszíni vízrendszerbe (patak, víztározó) közvetlenül bebocsátható a szennyezés veszélye nélkül.

h) Az eljárás üzemköltsége, a kapcsolódó anyagiés élőmunkaráfordítás csekély, az esetleges berendezések (szivattyúk, szerelvények, csővezetékek) a bányászatban szokásosak és általánosan, egyszerűen használhatók.

i) A találmány szerinti eljárás, előnyösen és szokásos eszközökkel, viszonylag olcsón és egyszerűen automatizálható.

A találmány szerinti eljárást, illetve az eljárás által elérhető eredményeket részletesebben az alábbi gyakorlati példák érzékeltetik:

1. Egy adott fejtési területen - a frontfejtésben 50-90 1/p, átlagosan 70 1/p fakadó víz volt, melynek hordalékos szennyezettségét 1,7-10⁵ mg/1 nagyságban mértük.

A szennyezett vizet szokásos zagyszivattyúval, és 0 100 mm-es csővel átemeltük egy másik, már lefejtett és omlasztott front légvágatába, itt a víz előülepítése történt. A bányavíz a légvágatból gravitációsan az omladékba jutott, melyen átfolyva tovább került a front indítóvágatába. Az omladékba n szűréssel, az indítóvágatban pedig utóülepítésse’ tisztult tovább a víz.

Az eljárásból kilépő vízben hordalék anyag nem veit kimutatható, a lebegő anyagtartalom pedig 13,0 mg/l-re adódott.

A szivattyú 85 órás üzemideje alatt 115 1/p mennyiségű bányavizet adtunk fel, melyből 44 m³, 101,2 t szilárd szemcsés anyag volt kiszűrhető.

2. Időszakosan, 10 percenként mértük és regisztráltuk a kilépő víz tisztaságát. Amikor a tisztaság legalább 20%-os csökkenést mutatott egymást követő két mérésnél, a szennyezett víz belépését az omladékba 0,5 m-rel helyeztük.

Ezzel a módszerrel a fronti omladék teljes vastagságát (3, 4 m) felhasználva a szűrésre, összesen 7243,8 m³ bányavizet adtunk fel és mindösszesen 853,7 m³ (1963,5 t) szilárd szemcsés anyagot távolítottunk el a vízből. Az eltávolított anyag nagyobb részt (mintegy 80-85%) szűrés útján az omladékba került, az omladékot tömörebbé, nagyobb szilárdságúvá, gyakorlatilag teljesen légelzáróvá tette. A kisebbik hányadból mintegy 8-12% az előülepítésnél a maradék pedig az utóülepítésnél vált ki a vízből.

3. Az eljárást sikeresen alkalmaztuk a zsomptakarításból származó iszapos-zagy tisztítására is. Az adott ülepítőzsomp takarításának 8 napja alatt

2063,5 m³ zagyot adtunk fel a találmány szerinti tisztító rendszerre, melynek szilárd anyagtartalma 11,14%-os volt.

A tisztítás alatt kereken 230 m³ (529 t) szilárd anyagot távolítottunk a feladott nagy szennyezettségű zagyból.

A kilépő vízben szilárd anyagtartalmat nem lehetett kimutatni, a lebegő anyagtartalom pedig 16,0-20,0 mg/1 érték közé adódott.

Claims (9)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás bányavíz föld alatti tisztítására a vízben lévő szilárd szemcsék eltávolításával, előnyösen omlasztásos fejtésmód mellett azzal jellemezve, hogy a bányavizet a bányatérségek) magasabban elhelyezkedő szakaszához vezetjük, majd a bányatérségiek) makro- és/vagy mikroméretű üregén (üregein) gravitációsan átfolyatjuk, miközben a szilárd szemcsés hordalék - és lebegő anyagtartalmat ülepítéssel és/vagy szűréssel eltávolítjuk, majd a tisztított vizet önmagában ismert módon összegyűjtjük, a bányából kiemeljük vagy a föld alatt felhasználjuk. ·
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy makroméretű üregként állva hagyott, célszerűen feladásra kerülő vágato(ka)t használunk.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy makroméretű üregként a fejtés indító és/vagy kiszerelő vágatát használjuk.
4. 4. A 2. vagy a 3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a vágat mélyebben elhelyezkedő szakaszának biztosítását megerősítjük.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a bányavizet fejtési omladék mikroméretű üregeiben szűrjük.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a bányavizet a bányatérség alján vezetjük be.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a bányavíz feladási helyét felfelé irányulóan áthelyezzük.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a bányavíz tisztítását előülepítési, szűrési és utóülepítési lépésekben végezzük.
9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a tisztítást egy vagy több fokozatban végezzük.