矿产资源节约和综合利用先进适用技术—— 大水矿山地下水生态保护关键技术
矿产资源节约和综合利用先进适用技术——
大水矿山地下水生态保护关键技术
一、技术类型
黑色金属矿高效开采技术。
二、适用范围
大水金属矿山安全开采及地下水生态保护。
三、技术内容
(一)基本原理
采用矿体帷幕注浆技术在矿体周围建造一圈水平和垂向上全封闭的阻水帷幕,平面上形成单排环形全封闭的阻水帷幕,有效降低帷幕内外含水层的水力联系,减少矿坑涌水量不小于80%,保障矿山安全生产的同时减少大量排水费用;经纳滤处理的后净水达到国家规定的水质标准,通过大流量回灌技术回灌至矿体帷幕外含水层,补给地下水,实现大水矿山开采过程中地下水零排放,有效保护地下水生态环境。
(二)关键技术
(1)矿体全封闭帷幕注浆技术;
(2)纳滤水处理技术与设备;
(3)深井大流量不间断回灌技术。
(三)工艺流程
(1)矿体全封闭帷幕注浆技术。采用单排环形全封闭帷幕注浆技术,在矿体周围建造一圈水平和垂向上全封闭的阻水帷幕,有效降低帷幕内外含水层的水力联系;
(2)采用低成本的纳滤组合水净化技术对矿坑水进行净化处理,采用机械澄清池+多介质过滤器+50μm自清洗过滤器+5μm保安过滤器+纳滤装置+次氯酸钠脱氮消毒等工艺流程,实现系统产水达到II类《地下水质量标准GB/T14848-2017》,系统回水率≥80%,运行成本较反渗透技术低30%左右;
(3)深井大流量不间断回灌技术,单组回灌井回灌量1068m3/h,将净化后的大部分净水回注至帷幕外含水层,实现大水矿山地下水地表零排放,保护了水资源的生态安全,少部分净水用于厂区生产生活;纳滤产生的废水全部用进入生产消防水系统,实现废水回用。
四、主要技术指标
(1)矿体帷幕堵水率可达到80%以上,每年可降低大水矿山80%的排水费用;
(2)低成本纳滤技术的运行成本较常规反渗透技术低30%;
(3)深井大流量不间断回灌技术使矿井水利用率达到100%。
五、典型实例及成效
该技术在河钢矿业中关铁矿的应用取得了良好效果:全年可减少大水矿山80%的排水费用及水资源费约19651万元,为矿山安全生产提供保障,可促进采矿生产效率提升15%。
六、推广前景
该技术可使大水矿山降低排水费用,减少水资源费,保障大水矿床的安全开采,有效地保护地下水环境,为解决我国大水型矿山安全开采与区域地下水资源保护矛盾提供了技术支撑。