淺析煤礦礦井水處理工程問題與對策

肖 華

（山西省煤炭規劃設計院 山西太原 030045）

在我國相關政策和規章制度的引領和指導下，廣大煤炭工作者通過對礦區實際情況的考察和研究，為不同的礦區選擇了礦井水不同的利用途徑，進而實現了礦井水處理利用率的較大程度提高，有些礦區的礦井水處理利用率甚至能突破90%。但是，筆者通過實地走訪調查了解到，我國北方各地區的礦井水處理工程還存在著諸多問題，并沒能達到設計建造的預期效果。通過剖析與探討，筆者提出了相應的解決措施，以期對我國礦井水處理工程的現狀起到改進作用。

1 礦井水水質分類及相應處理措施

礦井水的定義是：地下水和地表水因采礦活動對附近區域水文、地質系統和單元隔水結構造成的破壞而改變了途徑和方向，最終聚集于采動區域。由于礦井水在這個聚集的過程中經過了巷道和采煤區域，會因其中摻雜了煤粉、巖粉等物質而受到一定程度的污染。礦井水可通過水質特點被分成以下五個類型：

1.1 潔凈礦井水

這類礦井水主要是來自于煤礦區域煤系地質層的奧灰水，酸堿度一般為中性，礦化度較低，其中也不含有有害或有毒的離子，各項指標都較符合國家對飲用水的衛生條件要求。如果在實際生產過程中能確保不混入其他類型的礦井水，就可以直接用于生產生活之中，或在簡單的消毒處理之后直接飲用。對于這類礦井水，必須注意源頭處的截流，并單獨為之布設排水管線，以免受到其他類型礦井水的污染。

1.2 高礦化度礦井水

這類礦井水也被叫做含鹽礦井水，因其中含有較多的鉀離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子以及氯離子較多而得名。每升這類礦井水中可溶性固體的含量要超過1000mg，酸堿度為中性或堿性，并且味道苦澀。由于含鹽量較高，高礦化度礦井水無法飲用。對其進行處理時，不僅要進行沉淀、混凝等預處理措施，脫鹽也非常關鍵。在蒸餾法、電滲析法、離子交換法和反滲透法等眾多脫鹽手段中，電滲析法在目前最為成熟，經濟投入也相對較低，因此是目前我國煤礦礦井水處理工程中較為普遍的高礦化度礦井水處理手段。

1.3 酸性礦井水

這類礦井水的形成主要與圍巖或開采的煤層中硫化物的含量有關。由于硫化物接觸氧氣和水之后經過氧化過程生成了游離酸，而游離酸如果不能被煤中的堿性物質完全中和，礦井水就會呈現酸性。酸性礦井水，顧名思義，酸堿度為酸性，pH值一般處于2~5之間，水中含有較多的二價鐵離子和硫酸根離子。由于酸性礦井水能夠與巖石和煤炭中含有的金屬元素發生反應，金屬離子游離出來，會造成水中重金屬的含量升高。同時由于礦物中的碳酸鹽也能夠和游離酸反應，所以酸性礦井水的礦化度和硬度也相對較高。對于這類礦井水，生產過程中我們一般采用中和法對其進行處理，即通過升流式變濾速膨脹濾池法、石灰石中和滾筒法以及直接投入石灰石法等方式，向水中加入石灰、石灰石、石灰乳、電石渣等廉價的中和劑，對其進行中和處理。

1.4 含一般懸浮物礦井水

這類礦井水酸堿性一般趨向于中性，金屬離子含量很少，每升礦井水中礦化物的含量在1000mg以下，污染物主要是巖塵、煤粉等粒徑大小差異明顯的懸浮顆粒。對這類礦井水的處理相對比較簡單，技術也非常成熟。一般只要經過混凝、沉淀，以及過濾、消毒等常規手段即可滿足飲用要求。在對這類礦井水進行處理的過程中，一定要注意混凝劑的合理選擇以及投藥系統自動化的應用，這樣能夠實現藥劑的大幅度節省和工藝流程的簡化，對于水質的提高和礦井水資源處理經濟效益的提高有著重大意義。

1.5 其他類型的礦井水

這一項涵蓋的礦井水較多，一般指含有油、氟、重金屬離子、放射性物質等特殊污染物的礦井水。對于這類礦井水，需要針對污染物的種類進行針對性的處理。例如，含油的礦井水可以通過氣浮法進行處理，含氟的礦井水則可以采用吸附、膜處理、離子交換等途徑進行處理。對于這類礦井水能否飲用，還需要進行更進一步的探索和考察。

2 存在的問題和相應對策

2.1 問題

自從礦井水資源得以被人們了解和應用以來，煤礦礦井水處理工程對于礦井水的處理和利用取得了相當大的成績和顯著的提高，但是這并不能掩蓋其自身還存在的問題：

（1）對于礦井水的利用技術所進行的研究和深入推廣力度不足；(2)煤礦企業在進行礦井水處理工程的設計和建造過程中，沒有結合礦井自身的水文地質特點來進行處理工藝的合理選擇，造成了投資額度和處理成本的不必要升高；(3)工業污水、生活污水以及礦井水往往混排，給礦井水的開發利用增添了很大的難度。

2.2 對策

（1）對調節池的排泥系統進行針對性修繕，實現其預沉作用的增強。由于礦井水的水質特殊、水量變化相對較大，技術人員需要在設計階段對調節預沉池的容積進行充分考慮，確保水處理工程整體具有更強的沖擊和負荷承受力。至于已經投入使用的工程，就需要對調節池的排泥系統進行針對性的修繕，增強其預沉作用及時排除污泥。如果水處理工程中并沒有設置排泥系統，則需要通過對池內曝氣的調節，來實現沉淀池排泥效果的增強，進而實現整體工序的平穩運轉。

（2）加強對于工程建設的監督和控制，實現工程質量最大程度的保障。由于工程轉包、企業對施工方的監督控制較差、施工方的素質水平較低等因素，礦井水處理工程的建設和安裝質量一直以來都無法得到根本性的提高。基于這個情況，企業必須加強對于施工環節的管理和監督，盡可能減少工程轉包情況的出現，對施工方進行深入分析和謹慎篩選，選擇風評和素養更高的合作對象，進而確保工程質量最大程度的提高。

（3）對職工進行周期性、系統性培訓，實現管理水平的綜合提升。對于剛剛投產的礦井水處理工程，企業需要邀請廠方或者專業技術人員對一線職工進行必要的職業培訓，并建立起基礎的分析化驗場所，這對于水處理工程的正常運轉和進一步發展意義非凡。在條件允許的前提下，最好確保水處理工程能夠進行自動化控制，職工需要重視設備管理環節，定期對消毒設備進行全方位維護，使設備始終處于良好的狀態，這樣才有可能在傳染病爆發等特殊條件下實現有效應變和應急。至于污泥處理裝備，應盡可能對礦區環境進行綜合考量，選取適合本礦區的先進設備。同時，對于已經投入使用的設備，還需要和廠商保持聯系，以便在出現狀況時能夠第一時間得到幫助。總之，企業需要增強一線職工對于礦井水處理工程中設備相關知識的了解，進而提升礦區對于設備的自動化管理和綜合運營水平。

3 結語

通過近40年的礦井水開發利用技術研究，我國在礦井水處理的工藝、技術、經驗方面都取得了相當喜人的進展。但是，不可忽視的是，由于煤礦企業的技術水平良莠不齊，水處理工程中還是存在著眾多問題。調節池的調節預沉作用、凈水器的處理效果、工程建設及安裝質量、排泥系統及消毒系統的應用普及程度都有待進一步發展和提高。只有對調節池排泥系統進行根本性調整，增強調節池的預沉作用，并加強對施工過程的監管，同時重視對一線職工的培訓，才能實現礦井水處理工程總體質量的提升。

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