一种废弃矿井废水污染防治方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废弃矿井废水污染防治方法，尤其涉及以矿山固体废弃物为原材料制备浆料、采用间隔方式修建密闭隔离固化体、对废弃矿井进行间隔栓塞密闭封堵、实现对矿井废水污染有效防治的技术。
【背景技术】
[0002]随着采矿活动的终止，大量的矿井被废弃，一旦矿井退役，生产排水停止，井内就会产生大量的矿井涌水。由于矿体伴生着多种金属和硫化矿物，矿井壁及井内废石在空气、水和微生物的共同作用下，发生氧化反应生成强酸性物质，进而溶出矿石中的多种重金属离子，产生含铜、铁、铅、锌、镉、砷等污染物的酸性废水，不仅涌出地表造成矿区及受纳水体重金属污染，而且通过矿区地层裂隙、断层等通道造成地下水串层污染。
[0003]针对废弃矿井产生的矿井废水污染问题，目前主要采用三类方法进行防治，其一是疏干排水，即将矿井废水抽提至地面进行处理，处理达标后排放；其二是对矿井井口进行封闭，其三是对废弃矿井进行充填。采用疏干排水方式防治废弃矿井水污染不仅需要大量废水处理费用，而且存在破坏地下水环境自然状态、导致地下水水位降低、诱发岩溶塌陷产生的风险，而且该方式将井下污染物源源不断转移至地表，易造成矿区及受纳水体污染；对矿井井口进行封闭的方法能有效防止矿井废水外排，而且能通过隔绝空气抑制矿物中有害重金属元素的溶出，解决废弃矿井废水污染问题，但废弃矿井内大量积水易引起溶岩坍塌，而且在下层矿井挖掘、开采过程中，废弃矿井内大量积水易通过矿区地层裂隙和断层涌入下层矿井，造成下层服役矿井透水事故，造成人员死亡与财产损失；废弃矿井充填方法可有效解决矿井水污染问题，但该方法充填量极大，导致成本极高，且井下物料运输多、劳动量大，且施工周期长。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种废弃矿井废水污染防治方法，具体是以矿山固体废弃物和胶凝剂为原材料制备浆料，采用间隔方式由里向外沿废弃矿井修建密闭隔离固化体，对废弃矿井进行间隔栓塞密闭封堵，实现对矿井废水污染的有效防治，实施过程如下:(1)将矿区大量堆存的矿山固体废弃物与胶凝剂和水按照一定比例制成浆料；(2)将上述浆料输送至矿井内，以其为材料按一定间隔由里向外沿矿井修建密闭隔离固化体，完成废弃矿井废水污染防治。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种废弃矿井废水污染防治方法，将矿山固体废弃物、胶凝剂和水按一定比例制备浆料，采用制备的浆料以一定间隔距离由里向外修建一定厚度封闭隔离固化体，对废弃矿井进行栓塞封闭，实现对废弃矿井废水污染的防治。
[0006]进一步，所述矿山固体废弃物为废石、尾矿、冶炼渣和煤矸石中的一种或者几种。
[0007]进一步，所述胶凝剂为水泥、石灰、粉煤灰、炉渣、火山灰、黄土、沥青、环氧树脂中的一种或者几种。
[0008]进一步，所述矿山固体废弃物和胶凝剂的质量比例为1/100?100/1。
[0009]进一步，所述矿山固体废弃物和胶凝剂混合物与水的质量比为1/100?50/1。
[0010]进一步，所述封闭隔离固化体间隔距离为1?5000m。
[0011]进一步，所述封闭隔离固化体厚度为0.1?500m。
[0012]本发明的有益效果是:本发明以矿山固体废弃物和胶凝剂为原材料采用间隔方式沿废弃矿井修建密闭隔离固化体，对废弃矿井进行间隔栓塞密闭封堵，使废弃矿井处于缺氧状态，解决废弃矿井暴露于空气、在氧化环境条件下硫化物氧化生成酸性物质、酸性物质溶出重金属污染物从而导致的重金属污染问题；并且本发明提供的间隔充填方式，在发生透水情况下，仅单个隔室内积水透入下层服役矿井，透水量小，从而避免下层服役矿井内人员死亡与财产损失事故，可有效解决废弃矿井积水易造下层服役矿井透水事故的问题；本发明采用矿区堆存的固体废弃物为原材料，解决了矿区固体废弃物污染问题，而且固体废弃物价格低廉，尤其采用间隔方式回填，因回填量小，成本低廉。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]附图1为栓塞回填技术模型图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
[0016]实施例1
[0017]如图1所示，将矿山废石与胶凝剂(水泥+粉煤灰)按照7/3质量比混合，并与水混合制成固液质量比为3/1的浆料；将上述浆料输送至岩体￠)内的矿井巷道(1)内，以其为材料由里向外沿矿井巷道(1)修建厚度为5m，间隔距离为50m的密闭隔离固化体(2)，密闭隔离固化体之间形成隔室(3)，采空区(5)和隔室(3)内的积水被栓塞密闭，完成废弃矿井巷道(1)废水污染防治。
[0018]实施例2
[0019]将矿山尾矿与胶凝剂(水泥+沥青)按照5/2的质量比混合，并与水混合制成固液比为4/1的浆料；将上述浆料输送至岩体￠)内的矿井巷道(1)内，以其为材料由里向外沿矿井巷道(1)修建厚度为20m，间隔距离为100m的密闭隔离固化体(2)，密闭隔离固化体之间形成隔室(3)，采空区(5)和隔室(3)内的积水被栓塞密闭，完成废弃矿井巷道(1)废水污染防治。
[0020]实施例3
[0021]将矿山固体废弃物(废石+冶炼渣)与胶凝剂(水泥+粉煤灰+沥青)按照2/1的质量比混合，并与水混合制成固液比为5/2的浆料；将上述浆料输送至岩体(6)内的矿井巷道(1)内，以其为材料由里向外沿矿井巷道(1)修建厚度为50m，间隔距离为600m的密闭隔离固化体(2)，密闭隔离固化体之间形成隔室(3)，采空区(5)和隔室(3)内的积水被栓塞密闭，完成废弃矿井巷道(1)废水污染防治。
[0022]实施例4
[0023]将矿山固体废弃物(废石+尾矿+煤矸石+冶炼渣)与胶凝剂(水泥+沥青+黄土)按照1/1的质量比混合，并与水混合制成固液比为1/1的浆料；将上述浆料输送岩体(6)内的矿井巷道(1)内，以其为材料由里向外沿矿井巷道(1)修建厚度为500m，间隔距离为5000m的密闭隔离固化体(2)，密闭隔离固化体之间形成隔室(3)，采空区(5)和隔室(3)内的积水被栓塞密闭，完成废弃矿井巷道(1)废水污染防治。
[0024]实施例5
[0025]将矿山固体废弃物(废石+冶炼渣)与胶凝剂(水泥+粉煤灰+沥青)按照2/1的质量比混合，并与水混合制成固液比为3/2的浆料；将上述浆料输送至岩体(6)内的矿井巷道(1)内，以其为材料由里向外沿矿井巷道(1)修建厚度为150m，间隔距离为500m的密闭隔离固化体(2)，密闭隔离固化体之间形成隔室(3)，采空区(5)和隔室(3)内的积水被栓塞密闭，完成废弃矿井巷道(1)废水污染防治。
[0026]实施例6
[0027]将矿山固体废弃物(废石+尾矿+煤矸石+冶炼渣)与胶凝剂(水泥+沥青+黄土)按照6/1的质量比混合，并与水混合制成固液比为2/1的浆料；将上述浆料输送至岩体
(6)内的矿井巷道(1)内，以其为材料由里向外沿矿井巷道(1)修建厚度为200m，间隔距离为3000m的密闭隔离固化体(2)，密闭隔离固化体之间形成隔室(3)，采空区(5)和隔室(3)内的积水被栓塞密闭，完成废弃矿井巷道(1)废水污染防治。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护。
【主权项】
1.一种废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，将矿山固体废弃物、胶凝剂和水按一定比例制备浆料，将上述浆料输送至岩体内的矿井巷道内，采用制备的浆料以一定间隔距离由里向外修建一定厚度封闭隔离固化体，密闭隔离固化体之间形成隔室，对废弃矿井进行栓塞封闭，采空区和隔室内的积水被栓塞密闭，实现对废弃矿井废水污染的防治。2.根据权利要求1所述的废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，所述矿山固体废弃物为废石、尾矿、冶炼渣和煤矸石中的一种或者几种。3.根据权利要求1所述的废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，所述胶凝剂为水泥、石灰、粉煤灰、炉渣、火山灰、黄土、沥青、环氧树脂中的一种或者几种。4.根据权利要求1所述的废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，所述矿山固体废弃物和胶凝剂的质量比例为1/100?100/1。5.根据权利要求1所述的废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，所述矿山固体废弃物和胶凝剂混合物与水的质量比为1/100?50/1。6.根据权利要求1所述的废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，所述封闭隔离固化体间隔距离为1?5000m。7.根据权利要求1所述的废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，所述封闭隔离固化体厚度为0.1?500m。
【专利摘要】一种废弃矿井废水污染防治方法，其特征在于，将矿山固体废弃物、胶凝剂和水按一定比例制备浆料，将上述浆料输送至岩体内的矿井巷道内，采用制备的浆料以一定间隔距离由里向外修建一定厚度封闭隔离固化体，密闭隔离固化体之间形成隔室，对废弃矿井进行栓塞封闭，采空区和隔室内的积水被栓塞密闭，实现对废弃矿井废水污染的防治。
【IPC分类】E21F17/00, E21F17/103
【公开号】CN105298539
【申请号】CN201510674594
【发明人】彭先佳, 胡星云
【申请人】中国科学院生态环境研究中心
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月18日