一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置的制作方法

1.本实用新型属于管道输煤技术领域，涉及一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置。


背景技术：

2.长期以来，煤矿矿井水大量排放造成的环境污染备受诟病。随着相关约束政策出台及技术进步，矿井水综合利用逐渐步入正轨。但总体看来，当前矿井水综合利用仍是一种“被动”行为。
3.我国水资源与煤炭产量呈逆向分布特点。相关数据显示，14个大型煤炭基地煤炭产量占全国的95％以上，其中内蒙古、山西、陕西更是我国煤炭的主产区。但上述地区均处于干旱、半干旱地区，水资源匮乏，植被稀少，生态环境脆弱，煤炭及相关产业用水紧张。而煤炭开采又对水资源要求较高。据统计，我国煤炭采掘平均吨煤产生矿井水一度高达2吨。虽然经过近几年煤炭产业的布局调整，吨煤平均产水量降至1.2吨左右，但这一数值无疑仍偏高。同时，水资源短缺问题日益凸显，全国煤炭开采每年损失矿井水60亿吨，相当于每年工业和民用水量的60％。提高矿井水利用率、实现矿井水零排放是非常必要的。从供给端看，我国的煤炭主产区矿井水多为高矿化度矿井水，总溶解固体大于1000毫克/升，简单处理后无法使用；同时，由于缺乏受纳水体，排放会造成地标水土流失、盐碱化、植物枯萎等一系列问题。为此，内蒙古、宁夏等地环保部门均要求矿井水达到零排放。从需求端考虑，对于前述地区依托于煤炭的煤电、煤化工园区等产业聚集区，对用水水质、水量又有着阶梯化、多样化要求，矿井水没有被充分利用起来。
4.中国煤炭工业协会提供的一组数据则显示，2017年，我国煤炭矿井水量达53.5亿吨，但实际治理利用的仅有38.5亿吨，利用率仅为72％。各矿井在生产过程中，井下排水量较大，经处理后除了部分矿井自用水外，仍会有大量的富裕水量；传统处理方式是就地外排，但是就地外排不仅会造成大量土地被淹甚至污染环境，此外也是对水资源的极大浪费。
5.长距离管道输煤是以水为载体，将煤矿开采的原煤经过洗选或均质处理、研磨制成合适的粒度级配和浓度的煤浆，通过管道经高压泵接力输送到终端用户。长距离管输煤浆在终端经脱水浓缩等工艺处理后可以满足不同用户的要求。
6.现有技术暂不存在将矿井水用于长距离管道输煤的相关研究。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置，将矿井水用于长距离管道输煤，解决矿井水的乱排放和贮存的问题，同时为长距离管道输煤节约用水成本。
8.本实用新型所采用的技术方案是，一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置，包括煤矿矿井水储存池1和长距离管道输煤系统3，长距离管道输煤系统3的首端设置有与长距离管道输煤系统3通过管道连接的蓄水池2，煤矿矿井水储存池1通过管道连接蓄
水池2，长距离管道输煤系统3的终端通过管道连接有煤泥水处理装置4，蓄水池2还通过管道连接有矿井水预处理装置5，矿井水预处理装置5通过管道连接长距离管道输煤系统3的首端。
9.本实用新型的特征还在于，
10.煤矿矿井水储存池1和蓄水池2之间的管道上设置有输送泵a6，蓄水池2和长距离管道输煤系统3之间的管道上设置有输送泵b7，长距离管道输煤系统3和煤泥水处理装置4之间的管道上设置有输送泵c8，蓄水池2和矿井水预处理装置5之间的管道上设置有输送泵d9，矿井水预处理装置5和长距离管道输煤系统3之间的管道上设置有输送泵e10。
11.矿井水预处理装置5包括与蓄水池2通过管道依次连接的调节池a16、混凝沉淀池a17、澄清池a18、v型滤池19、超滤装置a20及反渗透装置21，反渗透装置21的清水出口与长距离管道输煤系统3连接。
12.反渗透装置21的浓盐水出口连接有蒸发结晶设备22。
13.煤泥水处理装置4包括通过管道与长距离管道输煤系统3终端连接的调节池11、混凝沉淀池12、澄清池13、活性砂滤池14及超滤装置15。
14.本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置，采用矿井水资源收集贮存、矿井水质分析判断、长距离管道输煤首端预处理达标、矿井水作为长距离管道输煤用水、长距离管道输煤终端煤水分离、长距离管道输煤终端脱出水处理再利用的方式，统一调控配置矿井水资源，实现矿井水资源贮存和再利用，减少矿井水因外排造成的水资源浪费，同时为长距离管道输煤节约大量的生产用水，具有良好的经济效益和环境效益。
附图说明
16.图1是本实用新型一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置的结构示意图；
17.图2是本实用新型一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置的工作流程图；
18.图3是本实用新型一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置中长距离管道输煤系统的工作流程图；
19.图4是本实用新型一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置中矿井水预处理装置的结构示意图；
20.图5是本实用新型一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置中煤泥水处理装置的结构示意图。
21.图中，1.煤矿矿井水储存池，2.蓄水池，3.长距离管道输煤系统，4.煤泥水处理装置，5.矿井水预处理装置，6.输送泵a，7.输送泵b，8.输送泵c，9.输送泵d，10.输送泵e，11.调节池，12.混凝沉淀池，13.澄清池，14.活性砂滤池，15.超滤装置，16.调节池a，17.混凝沉淀池a，18.澄清池a，19.v型滤池，20.超滤装置a，21.反渗透装置，22.蒸发结晶设备。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
23.本实用新型一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置，其结构如图1所示，包括煤矿矿井水储存池1和长距离管道输煤系统3，长距离管道输煤系统3的首端设置有与长距离管道输煤系统3通过管道连接的蓄水池2，煤矿矿井水储存池1通过管道连接蓄水池2，长距离管道输煤系统3的终端通过管道连接有煤泥水处理装置4，蓄水池2还通过管道连接有矿井水预处理装置5，矿井水预处理装置5通过管道连接长距离管道输煤系统3的首端。
24.煤矿矿井水储存池1和蓄水池2之间的管道上设置有输送泵a6，蓄水池2和长距离管道输煤系统3之间的管道上设置有输送泵b7，长距离管道输煤系统3和煤泥水处理装置4之间的管道上设置有输送泵c8，蓄水池2和矿井水预处理装置5之间的管道上设置有输送泵d9，矿井水预处理装置5和长距离管道输煤系统3之间的管道上设置有输送泵e10。
25.如图4所示，矿井水预处理装置5包括与蓄水池2通过管道依次连接的调节池a16、混凝沉淀池a17、澄清池a18、v型滤池19、超滤装置a20及反渗透装置21，反渗透装置21的清水出口与长距离管道输煤系统3连接。
26.反渗透装置21的浓盐水出口连接有蒸发结晶设备22。
27.如图5所示，煤泥水处理装置4包括通过管道与长距离管道输煤系统3终端连接的调节池11、混凝沉淀池12、澄清池13、活性砂滤池14及超滤装置15。
28.本实用新型的工作原理为，如图2所示：
29.步骤1，对矿井水资源的收集贮存：长距离管道输煤需要大量的水资源，产煤基地的煤矿大多距离不是很远，较为集中，可通过敷设输水管道将附近煤矿的矿井水收集至长距离管道输煤首端蓄水池2，煤矿矿井水产量时多时少，除满足矿井自身生产用水外，一般是进行处理达标后排放，本实用新型将这部分排放的矿井水资源进行收集利用，响应国家的环保政策；
30.步骤2，对矿井水进行水质分析，对照长距离管道输煤生产用水标准，主要分析对水煤浆稳定性、输煤管道管材的腐蚀结垢性会产生影响的指标，分析矿井水是否达标；
31.步骤3，若矿井水水质达标，则对于达标矿井水，在长距离管道输煤首端与煤混合进行水煤浆制备，接着通过长距离输煤管道进行泵输，如图3所示，将产煤基地原煤利用矿井水为载体输送至终端，然后在终端进行脱水浓缩，使煤水分离，得到脱水煤和煤泥水；
32.若不达标，则对于不达标矿井水先输送至调节池a16内均化水质，然后进入混凝沉淀池a17进行加药混凝、沉淀处理，接着进入澄清池a18除硬，经过此操作后在v型滤池19内进行过滤处理，出水进入超滤装置a20处理，降低矿井水浊度，同时去除矿井水中悬浮和胶体状态的cod等污染物，使水质满足反渗透进水水质要求后进入反渗透装置21处理，通过反渗透脱除矿井水中的盐分，降低氯离子、硬度、碱度、tds、硫酸根、浊度等指标。反渗透装置产生的清水进入长距离管道输煤生产系统，浓盐水在蒸发结晶设备22中蒸发结晶以得到硫酸钠/氯化钠晶体；
33.步骤4，在长距离管道输煤终端脱出煤泥水首先进入调节池11，接着进入混凝沉淀池12进行混凝、沉淀处理、然后进入高效澄清池13进行除硬处理，之后进入活性砂过滤池14过滤，过滤出水进入超滤装置15处理，使其达到《城市污水再生利用工业用水水质》，处理后成品水可满足长距离管道输煤终端附近化工厂生产、生活用水使用，因成品水中所含杂质较少，在生产过程中使用可以降低设备的结垢和腐蚀，延长设备使用寿命。
34.本实用新型的一种矿井水用于长距离管道输煤的资源化配置装置有效解决矿井水的乱排放和贮存问题，实现矿井水资源化调控配置。且能够缓解长距离管道输煤用水量大的问题，为长距离管道输煤提供用水保障，节约用水成本。