카르스트 수자원의 합리적인 개발, 이용 및 보호 대책
1. 광산 수자원 이용 현황
광산 배수는 간공수, 사암 균열수, 회암암암암용수에서 유래한 것으로, 그 중 암용수가 75% 를 차지한다. 용암수는 초작시 도시 급수의 중요한 수원이다. 용암수의 합리적인 개발, 이용 및 보호는 주민의 급수 안전과 관련이 있다. 전 세계 수자원 부족의 맥락에서, 광산수의 재활용은 매우 필요하다. 초작광구 광산의 연간 배출량은 654.38+5 억 m3 으로 현재 이용량은 약 3700 만 m3/a 로 전체 광구 전체 배수량의 23% 를 차지하고 있다. 나머지는 주변의 강으로 배출되어 헛되이 빠져나갔다. 광산수 이용 경로는 다음과 같다: 초작시 환경용수량 360 만 m3/a, 탄광생산용수량 약 340 만 m3/a, 탄광 주변 농경지 관개이용 3000 만 m3/a ... 초작시 용수계획에 따르면 2030 년 수요량은 4 억 72 억 m3, 공급량은 7000 만 m3, 수자원 격차는 40 이다 따라서 광산 수자원 이용은 초작시의 수자원 부족을 해결하는 편리한 방법이다.
초작광구에서 생산된 광산 수질은 일반 부유물을 함유한 광산수 특징에 부합한다. 부유물 SS 는 일반적으로 400mg/L 보다 작고 COD 는 보통 70 mg/L 보다 작으며 독물학 및 방사성 지표는 식수 요구 사항을 완벽하게 충족합니다. 저부가가치 광산수 활용의 관점에서 볼 때, 광산수는 초보적인 침전을 거친 후 기본적으로 농업관개수의 요구를 충족시킬 수 있다. 고부가가치 광산수리로 볼 때, 광산수는' 응고+침전+여과' 를 거쳐 공업 (주로 발전소) 용수의 요구를 충분히 충족시킬 수 있다. 소독' 등 심도 있는 처리를 거친 후 처리한 광산수도 식수의 수질 요구 사항을 충족시킬 수 있다. 중국은 광산 수처리 방면에서 성숙한 기술과 경험을 가지고 있다. 초작광구는 배수량이 많고, 수량이 안정적이며, 수질이 간단하고, 처리하기 쉬우며, 광산 수자원화 이용이 가능하다.
2. 광산 수자원 이용 방법
현재, 우리나라의 광산 수자원 이용의 주요 경로는 ① 담수와 하수를 우물로 분류하고, 담수를 간단하게 처리한 후 직접 사용하는 것이다. ② 농업 관개; (3) 광산 정화 후 사용; (4) 광산 수 재충전. 그 중 모드 ① ~ ③ 는 널리 사용되고 모드 ④ 는 특정 조건으로 제한된다.
화북석탄기 페름기 용탄전 석탄층 후면판 암용수는 광산수의 중요한 원천이다. 용암수가 희박한 시추공과 배수 갱도에서 쏟아져 나오거나 광산으로 유입될 때, 채탄 갱도나 채굴구에서 장거리 흐르지 않고, 다른 광산수와 섞이지 않고, 수질은 천연적으로 유지되어 생산과 생활용수로 직접 사용될 수 있다. 탄광은 수층에서 직접 흘러나오는 오염되지 않은 지하수를 goaf 나 작업면에서 흘러나오는 오염된 광산수와 분리하여 맑은 물을 지면으로 배출하여 간단한 처리 이용을 할 수 있다.
화북석탄기 페름기 용탄전의 탄광은 물량이 비교적 많고 수질이 비교적 단일하다. 대부분 일반 부유물을 함유한 광산수에 속하며, 부유물 농도는 보통 300mg/L 로 탄광 주변의 농경지 관개에 수원조건을 제공한다. 1970 년대와 1980 년대에, 초작광구는 광산수를 이용하여 농경지에 거의 65438 만 무 () 를 관개하여 좋은 사회적 효과를 거두었다.
공간적으로 볼 때, 광산 정화 처리 공사는 주로 지상 처리 공사와 지하 처리 공사의 두 가지 주요 범주로 나뉜다. 전자는 갱도 곳곳을 통해 갱도를 통해 광산 중앙수조로 모여드는 갱도수로, 혼합한 광산수는 중앙 펌프실에서 바닥으로 올라와서 지상 건설정화소에서 처리하고, 규정 준수 후 각 수무부로 운반해 사용한다. (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 지혜명언) (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 지혜명언) 후자는 광산물이 중앙수조에 들어가기 전에 먼저 우물 아래 정화소를 거쳐 처리하고, 규정 준수 후 중앙수조에 들어가고, 중앙펌프실은 다시 맑은 물을 각 수무부에 수송하여 사용한다.
광산 수처리 기술
(1) 광산 수의 지상 처리
현재, 일반 부유물을 함유한 광산수의 경우, 지상 처리 공사의 공예는 비교적 성숙하고 간단하며, 기본적으로' 응고-침전-여과-소독' 의 공예를 따르고 있으며, 물은 식수 수질 요구 사항을 충족시킬 수 있다. 일반적으로 사용되는 구조물로는 조정 풀, 정화 풀, 밸브리스 중력 이중층 필터, 슬러지 농축 풀, 염소화 소독 작업장 등이 있습니다. 이 방법의 주요 문제는 다음과 같습니다.
1) 응고제의 선택과 배합으로 응고제 비용을 낮추고 수질을 높인다. 폴리 염화 알루미늄 (PAC)+ 폴리 아크릴 아미드 (PAM-) 는 일반적으로 사용되는 약물 조합입니다. PAC 는 탁수 처리에 적합하고, PAM- 분자량이 크며, 응고 성능이 우수하며, 이 두 가지의 결합 처리 효과는 단독으로 사용하는 것보다 훨씬 우수합니다.
2) 정화와 여과를 일체화한 청정기. 풀 세트 혼합 응고와 침전을 일체화하여 건축물의 수를 줄임으로써 광범위하게 응용한다. 일부 공장 광산이 개발한 정화조와 여과지를 일체화한 고효율 광산 정화 설비는 이미 중소형 광산 수처리 공장에서 광범위하게 응용되었다.
(2) 광산 수의 지하 처리
지하 처리 공사는 여러 가지 형태가 있다. 주요 형식도 두 가지가 있다. 하나는 갱도가 없는 각 광산의 물 돌입 출구에 간단한 우물 아래 처리소를 세우고 처리한 후 각 수무부로 운송하는 것이다. 또 다른 하나는 갱도가 갱도를 통해 중앙수조에 들어가기 전에 정화처리소를 늘리는 것이다. 중앙수조는 맑은 물창고가 되어 중앙수조의 정기 청소 문제를 해결하고 중앙펌프실은 처리된 맑은 물을 각 수공단에 수송한다. 여주 동탄 탄광에서 개발한' 그릴-자갈-혼합-소용돌이 반응, 경사관 침전-응고-필터 흡착, 슬러지 필터' 지하 처리 공사와 같은 서주 샘대 탄광의 중앙 수조는 응결 반응의 주요 설비다. 광산수는 사전처리를 거친 후 중앙 펌프실에서 지상 정화소로 진급해 2 차 처리를 한다.
Jiaozuo 광업 지역의 광산 수처리 공정 설계
광구 광산의 광산 배수량이 많으니, 기초 처리 공사를 채택하여 통일처리를 해야 한다. 상응하는 수질기준에 도달한 후에는 각 수무부로 수송해야 한다. 초작광구 광산수는 탁도, 부유물, 대장균을 제외한 모든 지표가 식수 기준에 부합하며 처리공예가 비교적 간단하다. 초작광구 광산수의 수질, 수량 및 처리 후의 목적에 따라 처리공예는 기초처리 세그먼트와 심도 처리 세그먼트로 나눌 수 있다. 기초 처리 세그먼트 처리 후, 광산 물은 공업용수 요구 사항을 충족해야 한다. 심도 있는 처리를 거친 후, 광산 물은 식수 수질 요구 사항을 충족해야 한다.
기본 처리 부분에서 제거된 주요 오염물에는 공중부양 고체, 유기물, 기름이 포함됩니다. 부유물은 주로 석탄가루와 암가루이며, 소량의 고생물잔류물과 석탄층의 세균도 있다. 프로세스 플로우는 그림 10- 13 에 나와 있습니다.
그림 10- 13 광산 우물 기초 처리 섹션 프로세스
심도 처리 세그먼트에서 제거된 오염물은 주로 곰팡이와 미량의 유기물이며, 처리 과정은 그림 10- 14 에 나와 있습니다.
그림 10- 14 광산 우물 깊이 처리 세그먼트 프로세스
Jiaozuo 광산 지역의 광산 수질 특성에 따르면 PAC 의 엔지니어링 사용량은 10 ~ 15 mg/L 이고 PAM- 의 엔지니어링 사용량은 0.2 ~ 0.25 mg/L 입니다. "미세 응집-" 2006 년 6 월 165438+ 10 월 양마 광산수 채취, 공업제 폴리 염화 알루미늄 (PAC) 15mg/L 및 폴리아크릴아미드 (PAM) 실험실 시뮬레이션 엔지니어링 설계 프로세스: "응고-모래 필터-활성 숯 필터링", 각 섹션 처리 효과는 표 65438 에 나와 있습니다.
표 10- 12 실험실 시뮬레이션 공정이 양양마 탄광 광산 수처리에 미치는 영향
둘째, 탄광 수해 종합 예방 치료를 강화하여 광산 수 배출량을 줄이다.
1 .. 암용 물 돌입은 탄광 안전 생산의 큰 위험이다.
초작광구 물에 위협받는 석탄 자원 매장량은 약 6010.326 만톤으로 현재 4685 만톤, 약 55447 만 6000 톤 매장량의 92.2% 가 해방될 예정이다 (표10-/KLOC- 특히 석탄계 태원조 15 호 석탄 (매장량 9462 만T) 과 12 호 석탄 (매장량 27909 만T) 은 석탄층 바닥의 고압 용암수 위협이 심하여 제대로 채굴할 수 없다. 광산 배수는 대량의 수자원 낭비를 초래할 뿐만 아니라 기업이 매년 대량의 배수비를 지불하게 한다. 초작석탄업그룹은 2003 년 8 쌍의 생산광산 (표 10- 14) 을 총 배수 282M3/민, 총 배수비 8000 만원, 톤 석탄 배수 전기 요금 20 ~ 30 원을 보유하고 있다.
표 10- 13 초작광구는 암용 압수수의 위협 매장량과 해방된 매장량: 만T 입니다.
표 10- 14 조작광구 2003 년 생산 광산 배수 경제 기술 지표 통계표
카르스트 제한된 물에서의 물 돌입 위험 평가
Jiaozuo 광업 지역의 석탄기-페름기 * * 1 1 ~ 14 층, 총 두께 9 ~ 14m, 복구 가능한 석탄층 3 층 둘째, 1 석탄은 안정된 석탄층으로, 전 지역이 채취할 수 있고, 보통 두께가 6m 이며, 각 광산의 주요 석탄층이다. A 5 석탄층은 두 번째 1 석탄층에서 6 ~ 80m 떨어져 있으며, 보통 두께 1 ~ 1.5m 입니다. 광구 서부는 일반적으로 채취할 수 있고, 동부는 1 ~ 2 층 맥석이 있고, 일부는 채취할 수 있다. 1, 2 번 석탄 사이의 거리는 85 ~ 1 석탄이고, 일반 두께는 1.5 ~ 2.0m 로 일반적으로 채취할 수 있습니다. 석탄계 태원조 15 호 석탄과 12 호 석탄을 통칭하여 하조탄이라고 하며, 석탄층 바닥은 회암과 오타계 회암 강수층 가까이에 있다. 석탄 솔기 바닥의 카르스트 제한 수 돌입 위협에 따른 석탄 채굴. 마촌 광산, 중마촌 광산, 주촌 광산만 채굴 15 호 석탄, 12 호 석탄이 채굴되고 있다.
구리산천구' 특수수취약성' 광산에서 물이 튀어나온 이유는 다음과 같다.
1) 오르도계 암용수층 최하층 석탄 (삼탄) 두께가 얇으며 일반적으로 10 ~ 20m (그림10-/KLOC-0) 입니다
2) 석탄계 지층에서 다층탄산염암 중간층을 개발하여 각 지붕, 특히 석회분탄회와 석회분탄회 (그림 10- 15) 에 직접 분포한다. 이 층간 탄산염암 수층수는 광산의 물 돌입을 위한 보급원일 뿐만 아니라 발육이 안정적이고 분포가 넓기 때문에, 흔히 복오르도계 수층과 소통하는 도수층이 된다.
3) 광구는 태행산 앞에 위치하여 동선에서 동북으로 향하는 전환점에 있다. 동서향과 북동향구조의 단절이 번갈아 발달하는데, 특히 일부 대형 단절 구조는 암용지하수 유출을 위한 좋은 통로가 되었다. 동시에, 거대한 단층거리는 하복암용수층을 석탄층과 석탄계 지층의 탄산염 중간층과 도킹시켜 용암수가 광산으로 유입되는 조건을 제공한다.
(4) 석탄층은 일반적으로 북쪽에서 남쪽으로 동쪽으로 기울어져 있으며, 대부분 지역 카르스트 수위 이하이다. 남부 석탄층 암용수대의 수압 헤드는 수백 미터 이상이며, 고압 아래 바닥 드럼에서 물이 튀어나오는 것은 큰 위험이 된다.
석탄층 밑바닥에 압력을 가해 물 돌입 위험 평가 방법은 스레살레프 공식법, 물 돌입 계수법, 다중 소스 지질 정보 복합중첩법, 취약성 지수법, 5 도 쌍계수법 등이다. 물 돌입 계수 방법 공식은 간단하고 적용하기 쉽습니다. 1960 년대 제기된 이래 탄광 바닥의 물 돌입을 평가하고 예측하는 중요한 방법이 되었다. 물 돌입 계수는 석탄층 백플레인 단위 두께 단수층이 견딜 수 있는 정수압을 나타내며 표현식은 다음과 같습니다
중국 북부의 카르스트 지하수의 환경 문제와 보호
그림 10- 15 초작광구 지층 히스토그램
형식 중: t 는 물 돌입 계수 (MPa/m) 입니다. P 는 하단 방수층에 의해 가해지는 수압 (MPa) 입니다. M 은 하단 배플 두께 (m) 입니다.
일반적으로, 물 돌입 계수가 클수록 후면판에서 물 돌입의 위험이 높아진다. 임계 물 돌입 계수는 단위 칸막이 두께가 견딜 수 있는 최대 수압 또는 극한 수압입니다. 물 돌입 계수가 임계 물 돌입 계수를 초과하면 후면판에 물 돌입 위험이 있습니다. 물 돌입 계수가 임계 물 돌입 계수보다 작으면 백플레인에서 물 돌입의 위험이 거의 없습니다. 임계 물 돌입 계수는 수문 지질 조건, 광산 충수 조건, 채굴 조건 및 채굴 방법의 영향을 받으며, 광구나 같은 광구의 광산마다 서로 다른 임계 물 돌입 시스템 값을 갖는 경우가 많다. 따라서 많은 광산이나 광산은 역사적 실제 물 돌입 자료를 총결하여 자신의 광산에 적합한 임계 물 돌입 시스템 값 (표 10- 15) 을 세웠다. 국내 실제 자료에 따르면 손상된 블록의 임계 물 돌입 계수는 0.06MPa/m 이고 정상 블록의 임계 물 돌입 계수는 0. 1 MPa/m 입니다 .....
표 10- 15 중국 일부 광산 지역의 임계 물 돌입 시스템 수치
초작광구는 주로 광산탄층 백플레인 8 회암 용암 물 돌입 시스템 수치를 표 10- 16 으로 생산한다. 각 광산의 물 돌입 계수가 임계 물 돌입 계수를 초과했다. 압력 채굴 2-1 석탄에서 8 회백수의 물 돌입 위험은 매우 크다.
표 10- 16 초작광구 2 호 석탄 1 백플레인 8 회 물 돌입 계수
1-5 석탄 백플레인 직접 충전 수층은 석회 (L2), 1-5 석탄과 석회 사이의 칸막이 두께 20m, 1-2 석탄 백플레인 직접 충전 수층은 오타우계 회암, 칸막이입니다 석회분탄회와 오타우계 분탄회수력은 밀접하게 연결되어 있으며 수위가 동일하여 수층조로 간주될 수 있다. 현재 오회색 수위 75m, 20m, 10m 및 각 지뢰밭 석탄층의 최고 고도를 기준으로 5 번 석탄과 12 번 석탄의 최소 물 돌입 계수를 산출합니다 (예: 표10-/Kloc) 보이는 1 5 석탄과 1 2 석탄의 채굴, 후면판재와 오타우계 돌물은 매우 위험하다.
표 10- 17 초작광구 태원조 최소 물 돌입 계수
물 돌입 시스템 번호를 이용하여 광구' 2 호 석탄 (1 호 석탄)' 의 암용 물 돌입 위험성을 초보적으로 평가하다. 물 돌입 계수에 따라 평가는 다음과 같은 ⅳ 레벨로 나뉩니다.
I 급, 무암용 물 돌입 위험구역,' 2 호 석탄 (1 5 호 석탄)' 은 암용 지하수위 이상, 하복암용수층에서 물 돌입의 위험은 없다.
ⅱ 급, 가벼운 물 돌입의 용암수 위험구역, 하조석탄은 암용지하수위 아래, 물 돌입 계수는 0 ~ 0.06 MPa/m 사이 지역이다 .....
ⅲ 급, 용암수 중간 물 돌입 위험 구역, 물 돌입 계수는 0.06 ~ 0. 1 MPa/m 사이인데, 이 지역의 물 돌입 계수는 석탄부가 제정한' 광산 수문 지질 규정' 물 돌입 위험 구역 임계값에 가깝다.
ⅳ 등급, 심각한 카르스트 물 돌입 위험 구역, 물 돌입 계수 > 0. 1 MPa/m
위의 계산 기준에 따르면 샘역 하탄층 암용 물 돌입 위험 평가 결과는 그림 10- 16 에 나와 있습니다.
그림 10- 16 에서 볼 수 있듯이, 탄광 암용 물 돌입 위험은 북서쪽에서 남동쪽으로 증가하여 지층 깊이와 암용 지하수 흐름과 일치한다. I, II 급 지역은 주로 시스템 북서부 산간 지역, 주촌 단절, 봉황산 밑바닥 북쪽 지역에 분포한다. ⅲ 급 벨트는 이장단층과 구리산 단층의 석탄계 지층에 평행하게 분포되어 있다. ⅳ 등급 지역은 카르스트 수계 남동부에 분포한다.
시스템의 각 영역에 대한 분포 영역은 다음과 같습니다.
카르스트 워터 돌입 위험 지역 (1 차) 면적 90km2 가 없습니다.
가벼운 카르스트 물 돌입 위험 지역 (2 차) 면적 23km2.
용암수 중등도의 물 돌입 위험 구역 (ⅲ 급) 면적은 18km2 입니다.
심한 카르스트 물 돌입 위험 구역 (ⅳ 등급) 면적 326 평방 킬로미터.
3. 광산 지역의 수질 피해 예방 및 통제에 관한 제안
1)ⅱ, ⅲ, ⅳ 등급 지역은' 삼탄' 채굴에 적합하지 않다.
2) 지역 단층을 따라 일정한 두께의 보안 석탄 기둥을 남겨둡니다. 두께는 300 미터 이상이어야 합니다. 이 단층들은 봉황산 단층, 구리산 단층, 방장단층, 마방단층, 우하단층 등을 포함한다. 일반 단층을 따라 있는 보안 석탄 기둥의 두께는 50m 이상이어야 한다.
3) ⅲ, ⅳ 급 지역에서 석탄을 채굴할 때는 채굴 과정에서 발생할 수 있는 미탐단층과 암용 함락 기둥에 충분한 주의를 기울여야 하며,' 의문이 있을 때 먼저 탐구하고 발굴하라' 는 원칙을 적용해 물 돌입 사고를 방지해야 한다.
4) ⅲ, ⅳ 급 지역의 석탄 채굴에 대해서는 광구 수문 지질 조건을 충분히 파악한 기초 위에서 암용물 돌입 문제에 대해, 현지 조건에 따라 탄광석탄계 회암 은복노두주유류 폐쇄 공사, 물돌입 지점 지상 시추공 그라우팅 봉쇄공사, 광산익 (구) 격리 기술 및 강제 배수 기술 적용, 석탄층 바닥 수층의 배수 강하 공사 및 그라우팅 개조, 작업면을 이용할 수 있다.
셋째, 고형 폐기물의 저장 및 이용을 줄인다
석탄 맥석의 이용은 주로 세 가지 방법이 있다. 첫째, 석탄 맥석을 사용하여 석탄이없는 소결 벽돌을 생산합니다. 구체적인 방법은 성숙한 벽돌 제조 기술을 채택하여 석탄 맥석을 분쇄한 후 20% 의 연탄가루를 첨가하고, 원래의 석탄 맥석 속의 점토 광물과 잔여 열값을 이용하여 석탄 맥석 벽돌로 소결시키는 것이다. 초작에는 이미 석탄 맥석 벽돌 공장 5 개, 터널 가마 생산 라인 14 개가 건설되었다. 2005 년 석탄 맥석 벽돌 6543.8+0 억 2000 만 원 생산, 판매 수입 6543.8+0.43 만원, 연간 석탄 맥석 30 만 톤 소비. 두 번째는 석탄 맥석을 이용하여 전기를 생산하는 것이다. 현재 4 개의 석탄 맥석 발전소가 건설되어 보일러 8 대, 총 설치 용량 194MW 를 종합적으로 활용하고 있습니다. 2005 년 석탄 맥석 발전량 654.38+0.25 억 kW·h, 판매 수입 2 억 5 천만 원, 석탄 세척 가공으로 인한 석탄 맥석 연간 소비 70 여만 톤. 셋째, 무너진 지역은 석탄 맥석을 충전하여 매년 10000 t 이상을 소비한다. 석탄 맥석 언덕
그림 10- 16 구리산천역 하조탄광 용암수 시스템 물 돌입 위험 평가 구역도.
주변에 집도랑과 침전지를 짓고, 돌산 산비탈에 빗물을 모으고, 강수 빗물은 돌운송 도로와 돌산에 물을 뿌리고, 먼지를 줄이고, 광산 지역의 지상 환경을 개선하는 데 쓰인다. 석탄 맥석 더미는 토양 불 침투를 덮고 나무 또는 꽃을 심어야합니다.