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响应面优化钙矾石沉淀法去除闭坑煤矿老窑水中硫酸根

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工业水处理 2024年

作者：李晴李硕阳胡紫如苗志加代峰刚闫巧芝余琪琪赵志瑞河北地质大学水资源与环境学院河北省高校生态环境地质应用技术研发中心河北省水资源可持续利用与开发重点实验室

为降低煤矿闭坑老窑水对水环境危害，开展了钙矾石{Ca6〔Al(OH)6〕2(SO4)3·26H2O}沉淀法去除老窑水中高浓度SO42-、Fe3+和Mn2+的条件优化研究。单因素试验系统分析了pH、n(Al3+)/ n(SO42-)和n(Ca2+)/ n(SO42-)改变对SO42-去除效果及Ca2... 详细信息

为降低煤矿闭坑老窑水对水环境危害，开展了钙矾石{Ca6〔Al(OH)6〕2(SO4)3·26H2O}沉淀法去除老窑水中高浓度SO42-、Fe3+和Mn2+的条件优化研究。单因素试验系统分析了pH、n(Al3+)/ n(SO42-)和n(Ca2+)/ n(SO42-)改变对SO42-去除效果及Ca2+和Al3+残留量的影响，结果表明，pH 11.5，n(Al3+)/ n(SO42-)=0.8，n(Ca2+)/ n(SO42-)=1.5，反应时间为1 h，SO42-去除率达到最大值81.85%，Ca2+和Al3+平均残留量分别为18.05 mg/L和29.96 mg/L。采用Box-Behnken响应面法对工艺条件进行优化，模型显示最优工艺条件为pH=11.557、n(Ca2+)/ n(SO42-)=1.705、n(Al3+)/ n(SO42-)=0.858，SO42-最佳去除率为85.787%，Al3+、Ca2+平均残留量分别为2.32 mg/L和29.64 mg/L，二次污染低，实验结果可为闭坑煤矿老窑水高浓度硫酸根离子去除提供技术参考。

关键词：闭坑煤矿老窑水钙矾石硫酸根去除响应面

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TEM一维反演技术在老窑水勘查中的应用

煤田地质与勘探 2018年第1期46卷 148-153页

作者：马炳镇中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

近年来,瞬变电磁法已成为煤矿水文地质勘查方面首选的物探手段,但受勘探精度所限,在以巷采方式为主的老窑积水勘查中应用较少。利用瞬变电磁法多年来所取得的探测经验,通过对OCCAM反演技术进行深入研究,应用该反演方法对探测资料进行解... 详细信息

近年来,瞬变电磁法已成为煤矿水文地质勘查方面首选的物探手段,但受勘探精度所限,在以巷采方式为主的老窑积水勘查中应用较少。利用瞬变电磁法多年来所取得的探测经验,通过对OCCAM反演技术进行深入研究,应用该反演方法对探测资料进行解释,在宁夏盐池某煤矿成功探测了老窑积水的位置及分布范围,并得到了后期钻探验证,勘查成果为矿井防水系统的设立和综合防治水体系的构建提供有力的依据和基础资料。采用瞬变电磁法探测以巷采方式为主的老窑积水,选取有效的反演方法予以解释,可以在浅、中埋深地区取得较好的勘探效果。

关键词：瞬变电磁法巷采 OCCAM反演老窑水

老窑水对阳泉山底河流域水生态环境的影响及防治对策研究

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老窑水对阳泉山底河流域水生态环境的影响及防治对策研究

作者：吕欣山西大学

学位级别：硕士

为了探明老窑水对山底河水生态环境的影响,于2020年山底河的平水期、丰水期及枯水期在阳泉市进行渗出地表老窑水、山底河水和沉积物的采集。在此期间,采用原子吸收光谱法、铬酸钡分光光度法、火焰原子吸收分光光度法等对采集样品进行理... 详细信息

为了探明老窑水对山底河水生态环境的影响,于2020年山底河的平水期、丰水期及枯水期在阳泉市进行渗出地表老窑水、山底河水和沉积物的采集。在此期间,采用原子吸收光谱法、铬酸钡分光光度法、火焰原子吸收分光光度法等对采集样品进行理化因子含量的检测;采用16S r RNA基因高通量测序技术分析样品细菌群落的组成特征,并绘制样品稀释性曲线图、属水平下的物种分布柱状图、样品间物种组成差异PCo A图和环境因子相关CCA图;采用生物显微镜观察和记录水样中浮游生物的种类和数量,并对所得结果进行Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和Jaccard群落相似性系数Q计算。通过对比分析研究老窑水对山底河及沉积物理化特性、浮游植物和细菌群落组成的影响,结果表明:（1）老窑水汇入山底河后,会显著降低河水和沉积物的p H值,使铁含量显著升高,河水中的Mg、Mn、Cu、Zn和Cd的含量也显著增大。（2）在山底河中共检测出14种浮游藻类,分别隶属于蓝藻门、硅藻门、裸藻门和绿藻门,河中未发现有底栖生物和浮游动物的存在。在小沟煤矿老窑水渗出点处的河水中,仅有短缝藻属和裸藻两种藻属出现,而在未受污染的山底河中,颤藻、舟形藻属和茧型藻属占据主体优势。根据浮游植物多样性评价指标可得:山底河浮游植物种类多样性整体偏小,河水呈重污染状态,老窑水汇入后会显著加重河水的污染程度,不仅导致浮游植物种类多样性显著降低,还极大改变了原有浮游植物群落的组成结构。（3）老窑水会显著降低山底河细菌群落多样性及丰度,使水中出现大量的铁卵形菌属Ferrovum、嗜酸菌属Acidiphilium、酸硫杆菌属Acidithiobacillus和钩端螺旋菌属Leptospirillum,这些细菌受河水的p H,Mg和Ca含量影响较大。水中还出现了耐酸性的原生动物Euglena＿mutabilis和未定名的Epipyxis＿sp.＿PR26KG。而在未受污染的河水中,主要以不动杆菌属Acinetobacter和嗜冷杆菌属Psychrobacter等致病菌为主、在平水期和枯水期还分别出现了少量的鞘氨醇杆菌属Novosphingobium和普雷沃菌属Prevotella＿9。（4）在受老窑水污染的沉积物中,细菌群落的多样性及丰度显著降低。沉积物中也出现了大量的嗜酸性铁硫代谢菌,但与水样中的种类不完全相同。除嗜酸菌属Acidiphilium、钩端螺旋菌属Leptospirillum、铁卵形菌属Ferrovum外还出现了Metallibacterium、铁卵形菌属Ferrovum、高铁微菌属Ferrimicrobium和高铁丝菌属Ferrithrix;原生动物Euglena＿mutabilis虽也出现,但不具有优势。Euglena＿mutabilis和前四种菌属受金属铁的含量影响较大。总之,老窑水汇入山底河后,极大改变河水的生态环境,本研究从环境生态学的角度研究并提示人们防治老窑水危害刻不容缓,建议阳泉市现存煤业在后期采煤期间加强对水环境影响的调查和监测力度,做好闭坑工作,采用“中和-人工湿地+细菌联动”工艺处理地表老窑水。

关键词：老窑水水生态环境浮游植物细菌群落多样性防治对策

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井下定向钻进技术在矿井老窑水治理中的应用

煤炭科学技术 2014年第10期42卷 106-108,112页

作者：曹主军周建军宋红娟神华宁夏煤业集团能源工程公司宁夏银川750021

针对神华宁夏煤业集团公司石炭井焦煤分公司一号井老窑水对二号井安全开采造成的安全隐患问题,通过分析一号井与二号井的边界关系、水力联系,以及现场地质、施工条件,应用具有先进定向功能的井下定向钻进技术,自二号井向一号井上组煤回... 详细信息

针对神华宁夏煤业集团公司石炭井焦煤分公司一号井老窑水对二号井安全开采造成的安全隐患问题,通过分析一号井与二号井的边界关系、水力联系,以及现场地质、施工条件,应用具有先进定向功能的井下定向钻进技术,自二号井向一号井上组煤回风上山实施了7个长距离定向钻孔,4个钻孔施工至巷道内且成孔后单孔初始涌水量达到80~130 m3/h,水头压力达到1.8 MPa,疏放水190d后一号井老窑水水头高度下降了6 m。最后针对钻孔与巷道贯通时采空区内淤泥瞬间涌出,造成卡钻、水头压力高导致钻孔施工安全隐患等问题,提出具体的技术解决方案。

关键词：老窑水定向钻进随钻测量系统涌水量封孔技术

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乌海老窑水磁共振方法探测应用研究

乌海老窑水磁共振方法探测应用研究

作者：李聪吉林大学

学位级别：硕士

我国的矿井水害是制约我国煤炭生产与发展的关键因素，在一些矿区由于小煤矿不合理的开发、开采，破坏了防水煤柱，形成大量的采空区，进而形成采空区积水，俗称“老窑水”。由于老窑水给煤田勘探开发带来巨大危害，因此，在矿井防治水... 详细信息

我国的矿井水害是制约我国煤炭生产与发展的关键因素，在一些矿区由于小煤矿不合理的开发、开采，破坏了防水煤柱，形成大量的采空区，进而形成采空区积水，俗称“老窑水”。由于老窑水给煤田勘探开发带来巨大危害，因此，在矿井防治水害工作中，把老空水的防治作为首要任务。探查水源的方法有地质、物探、钻探、遥感和化探等方法。用磁共振方法是目前国际上直接找水的新方法，能够对突涌水体的含水量、孔隙度、含水层位置等水文地质参数进行直接探测，对于特殊地质条件下的地下水数据的采集具有重要的现实意义。运用一台磁共振方法仪器寻找地下水时，工作效率不高，在实际探测过程中每一个测点的测量工作需要花费大量的时间。为了提高探测工作效率，本文提出采用两台磁共振仪器共同工作。但任意两台磁共振仪器铺设在地表的线圈之间在一定范围内存在相互干扰，因此如何在某一区域范围内确定两个线圈的距离尤为重要，借此以提高野外工作效率并保证采集到的数据准确和有效。针对工作中任意两线圈相互之间的干扰问题，本文进行了深入研究。首先，建立磁共振仪器探测地下水的基本模型，分析磁共振信号的影响因素计算得到磁共振仪器探测地下水的有效信号值，其值为46.64nV。其次，建立磁共振天线的模型。根据地球物理方法中的面积等效原理，采用实际的小尺寸测量天线对提出的仿真模型及计算结果进行验证，并运用该模型模拟乌海矿区实际勘探情况，仿真计算出两台磁共振仪器共同工作时两线圈之间的可靠距离，当两工作天线之间的距离为1900m时，其干扰可以忽略不计。最后，通过在乌海测区的数据进行分析，验证了实际勘探工作中采用两台仪器在本文给出的可靠距离内进行同时探测是有效和准确的。

关键词：老窑水 MRS 采空区正演计算距离

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老空、老窑水的充水特征及防治对策

中国煤炭 2004年第3期30卷 34-35,54页

作者：刘国林段绪华华北科技学院

针对目前老空、老窑水的突水情况 ,总结分析了老空、老窑水的充水特征及突水原因 ,并提出了有效的预防措施 ,这对目前抑制矿井水害事故。

关键词：噪矿安全生产矿井突水老窑水老空水

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老窑水水害预测与防治措施分析

山东煤炭科技 2017年第6期35卷 148-150页

作者：苏建国山西汾西矿业集团公司山西介休032000

参考经验公式及理论计算公式对工业广场附近首个采煤面靠近采空区煤壁及底板破坏深度进行计算,计算结果可知,煤壁破坏深度为8m,底板破坏深度为13.4m,安全防隔水煤(岩)柱的尺寸为27.6m,矿方与设计部门最终确定留设防水煤柱30m,重新设计的... 详细信息

参考经验公式及理论计算公式对工业广场附近首个采煤面靠近采空区煤壁及底板破坏深度进行计算,计算结果可知,煤壁破坏深度为8m,底板破坏深度为13.4m,安全防隔水煤(岩)柱的尺寸为27.6m,矿方与设计部门最终确定留设防水煤柱30m,重新设计的101工作面走向向南旋转14°,调整后101工作面基本摆脱了老空水水害的威胁。

关键词：老窑水水害分析工作面调整

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汾西矿区复杂老窑水矿井瞬变电磁法探测研究

能源与环保 2018年第7期40卷 152-155页

作者：杨立彪山焦汾西矿业集团地测处山西介休032000

汾西矿区众多小煤窑形成复杂的采空区,老窑水具有隐蔽性、复杂性和突发性,对矿井安全生产形成巨大威胁。探讨了阻尼最小二乘法的反演过程,应用矿井瞬变电磁法的相关原理及探测方法,分析了老窑富水性的地物特征,对掘进面超前探测数据反... 详细信息

汾西矿区众多小煤窑形成复杂的采空区,老窑水具有隐蔽性、复杂性和突发性,对矿井安全生产形成巨大威胁。探讨了阻尼最小二乘法的反演过程,应用矿井瞬变电磁法的相关原理及探测方法,分析了老窑富水性的地物特征,对掘进面超前探测数据反演后得到的结果进行了解释和验证。研究表明,矿井瞬变电磁法对老窑水的探测具有很好的效果,为老窑水防治提供了可靠依据。

关键词：矿井瞬变电磁法阻尼最小二乘法巷道超前探测老窑水

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流舍矿防治老窑水的做法与效果

江西煤炭科技 2010年第2期 12-14页

作者：孙森林新洛煤电公司流舍矿江西丰城331107

从管理与技术方面介绍了流舍矿老窑水的防治措施及其取得的效果。

关键词：老窑水防治效果