淤泥治理方案

关于小岭硫铁矿井下淤泥治理方案1、矿山地质概述小岭硫铁矿为硫铁矿矿床，矿床自上而下出露的地层为第四系粘土、亚粘土；上侏罗统砖桥组、龙门院组火山岩、次火山岩；中侏罗统罗岭组角状灰岩、泥质粉砂岩；深部为正长岩。主要含水类型为（1）松散岩类孔隙微弱含水带、泥化次火山岩；（2）凝灰岩裂隙极弱含水带；（3）硅化、黄铁矿化火山碎屑岩、粗安斑岩孔洞裂隙中等含水带；（4）绿泥石化、水云母化、红长石化粗安斑岩、正长岩裂隙水弱含水带。矿区岩石硬度在6~8之间，属于半坚硬至软弱岩石，岩石易遇水膨胀崩解、泥化。根据地质估算，矿山井下正常涌水量3228.56m³/d，最大涌水量12164m³/d。2、存在问题矿山的前期是老的民营企业，随着塌陷区不断扩大，到雨季会产生大量的水和淤泥，加上井下生产中段的不断下降，+90米中段的回采逐步缩小，越来越多的探矿掘进和采矿工程集中在+80米中段，机械设备和铲车多在+80米中段运行，加上岩石的硬度比较低，产生的淤泥、污水等不能直接从地表排放，导致+80米中段的淤泥堆积、污水积压严重。造成了矿井生产环境恶劣，安全生产环保压力大。同时，淤泥中含有15%以上的硫资源无法回收，造成了资源浪费严重。矿山对矿井中的泥浆进行了取样分析，获得泥浆中硫的含量大部分在15％以上，少部分在14～15％之间，超过矿山实际的采矿出矿品位（12％~14％之间）。说明何家小岭硫铁矿矿井中的泥浆矿是有价值的。3、排水方案的确定针对以上存在的问题，我矿提出如下解决方案：决定在+80m以下设置两个水仓，用来收集废水和淤泥的沉淀。沉淀后的上清液用泵抽到污水处理站进行处理，达标后再返回选矿系统循环使用，不外排。水仓中沉淀后的淤泥定期进行人工清理运至地表，晒干后再返回选矿破碎系统，变废为宝，节约硫资源。4、应注意问题（1）、水仓施工应严格按实际需要进行施工，均应在巷道区段低洼处施工水仓（具体由生产部具体现场标注），水仓尺寸尤其深度要保证，使水通过巷道底板渗入水仓，减少巷道积水。（2）水仓周围铺垫石子，减少周围淤泥；水仓上沿砌砖加滤网，防治淤泥流入。（3）及时清理水仓，及时抽排水，保证水仓水位较低，增加水渗入量。（4）各掘进工区施工巷道时，清理巷道内积水、淤泥要及时，不能拖延，减少车辆的碾运、搅拌，利用集水水仓沉淀淤泥、抽排清水并不定期清理淤泥。5、泵房位置的选择水仓是用来专门储存矿井污水的巷道，水仓主要有两个作用：一是储存、集中矿水，排水设备可以将水从水仓排出至地面。为了防止断电或排水设备发生故障被迫停止运行时淹没巷道，主泵房的水仓应有足够大的容积，必须能容纳8小时正常涌水量。二是沉淀污水，因为从采掘工作面到水仓的流动过程中，矿水夹带有大量的悬浮物和固体颗粒，为防止排水系统的堵塞和减轻排水设备的磨损，所排污水要在水仓中进行沉淀，根据颗粒沉降理论，为了达到能把大部分细微颗粒沉淀于仓底，水仓中水流速度必须小于0.005m/s，而且流动时间要大于6小时。为了在清理水仓的沉淀物的同时，又能保证排水设备的正常工作，水仓至少有两个，一个主水仓，一个副水仓，以便清理时轮换使用。水泵房是专门为安装水泵、电机等设备而设置的硐室，大多数排水泵房布置在井底车场附近。这样布置的特点主要有：（1）排水设备运输方便（2）缩短了管线长度，节约材料、减少了管路水头损失，同时增加了排水工作的可靠性。（3）井底车场附近，通风条件良好，改善了水泵与电机的工作环境。（后附水仓位置示意图）6、水泵的选型与计算根据《矿山安全规程》的要求，主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵的能力应能在20h内排除矿井24h的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，并且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大泳水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。排水管路必须有工作和备用水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排完24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。6.1、水泵必须排水能力计算正常涌水期hmqqQzzB/43.16152.1342.12.120243最大涌水期hmqqQ/23.60886.5062.12.120243maxmaxmax式中BQ——工作水泵具备的总排水能力，3/mh；maxQ——工作和备用水泵具备的总排水能力，3/mh；zq——矿井正常涌水量，3/mh；maxq————矿井最大涌水量，3/mh。6.2、水泵所需扬程估算由于水泵和管路均未确定，无法确切知道所需的扬程，所以需进行估算，即mHHsyB68.2574.0415ηg式中BH——估算水泵所需扬程，m；syH——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取syH=井底与地面标高差+4（井底车场与吸水井最低水位距离），m；g——管路效率。当管路在立井中铺设时，g=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角30时,g=0.83～0.8；＝30～20时，g＝0.8～0.77；＜20时，g＝0.77～0.74。6.3、水泵的型号及台数选择6.3.1、水泵型号的选择根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。从水泵产品目录中选取IS250-200-315型号泵，流量380m3/h额定扬程35.5m。则：6.3.2、水泵级数的确定72.05.3568.25HiBHi取i=1级式中i——水泵的级数；iH——单级水泵的额定扬程，m。6.3.3、水泵台数确定工作泵台数42.038043.161≥Qe1BQn取n1=1备用水泵台数n2≥0.7n1=0.7×1=0.7和n2≥Qmax/Qe-n1=608.23/380-1=0.6取n2=1检修泵数n3≥0.25n1=0.25×1=0.25，取n3=1因此，共选3台泵。7、管路的选择7.1、管路趟数及泵房内管路布置形式根据泵的总台数，选用典型三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，一台泵向一趟管路供水；最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量，故从减少能耗的角可采用两台泵向两趟管路供水，从而可知每趟管路内流量Qe等于泵的流量。7.2、管材的选择由于作为永久性使用，确定采用无缝钢管。7.3、排水内径mmvQQdpp299.0~247.02.2~5.13800188.00188.0πv36004p式中pd——排水管内径，m；Q——排水管中的流量，3/mh；pv——排水管内的流速，通常取经济流速pv＝１.５～２.２（ｍ／s）来计算。从表1－１预选Φ299×８无缝钢管，则排水内径pd=（299-2×8）mm=283mm表1-1热轧无缝钢管（YB231-70）外径/mm壁厚/mm外径/mm壁厚/mm外径/mm壁厚/mm893.5～24.01464.5～36.02737.0～50.0953.5～24.01524.5～36.02998.0～75.01023.5～28.01594.5～36.03258.0～75.01083.5～28.01685.0～45.03518.0～75.01144.0～28.01805.0～45.03779.0～75.01214.0～32.01945.0～45.04029.0～75.01274.0～32.02036.0～50.04269.0～75.01334.0～32.02196.0～50.04599.0～75.01404.5～36.02457.0～50.04809.0～75.0常用壁厚尺寸系列2.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.51011121314151617181920222528303236405056606370757.4、壁厚验算p0.40.5d11.3pCp式中pd——所选标准内径，cm；z——管材许用应力。焊接钢管z=60MPa，无缝钢管z=80MPa；p——管内水压，考虑流动损失，作为估算0.011pa；C——附加厚度。焊接钢管0.2Ccm，无缝钢管0.1~0.2Ccm。所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。吸水管壁厚不需要验算。cm8.0cm192.00.151]-80.011x25.6×1.3-8080.011x25.6×0.48028.3[×5.0因此所选壁厚合适。7.5、吸水管径根据选择的排水管径，吸水管选用Φ273×８无缝钢管泵房管路布置图