多源礦井水質(zhì)量分區(qū)與“分質(zhì)”利用研究

王甜甜

(1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西 西安 710077； 2.陜西省煤礦水害防治技術(shù)重點實驗室，陜西 西安 710077)

據(jù)統(tǒng)計，我國每開采1 t原煤約產(chǎn)生2 m3礦井水[1-2]，礦井水未經(jīng)處理直接外排將造成土壤板結(jié)、鹽堿化、重金屬污染等，嚴(yán)重破壞礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境[3-4]。礦井水的來源較多，可能來源于大氣降水、地表水、地下水、老窯積水或井下生產(chǎn)廢水等[5]，而傳統(tǒng)的礦井水處理利用過程是將多類水源集中匯于中央水倉，然后將其排至地面進(jìn)行處理利用，這難免導(dǎo)致“清潔”和“污染”的水源混合，不僅造成“清潔”水源污染，同時也會增加處理費用。因此，對多源礦井水進(jìn)行“分質(zhì)”處理與利用，實現(xiàn)質(zhì)量分區(qū)十分必要。

多源礦井水質(zhì)量分區(qū)是由礦井水的組成種類和各類水源水質(zhì)的綜合情況決定的，常用的水質(zhì)綜合評價方法包括內(nèi)梅羅指數(shù)法[6-7]、層次分析法[8]、模糊綜合評價法[9-10]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[11]等。這些方法促進(jìn)了水質(zhì)評價的進(jìn)步與發(fā)展，但也存在一定的缺點及局限。例如，內(nèi)梅羅指數(shù)法是水質(zhì)綜合評價中最常用的方法，雖然計算簡單便捷，但是整個計算過程將評價因子視為相同權(quán)重，導(dǎo)致超標(biāo)嚴(yán)重的因子對整個評價結(jié)果起決定性作用，評價結(jié)果片面[12]。層次分析法與模糊綜合評價法雖能綜合地評價水質(zhì)，但是層次分析需要一致性檢驗，計算過程繁瑣[13]，模糊綜合評價權(quán)重難以確定[14]，加大了水質(zhì)評價的難度。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法具有較好的自學(xué)習(xí)與自組織能力，但是學(xué)習(xí)過程中容易陷入局部極小值及收斂速度慢的困境[11]，從而影響水質(zhì)評價準(zhǔn)確性。……