以邢東礦為例探討煤炭企業水資源綜合利用管理

◎于經

引言

邢東礦致力于建設“節能型、環保型、生態綠色型”的花園式礦井，也致力于打造節水型企業，不斷探索水資源綜合利用新途徑。通過技術引進和創新，對兩座礦井、生活污水處理廠進行改擴建。新增1套礦井水處理系統作為備用處理系統用于應急處理礦井水，處理能力由4000m3/d擴容至12000m3/d，生活污水處理廠采用SBOT同步生物氧化法處理工藝，處于全國先進水平。不斷優化礦區中水回用管網，除必要的生活用水使用新水外，超高水充填、井下降塵、沖車系統、原煤線噴淋、辦公樓沖廁、清掃車等全部實現中水再利用，并在礦區主要道路安裝高壓噴槍，低位噴霧設施，生態園金牛湖和園林灌溉用水全部使用中水，有效減少了新取水量，實現循環經濟的目標。

一、水資源綜合利用的意義

我國是水資源短缺的國家，缺水問題比較突出，而同時污水排放量的快速增長也影響到了自然界的水環境，對經濟社會可持續發展構成了嚴重威脅。隨著我國工業化和城鎮化進程明顯加快，對污水處理回用提出了更高要求。城市污水處理回用在替代清潔水源的同時減少了污水排放量，降低了城市排污負荷，具有水量穩定、輸水距離短、制水成本低等特點，可以提供安全可靠的替代水源，是解決缺水問題的戰略選擇。

鑒于邢東礦處于邢臺市市區的特殊位置，環保壓力異常嚴峻，水資源費用也居高不下。目前邢東礦水資源方面需要繳納的費用，主要涉及到水務局的水資源稅、環保局的排污稅、水業集團的污水處理費等項目，每年水資源方面需要繳納的費用近千萬元。節水降費的任務迫在眉睫。降低清水的取用量，提高中水回用量，減少外排量是降低各項稅費的根本方法，也是最直接和最有效的方法。同時提高中水品質，探索外部其他利用方向和渠道，可實現增收、節支、降耗一舉多得。既能緩解環保壓力，也能降低各項稅費，實現循環經濟的目標。

二、煤礦水資源治理利用的途徑

我國煤礦礦井水的利用率還很低，平均僅為22%。雖然我國有意識的綜合利用礦井水起步較晚，利用率只有15%左右。但就目前來說，隨著各礦水資源的緊張，許多礦區都進行了不同程度的綜合利用工作，主要利用有工業用水、生活用水、農業灌溉。

除了這些常規的利用外，要開發新的利用方式。

1.利用礦井水和電廠余熱實現辦公樓冷暖空調水源熱泵技術是一項新興的節能空調技術，可達到節約投資及運行費用，節約能耗，節約用水，減少對環境影響的效果。

2.井下處理利用。含懸浮物礦井水污染程度較低，易于凈化處理，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更低。因此建立井下礦井水處理系統，改進礦井現有的供水系統，使部分礦井水在井下實現循環利用，在技術上完全是可行的。建立井下礦井水處理系統，將礦井地面供水變為井下供水，可節省大量的礦井排供水費用，對開采深度較大的礦井來說，其經濟效益更顯著。

3.與附近的城市綜合利用，將礦井水資源納入全市水資源管理規劃，實行統一管理。充分利用地面供水主干網，將其礦井水直接向市區供水，以緩解市區用水緊張的狀況。

三、提高煤炭企業水資源綜合利用策略

1.水資源綜合管理體系建設。

為能進一步深入加強對邢東礦水資源的管理和利用，成立水資源管理領導小組，節能環保企管科定期組織召開會議并做好會議記錄，召集各相關部門對全礦取水、用水、排水情況進行詳細摸底，集思廣益探討節水降費的可行方法，最大程度的實現水資源的循環利用。同時下設水資源管理辦公室，辦公主任由節能環保企管科科長兼任。

領導小組負責制定節水降費的實施方案，引導、協調、督促全礦各部門優化用水方式，落實節水措施，探索中水綜合利用途徑，提高中水回用率，減少外排水量，最大限度實現節水降費。

為切實做好節水降費工作，領導小組首先確定節水目標：除了生活必需的飲用水、澡堂用水采用清水以外，地面降塵、井下充填、井下抑塵、沖車系統、原煤線噴淋、辦公樓沖廁、金牛湖景觀、生態園澆灌、清掃車灑掃、煤倉及副井口噴淋系統，全部采用中水，最大限度的降低清水取用量。

針對這一目標，領導小組及時組織協調各部門分工合作，有條不紊地扎實推進中水回用改造工程：

（1）后勤部負責繪制全礦供水、排水管路現狀圖，在繪制和測量過程中遇到的問題，動力科負責協助；遷建辦負責中水管路的網絡圖，動力科負責井下供排水、污水廠的網絡圖。

（2）遷建辦負責將礦井水廠西側預沉池清理改造為中水蓄水池，完成中水利用泵房及管網改造敷設，連通注漿站、煤倉、矸石倉、副井口、原煤線。

（3）除遷建辦負責的中水回用管路敷設以外的管網改造工作由后勤部負責，包括調度辦公樓、生產樓和污水處理樓的沖廁改造，完成調度辦公樓沖廁的自動切換；金牛湖、生態園澆灌、清掃車用水的改造；礦區地面降塵改造。

（4）動力科負責原煤線噴淋降塵的中水改造；煤銷部負責煤倉、矸石倉噴淋降塵的中水改造；

（5）企管科負責對中水回用情況的協調、管理等工作。

各相關單位認真按照水資源管理領導小組研究制定的方案措施，盡職履責，密切配合，不等不靠，高效推進，確保水資源管理與利用再上新臺階，節水降費工作早見成效。

2.以循環、降耗、增效為重點的水資源綜合利用管理模式創新。

以滿足消費者需求和社會清潔環境的需要為企業的最高責任，堅持提高資源率和堅持污染物“零排放”并舉的原則，在現有“廢水”治理基礎上，加大科技金、專家力量投入，多次利用資源，構造內部循環系統，參與地區循環經濟，達能、降耗、增值、清潔的多重目標。

及時更新觀念，是強化提高“廢水”治理水平的基礎。企業的“廢水”治理符合建立節約型社會的宏觀趨勢，及時更新觀念，不斯地提高”廢水”治理水平，是企業實施可持續發展戰略的重要任務。必須建立以過控制為主、末端擁有高水平治理工藝的系統化、規范化的清潔生產管理體系。

推進環境管理體系，搭建水資源綜合利用平臺。企業全面推行ISO14001環境管理體系，編制環境管理手冊，以節能染防治、廢物回收等內容為主線，突出企業環境高效、環保為原則，以節能降耗理，并制定了污染物防治應急處理、物資使用和回收、資源能源節約等方面的管理控制程序。環境管理體系的推行為廢水治理建立了宏觀組織架構和管理平臺，為實施以循環、降耗、增效為重點的廢水資源綜合利用打下了良好的基礎。

3.升級治理設施，源頭降低污染，增加利用途徑。

邢東礦生活污水來自工業廣場的職工公寓、食堂、辦公樓、洗浴等的排水。生活污水處理廠采用“調節池+SBOT生化池”工藝，處于全國先進水平。生活廢水經處理后全部回用于玻纖用水、工業廣場灑水、抑塵用水、綠化景觀用水，沖車系統、辦公樓沖廁。礦井水處理廠要處理礦井水，設計處理能力4000m3/d，經“預沉調節+絮凝沉淀+多介質過濾”處理工藝處理后，處理達標的礦井水用于充填開采、廠區綠化、抑塵用水以及外供邢臺市市政灑水用水。2017年邢東礦礦井水處理廠進行升級改造，礦井水處理廠擴容升級改造工程：新增1套礦井水處理系統作為備用處理系統用于應急處理礦井水，建設內容包括提升泵房、加藥間、應急（蓄）排水池、高效澄清池、多介質濾池、煤泥濃縮池、煤泥脫水間等設施。改造后處理工藝仍為“預沉調節+絮凝沉淀+多介質過濾”工藝，處理能力由4000m3/d擴容至12000m3/d，出水指標保持不變。處理達標后的礦井中水回用于超高水充填、廠區綠化、抑塵用水以及外供邢臺市市政灑水用水、園博園內湖，實現了零外排。

4.井下中水回用

充填開采在國外始于20世紀60年代，波蘭、德國、法國等煤礦都曾采用過充填法采煤。最初采用尾砂膠結充填技術，后來發展為高濃度充填技術、膏體充填、塊石砂漿膠結充填和全尾礦膠結充填等新技術。國內礦山從20世紀60年代開始采用水砂充填工藝，但粗骨料膠結充填的輸送工藝復雜，且對物料級配的要求較高，在70年代至80年代，上述充填幾乎被細砂膠結充填完全取代。20世紀80～90年代出現了高濃度充填技術、膏體充填、塊石砂漿膠結充填和全尾礦膠結充填等新技術。目前國內礦山應用的主要充填開采方法可分為三類，分別為：干式充填、膏體充填和超高水材料充填等。

超高水材料充填是在水中添加超高水材料，配制成兩種以水為主要成分的具有高流動性的漿體（水含量95%以上），在即將進入充填區之前進行混合，使流入采空區的混合漿體在可控時間內膠結、凝聚，達到設計強度，以實現充填采空區，控制圍巖變形，避免地表下沉的目的。

超高水材料充填開采較其它方法優勢體現在：

（1）材料流動性好，兩種漿體以水為主要成分（95%以上），未混合前不凝聚、不膠結；

（2）混合后，膠結、凝聚時間可控性強，流動性好，能充分填充采空區、破碎矸石縫隙以及采場頂板暴露期所產生的新裂隙。

（3）材料具有穩定性、不收縮，不怕水，有微膨脹現象。

（4）具有重結晶性，當超高水材料硬化體壓裂后，經過一段時間，壓裂的硬化體裂縫能夠重新彌合而恢復強度。

超高水材料充填固體料用量少，形成的固結體水含量可達95%以上，且充填用水可直接使用礦井污水處理廠的中水，來源可靠，同時也降低了礦井排水費用，是一種可行的方法。

供水管網改造如下：優化供井下中水管路，污水處理廠中水池連接至至副井口蓄水池，并中水管路進行保溫和防腐處理。

邢東礦礦井污水處理廠的中水主要用于井下超高水充填外，其余部分用于井下噴淋抑塵、打眼、冷卻水等途徑，節約清水取用量非常可觀。

5.地面中水回用。

結合前期的調研準備工作，對全礦的中水回用管網進行優化設計改造，其中包括辦公樓沖廁、生態園、沖車系統、玻纖供水、原煤線降塵等回用渠道，確定整個工程的基本方案如下：

（1）將礦井水廠西側預沉池清理改造為中水蓄水池，可以滿足1000方的需水量。花房內200方的水池完成污泥清理、沖洗、清理干凈池壁，并做防水處理。

（2）優化改造辦公樓供水系統，原供水管道連接至中水池，使辦公樓沖廁實現中水回用。

（3）優化改造煤場沖車系統供水系統，原供水管道接通中水池，使沖車系統實現中水回用。

（4）安裝1套向生態園自動供水系統，管道連接中水水池。使金牛湖用水、生態園綠化澆灌實現中水回用。

（5）原煤線分級篩、破碎機、皮帶機、刮煤機等26個卸載點的高壓噴霧設備，接通中水管路。使原煤線噴淋降塵系統實現中水回用。

（6）煤倉矸石倉、副井口廢料場、注漿站噴淋降塵實現中水回用。將污水處理廠內處理的中水引至花房地下中水池，并接通生態園內泵房、原煤線、煤倉、副井口廢料場、注漿站東西儲料罐封閉廠房等降塵主管道，安裝連接煤倉內降塵噴頭及管道。

（7）其他回用渠道。礦區內卷盤箱、垃圾清掃車、礦區主干路高低位噴霧、外供園博園內湖等途徑。

經過對中水管網的優化改造，可以實現生活污水廠的中水全部回用，有效降低清水取用量。礦井污水廠的中水除了礦區回用外，剩余部分通過外排管路直達園博園內湖，我礦和邢東新區達成了一致協議，價格按1元/方計算，每年中水外供可以實現創收、零排放一舉多得。除了創收的效益外，邢東礦主動履行社會責任，積極建立良好的政企關系，為邢東新區的發展貢獻一份力量。

6.健全廢水資源綜合利用考核制度。

在公司的領導下，邢東礦健全了水資源綜合利用的考核制度和監督機制，自上面下建立了公司、廠部、車間三級考核體系。企業將要完成的廢水治理及綜合利用目標進行量化，形成《部門績效考核標準》，考核結果作為每月獎金分配的重要依據。然后各生產廠將公司下達的指標分解到車間，車間再將指標分解到個人，這樣就形成了有效的三級考核體系從而使公司的廢水治理及利用目標與職工的崗位目標達到有機結合。在責任制度考核的推動下，車間領導自發組織職工進行改革創新，企業上下人人從自身傲起，從小事做起，以制度為紐帶，形成了積極開展清潔生產的良好氛圍。

結束語

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。目前我國很多煤礦一方面嚴重缺水，另一方面未經處理直接外排，造成大量水資源的浪費，并且污染環境。因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業用水或生活飲用水，不僅解決了礦區缺水問題，而且充分利用了礦井水資源，節省了地下水資源，具有明顯經濟、環境和社會效益。