1.一种基于注氮工艺的高硫酸盐矿井水井下原位预处理方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：根据煤矿水文地质条件、工作面生产状况、煤矿涌水量大小、采动影响选择适用于使用注氮工艺对高硫酸盐矿井水井下原位预处理的采空区（3）；

第二步：对第一步所述的采空区（3）进行单个采空区（3）储水水量计算；

第三步：布置水质监测系统，在采空区（3）水中装填pH传感器（3‑5）、溶解氧DO传感器（3‑6）、氧化还原电位ORP传感器（3‑7）、总溶解固体TDS传感器（3‑8）、浊度传感器（3‑9）、硫

2‑

酸根离子SO4 传感器（3‑10），对pH、溶解氧、氧化还原电位、TDS、浊度、硫酸根离子六种指标的实时监测，通过采空区（3）外的水质监测系统环网交换机（3‑11）将实时水质监测数据送至位于地面的终端服务器（3‑12）；

第四步：布置气体监测系统，在采空区（3）顶部装填氮气N2浓度传感器（3‑26）和硫化氢H2S浓度传感器（3‑27），对氮气和硫化氢两种气体的实时监测，两个传感器所测数据通过气体监测系统环网交换机（3‑28）将实时气体监测数据传送至位于地面的终端服务器（3‑12）；

第五步：布置制氮设备（3‑13），氮气（3‑25）通过采空区（3）侧面进气孔通入采空区（3），并在管道中设置六个氮气出气口，以保证采空区（3）氮气浓度分布均匀；

第六步，进行采空区（3）安全保障系统建设：安全保障系统包括防隔水煤柱（3‑1）、煤柱坝体（3‑2）、人工坝体（3‑3）、防水密闭墙（3‑4）建设，防隔水煤柱（3‑1）位于采空区（3）左侧，与采空区（3）相连，煤柱坝体（3‑2）位于采空区（3）两侧，与采空区（3）相连，人工坝体（3‑3）位于采空区（3）右侧，与采空区（3）相连，防水密闭墙（3‑4）位于人工坝体（3‑3）右侧，与人工坝体（3‑3）相连；

第七步：将高硫酸盐矿井水（3‑29）充入井下水仓（3‑30），同时将氮气（3‑25）充入井下水仓（3‑30）内的高硫酸盐矿井水（3‑29）中，实现对高硫酸盐矿井水（3‑29）的去氧处理，将去氧高硫酸盐矿井水（3‑31）通入采空区（3），经采空区（3）处理后的低硫酸盐矿井水（3‑32）经出水孔排出，提升至地面矿井水处理站进行深度处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于注氮工艺的高硫酸盐矿井水井下原位预处理方法，其特征在于，所述第一步中煤矿水文地质条件包括：a、使用注氮工艺对高硫酸盐矿井水井下原位预处理的采空区（3）范围内断层落差H≤

2m，断层带宽度M≤0.2m，断层倾角θ≤45℃，突水风险弱，断层切割巷道长度L≤2m；

b、煤矿煤层（1‑2）为近水平煤层，角度在0°8°之间，采空区垮落煤岩（1‑1）会就地堆~积，裂隙带两侧在开采边界外面，采空区导水裂隙带（1‑4）呈马鞍形；

c、使用注氮工艺对高硫酸盐矿井水井下原位预处理的采空区导水裂隙带（1‑4）高度未沟通上覆含水层（1‑5）；

d、井田内受采掘破坏或者影响的含水层（1‑5）为孔隙含水层或裂隙含水层，无岩溶发育，单位涌水量在0.1L/(s·m) 1.0 L/(s·m)之间，渗透系数在1.0 m/d  15 m/d之间；

~ ~

e、井田内受采掘破坏或者影响的含水层（1‑5）水中硫酸根离子含量低于煤矿矿井水中硫酸根离子含量，矿化度低于煤矿矿井水矿化度；

f、煤矿工作面平均温度在20℃ 35℃，煤矿采空区垮落煤岩（1‑1）在还原条件下能够释~放有机质，使得采空区矿井水中总有机碳含量在1 10mg/L范围内；

~

g、所述第一步中煤矿工作面生产状况选择条件为煤矿井田范围内工作面应已回采结束，或是只剩1‑2个工作面正在回采；

3 3

h、所述第一步中煤矿涌水量大小选择条件为煤矿涌水量200m/h < Q涌水量< 2000m/h；

i、所述第一步中采动影响选择条件为煤层顶板上覆岩层（2）因采动影响产生大量裂隙（2‑1），体裂隙率即岩石中裂隙的体积与包括裂隙在内的岩石体积之比在1% 5%之间。

~

3.根据权利要求1所述的一种基于注氮工艺的高硫酸盐矿井水井下原位预处理方法，其特征在于，所述第二步中采空区（3）储水水量计算公式为：V=h×μ×n×A

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式中，V —采空区储水水量，m；

h —采空区冒落带（1‑3）高度，m；

μ —采空区垮落煤岩（1‑1）的给水度；

n —采空区裂隙率；

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A —采空区面积，m。