礦井水資源可持續(xù)利用與處理技術(shù)研究

張栓亮

【摘 要】 隨著生活水平的提高，人們對(duì)水的需求量越來(lái)越大，因此，最大限度的節(jié)約用水便成為了時(shí)下最熱門(mén)的話(huà)題。實(shí)現(xiàn)礦井水處理后綜合利用是解決煤礦缺水和礦井水污染環(huán)境的最佳選擇，達(dá)到社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三個(gè)效益的統(tǒng)一。煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源，又是一種寶貴的水資源。

【關(guān)鍵詞】 礦井水 清水來(lái)源 處理方法

1 概述

煤炭在開(kāi)采和利用過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題是十分嚴(yán)重的，其中水污染是突出的環(huán)境問(wèn)題之一。缺水問(wèn)題，影響了礦區(qū)居民的生活及煤礦的正常生產(chǎn)，制約了煤炭工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。據(jù)調(diào)查，北方煤礦70%缺水，40%為嚴(yán)重缺水，入均生活用水量不足0.06/d。即只有正常用水指標(biāo)的1/2。隨著我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，缺水間題將越來(lái)越突出。

在神東煤炭公司，石圪臺(tái)煤礦是主要的水源供應(yīng)地，和其它礦井相比，我礦收集到的清水、沉淀水含懸浮物、化學(xué)物質(zhì)及污濁度相對(duì)較低，經(jīng)過(guò)處理后不但可以澆灌蔬菜、莊稼，也達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。因此作為石圪臺(tái)煤礦主要供水部門(mén)--機(jī)電二隊(duì)，便肩負(fù)起了礦區(qū)人民生產(chǎn)、生活用水的重?fù)?dān)。石圪臺(tái)煤礦約50%的清水來(lái)自于22煤，機(jī)電二隊(duì)經(jīng)過(guò)近2年的系統(tǒng)技術(shù)改造，使各泵房的水泵運(yùn)行更趨于合理，并且大大改善了礦區(qū)的飲用水質(zhì)。

2 礦井水的特征和類(lèi)型

井下涌出的礦井水主要來(lái)源于地下水，包括地面滲透水和巖石裂隙水等。礦井水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系地層礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)礦井水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。

礦井水可分為潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水和特殊污染型礦井水等五種類(lèi)型。它具有地下水的特征，但由于受到人為的污染，又具有地表水的一些特點(diǎn)。

礦井排水量受礦區(qū)水文地質(zhì)條件的影響較大，各地相差懸殊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)一噸原煤，井下排水量約為0.5-10m3，平均涌水量約3m3。礦井廢水的污染程度較其他工業(yè)廢水輕，有機(jī)污染物很少，一般不含有毒物質(zhì)，只是經(jīng)常在酸度、懸浮物、濁度、硬度、礦化度、硫酸鹽、氟化物等方面超標(biāo)。適于作回用水水源。

3 礦區(qū)清水的來(lái)源

石圪臺(tái)礦水源主要來(lái)自：井下各個(gè)綜連采面及輔助單位抽排出的生產(chǎn)用水經(jīng)過(guò)沉淀后而來(lái)以及采空區(qū)積水、探放水的收集。生產(chǎn)用水回灌經(jīng)沉淀而來(lái)的水質(zhì)相對(duì)較差，需首先作為污水收集，經(jīng)處理后方可使用；采空區(qū)積水和探放水水質(zhì)相對(duì)較好，可作為清水直接收集。因此，井下水源可分為污水沉淀水和清水，如下所示：

3.1 未處理污水沉淀水收集

未處理污水沉淀水經(jīng)沉淀處理后用作清水，主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：

第一，中央一號(hào)泵房：12煤、22煤北翼和22上301及302面綜連采面排水、其他單位的設(shè)備和巷道沖洗后的污水，少量來(lái)自31煤各面的污水。第二，22302泵房：22煤南翼、22304面、22305面、22405面和輔助單位的設(shè)備和巷道沖洗后的污水?；毓嘀?2301、22302采空區(qū)，經(jīng)過(guò)2000米左右的采空區(qū)緩慢自流沉淀后，再通過(guò)22301泵房排往地面四千方水池來(lái)供應(yīng)31煤生產(chǎn)消防用水、地面洗煤廠生產(chǎn)用水、地面消防用水，以及排往考考賴(lài)水廠凈化后供人們生活飲用。

3.2 清污分流

對(duì)于井下個(gè)別區(qū)域，由于該處同時(shí)存在清、污水，可能混淆、造成清水污染的現(xiàn)象，我隊(duì)想到利用“清污分流”的方法解決這個(gè)問(wèn)題：即分別設(shè)置清、污水泵，根據(jù)周?chē)h(huán)境的水質(zhì)情況，隨時(shí)決定使用什么水泵進(jìn)行排水。

3.3 直接清水收集

主要有以下幾個(gè)方面的來(lái)源可以作為直接清水：

第一，采空區(qū)、老塘水的采集：將采空區(qū)、老塘水排放至水倉(cāng)，然后用適當(dāng)功率的水泵直接進(jìn)行清水收集；

第二，探放水采集：井下各點(diǎn)的探放水，如水大可直接接入系統(tǒng)；如水小則用蓄水槽集中到水箱中再進(jìn)行收集；

第三，水量較大時(shí)對(duì)閑置管路的利用：部分區(qū)域管路使用率較高、水流量較大，為保證清水收集順暢無(wú)阻礙，將周?chē)e置注氮管加以改造，用作收集清水；

第四，巷道分散清水源水箱收集：個(gè)別巷道因?yàn)榍逅催^(guò)于分散或由于環(huán)境因素不便修筑水倉(cāng)，故增設(shè)水箱，將全部清水集中到一起進(jìn)行收集。

4 做好保護(hù)水質(zhì)宣傳工作

（1）水是大地的血脈，是一切生命的源泉。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)供水的需求量越來(lái)越大，此時(shí)，我們不得不面對(duì)一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題：在供水短缺的情況下，如何避免水質(zhì)污染。

（2）各個(gè)區(qū)隊(duì)尤其是綜連采和運(yùn)轉(zhuǎn)隊(duì)的工友們可以把井下的乳化液及一些清洗過(guò)設(shè)備有油垢的廢機(jī)油等升井。據(jù)了解像乳化液一類(lèi)的油性物質(zhì)，在處理的過(guò)程中是不能夠把有害物質(zhì)過(guò)濾掉的，有一部分有害物質(zhì)繼續(xù)伴隨著飲用水被我們每一位礦區(qū)生活的人員所食用，所帶來(lái)的后果我們可想而知；還有井下每位員工吃過(guò)的飯盒、剩飯及一些有害垃圾和廢舊材料要及時(shí)升井，不要扔到采空區(qū)，這樣不但可以減少井下老鼠的數(shù)量，而且能減少由于廢舊材料氧化而產(chǎn)生有害物質(zhì)。同時(shí)能保證井下水質(zhì)利用率。更能保證人們的生活利益和身體健康！

（3）我們每使用一立方水的成本是多少呢？其實(shí)這個(gè)答案很難用一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)字回答！我們將收集起來(lái)的污水排往采空區(qū)沉淀后排往地面水廠，經(jīng)處理后再排往各生活、生產(chǎn)區(qū)域。該過(guò)程中設(shè)備的損耗及維護(hù)、人員的勞動(dòng)力等各項(xiàng)費(fèi)用綜合起來(lái)就是一筆不菲的支出。對(duì)我們而言，水雖然來(lái)自大自然的無(wú)償提供，但卻需要后期投入大量的人力、物力、財(cái)力才能使用，并非坐享其成。

5 礦井水資源節(jié)約效果

（1）原來(lái)井下采空區(qū)清水包括探放水大部分流入巷道或水溝，只有少量得到了利用，造成大量的資源浪費(fèi)。經(jīng)改革，該現(xiàn)象如今已有重大改觀，不再肆意浪費(fèi)清水資源。

（2）實(shí)施辦法：巷道加設(shè)清水收集點(diǎn)，將分散的清水收集到水倉(cāng)內(nèi)，再用大泵排到清水泵房，進(jìn)而打往水廠供人們使用。同時(shí)，污水泵房的來(lái)水量也相應(yīng)減少，由原來(lái)每班開(kāi)泵7—8小時(shí)減少至現(xiàn)在每班只需開(kāi)3—4小時(shí)大大減輕了污水泵房的排水壓力，減少了水泵的維修和清倉(cāng)量，間接為單位節(jié)省一筆開(kāi)銷(xiāo)

（3）自從清水收集改造完畢之后，我礦每天節(jié)約水資源5000方全年共節(jié)約各種水資源近1825000方，使礦區(qū)供水不足的問(wèn)題得到極大改善。

6 結(jié)語(yǔ)

煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源，又是一種寶貴的水資源。因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業(yè)用水、生活用水及其它用水，不僅解決了礦區(qū)缺水問(wèn)題，而且充分利用了礦井水水資源，節(jié)省了地下水資源，具有明顯經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益，有利于煤炭產(chǎn)業(yè)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。