煤礦礦井水回用現(xiàn)狀及發(fā)展方向探討

董加豪 劉祖輝 潘 菇

（1.綠水青山水務有限公司 濟南 250014 2.山東省水文中心 濟南 250002 3.江蘇省常州市水資源服務中心 常州 213000）

1 概述

為貫徹落實最嚴格水資源管理制度，加強水資源科學利用，最大限度地實現(xiàn)高效用水、合理用水、節(jié)約用水，根據(jù)創(chuàng)建“節(jié)水型企業(yè)”“節(jié)水型社會”相關要求，各地區(qū)展開了水平衡測試工作，測試成果是評價節(jié)水型社會、企業(yè)的重要依據(jù)。在各企業(yè)的用水環(huán)節(jié)中，煤礦開采企業(yè)在取水、用水、退水的過程中，取用了大量的地下水資源，也排放了大量的礦井排水，造成了水資源的大量浪費。對此應鋪設礦井排水供水管道，加大礦井排水的可利用水量，提高工業(yè)用水重復利用率。

2 典型煤礦現(xiàn)狀

山東省岱莊生建煤礦于2019年6月積極響應國家節(jié)水號召，經(jīng)過棗莊礦業(yè)（集團）有限責任公司的批準，開展水平衡測試工作，為創(chuàng)建節(jié)水型企業(yè)，特委托第三方企業(yè)單位編寫了水平衡測試報告書，在編制報告的過程中，安裝了計量水表，從地下水水源井一級水表計量率，到各分區(qū)車間及用水單元的二級水表計量率，再到主要用水設備的三級水表計量率都達到了100%，并且在礦井排水的出水管道及煤礦總排水口都安裝了電磁流量計，完全可以計量進水及排水的用水總過程。但根據(jù)岱莊煤礦的地質及煤層分析，礦井涌水量很大，根據(jù)水平衡測試報告書的內(nèi)容，礦井排水每天的涌水量為1273m3/d，用于井下除塵、采面噴灑、設備冷卻后，一部分又形成礦井水被再一次抽排出來。處理達標后外排514m3/d，排水率接近40%，造成了礦井排水的大量浪費。該煤礦的礦井排水處理后的中水主要用于井下生產(chǎn)、洗煤廠、綠化景觀、防塵灑水、洗車用水，每天利用中水759m3/d，礦井排水的回用率約為60%，回用率偏低，利用潛力較大，應該加大礦井排水的回用量，減少新鮮水的使用。

岱莊生建煤礦礦井水處理站于1996年建成啟用，共安裝了四臺GCH-320 型凈水器。2010年，又對該處理設施進行了維修改造，處理工藝采用物理法：“預沉調(diào)節(jié)+混凝沉淀+多介質過濾+消毒”處理工藝。增加了斜管沉淀池、過濾器、壓濾機等設施，處理能力已達到200m3/h，處理后的水質達到《煤炭工業(yè)污染物排放標準》（GB 20426-2006）、《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅲ類水標準和《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標準》（DB37/599-2006）及修改單中重點保護區(qū)的標準，大部分回用，其余部分外排至房莊河微山農(nóng)業(yè)用水區(qū)。

調(diào)節(jié)池中礦井水自流進入原有預沉調(diào)節(jié)池，出水由提升泵提升進入高效斜管沉淀池，在泵前投加PAC 混凝劑，泵后PAM 助凝劑，經(jīng)過反應混凝后的廢水進入新增高效斜管沉淀池，通過高效斜管沉淀池處理后出水自流入改造后的4 臺過濾器和另改造2 臺凈水器，過濾和凈水器出水全部進入排放水池。

高效斜管沉淀池中的煤泥及凈水器反沖水排水，凈水器的排泥全部排至原有煤泥池，煤泥經(jīng)濃縮后由污泥泵提升至新增板框壓濾機進行壓濾干化處理。干化后煤泥重復利用，濾后水返回集水池。

3 礦井水處理后的水質情況

煤礦都有自己的礦井水處理站，所有的礦井水通過管網(wǎng)進入礦井水處理站，處理站處理能力完全滿足礦井水的涌水量，礦井涌水中主污染因子是SS和COD。根據(jù)地質報告資料，煤系地層上部分含水層的水無其他有毒有害物質，地下水流經(jīng)采煤工作面而帶入了大量的煤粉及巖粉，煤炭中含油、采煤設備漏油使礦井水表面漂浮一層油污，在預存調(diào)節(jié)池中都設有刮油板。使井下排水中懸浮物含量增高，一般SS 的含量在300mg/L 左右。在經(jīng)過礦井水處理站處理后，水質中的超標指標得到處理，可以達到水質要求的排放標準。

2018年11月21日山東省岱莊生建煤礦對排污口水質送樣進行檢測，根據(jù)檢測結果，項目外排水CODcr濃度為6.0mg/L，氨氮濃度為0.21 mg/L，BOD5濃度為1.6 mg/L，項目退水水質可以達到房莊河微山農(nóng)業(yè)用水區(qū)水質目標要求，并且滿足《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標準》（DB37/599-2006）及修改單重點保護區(qū)的標準要求。

4 礦井水回用的發(fā)展方向

4.1 開發(fā)新的利用方式

經(jīng)過處理站處理后達標的礦井水水質較好，除了不能直接用于生活及部分特殊機械補充用水，可以回用于各個方面，比如沖刷廁所、洗煤廠洗煤、道路噴灑、景觀補充用水、井下生產(chǎn)用水、巷道注水、井下除塵、農(nóng)業(yè)回用等。除了這些常規(guī)的利用外，要開發(fā)新的利用方式：利用煤礦礦井水的余熱可以解決辦公室、宿舍及其生活區(qū)的供暖，可做到節(jié)約投資、運行費用、節(jié)約能耗、節(jié)約用水，減少對水資源浪費、環(huán)境影響的效果。

4.2 井下循環(huán)處理利用

礦井水提升到地面要消耗能量。處理后的礦井水送至井下要消能、減壓。礦井水在井下處理利用可以更好地節(jié)能降耗。煤礦企業(yè)如果在井下采取諸如清濁分流、水倉預沉等措施，會使礦井水的井下處理難度降低。因此建立井下礦井水處理系統(tǒng)，改進礦井現(xiàn)有的供水系統(tǒng)，使部分礦井水在井下實現(xiàn)循環(huán)利用。建立井下礦井水處理系統(tǒng)，將礦井地面供水水源變?yōu)榈V井水供水，可節(jié)省大量的新鮮水和減少礦井水排放費用，對開采深度較大的礦井企業(yè)來說，其經(jīng)濟效益更顯著，更加節(jié)約成本。

4.3 與附近的城市綜合利用

以徐州礦區(qū)與徐州市為例。徐州市將礦井水資源納入全市水資源管理規(guī)劃，實行統(tǒng)一管理。將位于徐州市區(qū)附近涌水量大且穩(wěn)定的礦井，充分利用地面供水主干網(wǎng)，礦井水直接向市區(qū)供水，重點是利用權臺、大黃山井田的礦井水，以緩解市區(qū)用水緊張的狀況；韓橋煤礦的礦井水可利用賈汪電廠改擴建的有利時機，統(tǒng)籌安排，爭取盡早供水；將遠離市區(qū)、城區(qū)且涌水量大的礦井，就近作為工農(nóng)業(yè)用水，重點是利用龐莊煤礦東城井、夾河煤礦的礦井水向九里區(qū)、城北工業(yè)區(qū)供水。徐州礦區(qū)還組建礦井水綜合利用開發(fā)公司，按照市場規(guī)律運作，打破自來水市場獨家壟斷的局面。擬訂可行方案，在西關地區(qū)選擇一居民區(qū)鋪設礦井水管道到居民家中，直接供應生活用水，爭取市政府支持，制定優(yōu)惠政策，鼓勵居民使用。徐州礦區(qū)將會按照市場公平競爭的原則，逐步加大井水向市區(qū)供水量，適當調(diào)高價格。重點扶持礦井水的深加工，利用微山縣永勝煤礦等煤礦的礦井水符合優(yōu)質礦泉水標準的優(yōu)勢，礦井水中富含鍶元素，積極尋求合作伙伴，開發(fā)系列優(yōu)質礦泉水，作為一個新型產(chǎn)業(yè)，闖市場、創(chuàng)名牌、求發(fā)展。

5 當前存在的問題

5.1 觀念上存在差距

企業(yè)為了經(jīng)濟效益在煤炭勘探的同時，把一些非煤的礦物如鐵、硒、鍺等甚至白堊土都列為有用的礦物資源，但卻將煤層上賦存的地下水、煤層氣（瓦斯）視為有害物質，造成資源的浪費。

5.2 認識上存在差距

開采巷道放頂后應及時封閉。礦井服役結束，應及時封井閉坑。隱伏巖中的水資源應作為戰(zhàn)略儲備和應急水源，盡量不開采或少開采，但人們對它存在的意義卻不清楚。沒有深入地研究其特有的規(guī)律以及水質、水量變化的情況，不同類型水質差異十分懸殊的致因，也缺少系統(tǒng)全面的化驗分析研究，影響了水質分類回用。

5.3 管理上存在差距

我國各礦區(qū)技術人員大多為采礦、機電、土建、機制等專業(yè)人員，目前尚有一些環(huán)保專業(yè)人員負責環(huán)境管理，但水處理站的給排水專業(yè)技術人員比較缺乏，負責操作的工人培訓不夠，部分礦井將失去工作能力的工人轉到地面上來看泵，給排水管理力量薄弱。

6 對策及措施

（1）建議國家及相關主管部門以及地方政府完善政策法規(guī)，向礦井水回收利用工程傾斜，促進礦井水的充分利用。

（2）在煤田地質勘探中，除煤炭作為能源進行儲量計算外，同時必需將灰?guī)r地層中的裂隙、巖溶、地質構造的地下水作為資源進行儲量勘探和計算。

（3）在礦區(qū)礦井的規(guī)劃、可研、初設及施工圖各階段，必須把礦井水作為水資源來開發(fā)利用，加大礦井水的使用力度，增加重復利用率，減少排放，最好做好零排放，減少新鮮水的使用。

（4）加大宣傳力度，提升人們的水資源保護觀念，讓群眾了解礦井水的好處及用途。

（5）強化運行管理，提高工人素質，提升礦井水管理人員的技術水平。

（6）加強技術交流，引進國內(nèi)外先進技術，規(guī)范市場，實現(xiàn)公平競爭■