礦井水資源可持續利用與處理技術研究

張栓亮

【摘 要】 隨著生活水平的提高，人們對水的需求量越來越大，因此，最大限度的節約用水便成為了時下最熱門的話題。實現礦井水處理后綜合利用是解決煤礦缺水和礦井水污染環境的最佳選擇，達到社會、環境和經濟三個效益的統一。煤礦礦井水既是一種具有行業特點的污染源，又是一種寶貴的水資源。

【關鍵詞】 礦井水 清水來源 處理方法

1 概述

煤炭在開采和利用過程中產生的環境問題是十分嚴重的，其中水污染是突出的環境問題之一。缺水問題，影響了礦區居民的生活及煤礦的正常生產，制約了煤炭工業持續穩定地發展。據調查，北方煤礦70%缺水，40%為嚴重缺水，入均生活用水量不足0.06/d。即只有正常用水指標的1/2。隨著我國煤礦產業的進一步發展，缺水間題將越來越突出。

在神東煤炭公司，石圪臺煤礦是主要的水源供應地，和其它礦井相比，我礦收集到的清水、沉淀水含懸浮物、化學物質及污濁度相對較低，經過處理后不但可以澆灌蔬菜、莊稼，也達到飲用水的標準。因此作為石圪臺煤礦主要供水部門--機電二隊，便肩負起了礦區人民生產、生活用水的重擔。石圪臺煤礦約50%的清水來自于22煤，機電二隊經過近2年的系統技術改造，使各泵房的水泵運行更趨于合理，并且大大改善了礦區的飲用水質。

2 礦井水的特征和類型

井下涌出的礦井水主要來源于地下水，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環境和煤系地層礦物化學成分，其中井田水文地質條件及充水因素對礦井水的水質、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。

礦井排水量受礦區水文地質條件的影響較大，各地相差懸殊。據統計，每生產一噸原煤，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廢水輕，有機污染物很少，一般不含有毒物質，只是經常在酸度、懸浮物、濁度、硬度、礦化度、硫酸鹽、氟化物等方面超標。適于作回用水水源。

3 礦區清水的來源

石圪臺礦水源主要來自：井下各個綜連采面及輔助單位抽排出的生產用水經過沉淀后而來以及采空區積水、探放水的收集。生產用水回灌經沉淀而來的水質相對較差，需首先作為污水收集，經處理后方可使用；采空區積水和探放水水質相對較好，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沉淀處理后用作清水，主要來自兩個方面：

第一，中央一號泵房：12煤、22煤北翼和22上301及302面綜連采面排水、其他單位的設備和巷道沖洗后的污水，少量來自31煤各面的污水。第二，22302泵房：22煤南翼、22304面、22305面、22405面和輔助單位的設備和巷道沖洗后的污水。回灌至22301、22302采空區，經過2000米左右的采空區緩慢自流沉淀后，再通過22301泵房排往地面四千方水池來供應31煤生產消防用水、地面洗煤廠生產用水、地面消防用水，以及排往考考賴水廠凈化后供人們生活飲用。

3.2 清污分流

對于井下個別區域，由于該處同時存在清、污水，可能混淆、造成清水污染的現象，我隊想到利用“清污分流”的方法解決這個問題：即分別設置清、污水泵，根據周圍環境的水質情況，隨時決定使用什么水泵進行排水。

3.3 直接清水收集

主要有以下幾個方面的來源可以作為直接清水：

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

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

第三，水量較大時對閑置管路的利用：部分區域管路使用率較高、水流量較大，為保證清水收集順暢無阻礙，將周圍閑置注氮管加以改造，用作收集清水；

第四，巷道分散清水源水箱收集：個別巷道因為清水源過于分散或由于環境因素不便修筑水倉，故增設水箱，將全部清水集中到一起進行收集。

4 做好保護水質宣傳工作

（1）水是大地的血脈，是一切生命的源泉。隨著經濟的飛速發展，人們對供水的需求量越來越大，此時，我們不得不面對一個嚴峻的問題：在供水短缺的情況下，如何避免水質污染。

（2）各個區隊尤其是綜連采和運轉隊的工友們可以把井下的乳化液及一些清洗過設備有油垢的廢機油等升井。據了解像乳化液一類的油性物質，在處理的過程中是不能夠把有害物質過濾掉的，有一部分有害物質繼續伴隨著飲用水被我們每一位礦區生活的人員所食用，所帶來的后果我們可想而知；還有井下每位員工吃過的飯盒、剩飯及一些有害垃圾和廢舊材料要及時升井，不要扔到采空區，這樣不但可以減少井下老鼠的數量，而且能減少由于廢舊材料氧化而產生有害物質。同時能保證井下水質利用率。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？其實這個答案很難用一個準確的數字回答！我們將收集起來的污水排往采空區沉淀后排往地面水廠，經處理后再排往各生活、生產區域。該過程中設備的損耗及維護、人員的勞動力等各項費用綜合起來就是一筆不菲的支出。對我們而言，水雖然來自大自然的無償提供，但卻需要后期投入大量的人力、物力、財力才能使用，并非坐享其成。

5 礦井水資源節約效果

（1）原來井下采空區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。經改革，該現象如今已有重大改觀，不再肆意浪費清水資源。

（2）實施辦法：巷道加設清水收集點，將分散的清水收集到水倉內，再用大泵排到清水泵房，進而打往水廠供人們使用。同時，污水泵房的來水量也相應減少，由原來每班開泵7—8小時減少至現在每班只需開3—4小時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量，間接為單位節省一筆開銷

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

6 結語

煤礦礦井水既是一種具有行業特點的污染源，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用水、生活用水及其它用水，不僅解決了礦區缺水問題，而且充分利用了礦井水水資源，節省了地下水資源，具有明顯經濟、環境和社會效益，有利于煤炭產業和礦區經濟的可持續發展。