梅花井煤矿矿井水管理及其复用模式探索

翟文　马昆　任予鑫

摘要：为了解决矿区水资源短缺问题，提高矿井水的资源化利用效率，本文从“保障安全、节约资源、降低成本、提高管控效率”的总体要求出发，分析了梅花井煤矿矿井水管理的一些先进做法，探索了一套适用于矿井实际的矿井水复用模式，即顶板探放涌水和矿井其他各类排水分类分层次利用模式，本文的研究对推动矿井水的资源化利用具有重要意义。

Abstract： In order to solve the problem of the mining area water resources shortage， improve resource utilization efficiency of mine water， this paper started from the overall requirements of "security， conservation of resources， reduce costs， improve the efficiency of management and control"， analyzed some advanced water management practices of Meihuajing mine， explored a set of suitable model of mine water reuse， that is roof draining water and the other kinds of drainage hierarchical utilization model. The research of this paper has important significance to promote the utilization of mine water resources.

关键词：水资源；矿井水；复用

Key words： water resources；mine water；reuse

中图分类号：TD742 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0016-02

0 引言

目前，在我国煤炭采出量中，95%以上以井工开采为主，在煤炭开采过程中将涌出大量的矿井水，受资金、技术和管理理念的限制，我国矿井水的利用率一直相对较低，平均仅为22%。水资源作为一种宝贵的基础资源，有力地支撑了国民经济和社会长期平稳较快发展。矿井水也是一种水资源，大量的矿井水被直接外排，不仅造成水资源的浪费，还将对周围的环境造成污染。因此，必须强化对矿井水的管理，使矿井水资源得到有效、充分的利用，才能彻底改变当前这种局面[1-2]。神宁集团梅花井煤矿作为一个现代化、数字化、智能化的矿井在矿井水管理和利用方面探索出了一条科学、合理的路子。

1 梅花井煤矿矿井水管理分析

梅花井煤矿矿井水管理按照布局科学、高效便捷、先进实用、安全可靠的要求[3]，建成了主排水泵房监控、环境安全监测监控、综采工作面设备监测、通信联络等信息化系统，实现了矿井+850主排水泵房水泵远程“一键启停”、水泵房“无人值守”、环境安全信息“实时监控”和精细化管理系统，充分发挥了信息技术在矿井水管理中保障安全、节约资源、降低成本、提高管控效率的作用。梅花井煤矿矿井水管理的主要做法体现在以下四个方面：

1.1 建设完善“四大系统”

按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）的精神，梅花井矿组织实施和完善了矿井水监测监控系统、供排水施救系统、紧急避险系统和通信联络系统。

建立健全了“四大系统”管理机构，配备管理人员、专业技术人员、值班人员和维护人员等，建立健全“四大系统”管理制度，明确责任。“四大系统”管理机构实行了24小时值班制度，当系统发出报警、断电、馈电异常、系统故障等信息时，及时上报并处理。

1.2 推广矿井水监测系统“无人值守”

梅花井煤矿矿井水管理从“保障安全、节约资源、降低成本、提高管控效率”总体要求出发，于2013年对+850主排水系统和11采区排水系统进行改造，并配套建设完善关键部位以及各机房的通信联络系统和视频监控联动系统，实现了无人值守。

结合该矿的生产实际，在地面调度室使用远程集控，实现了+850主排水泵房水泵“一键启停”；+850主排水泵房和11采区取水泵房通过技术改造，均实现无人值守。

矿井排水系统实施无人值守改造后，共计核减现场岗位操作工人21名，实现了设备数据采集离散化，设备控制集中化、智能化的目标；做到设备操作在矿调度中心，减少了现场操作人员，提高了安全管控系数，充分发挥了信息化带动煤矿安全生产的作用。

同时对井下11个环形水仓，52个临时水仓安装自动监测排水设备，完成对小水泵自动监测改造工程。

1.3 矿井水管理精细化

为实现对矿井水的监控，梅花井煤矿实施矿井水精细化管理系统，通过全方位、全过程控制，加强矿井水利用和控制，杜绝浪费，实现矿井水的控制、分析、考核一体化。

矿井水的精细化管理，精细到工程、精细到班组、精细到人员。在业务流程处理的过程中实现定额控制，复用率监控，超排放预警，自动统计，数据分析的功能，达到日事日毕、日清日高，在透明、公平、公正、公开的基础上进行考核，进而提高员工复用矿井水的积极性，节约资源、降低成本，实现双增双节的目标。

该系统充分考虑了先进性和实用性，系统具有良好的人机界面，系统与管理人员交互简单、明了，同时适合矿管理人员的操作习惯，为管理层提供个性化的图表。

1.4 其他方面

一是致力于技术创新，与中国矿业大学、西安科技大学等国内知名院校加强技术合作与系统开发，在改进生产工艺、水文监测监控方面取得了一定突破，实践了产、学、研结合新路子。

二是成立了以矿长为组长，各专业负责人为成员的矿井水利用与控制工作推进领导小组，对矿井水管理进行规划，确定主要实施内容、资金投入、实施步骤、考核指标等。

三是建立健全矿井水管理的保障机制，同时强化新技术、新工艺的应用，努力做到排水、供水、生态环保的有机结合，确保矿井水的有效控制和利用[4]。

2 梅花井煤矿矿井水复用模式探索[5-6]

结合矿井实际，梅花井煤矿逐步探索了一条符合自身特色的矿井水复用模式，即井下岩层顶板探放涌水+矿井各类排水分类分层次利用模式（如图1所示）。

2.1 顶板探放涌水利用

根据地质勘探资料，梅花井煤矿在各回采工作面辅运巷及掘进巷道指定地点，沿回采或掘进方向以100m间距（局部受联络巷、调车硐室影响可调）施工顶板探放水钻孔，利用导水管将顶板涌水收集到专用的集水箱，这种首创的井下集水箱就是利用人工自制的铁制存储罐，实现转移、储存顶板探放涌水。集水箱收集的顶板涌水属于无污染的矿井水，被直接用于采掘工作面。其利用方式分两个方面，一是喷雾降尘，主要作为回采工作面或掘进工作面的洒水、井下各转载点的洒水以及各辅运巷、回风巷、运输巷的风流净化水幕；二是设备冷却，主要作为回采工作面三机冷却水使用。

2.2 矿井各类排水利用

矿井的各类排水通过矿井污水处理系统处理后实现循环利用。复用方式集中体现在以下五个方面：

一是再造鸳鸯湖补水。梅花井煤矿周边有两个10000m2的人工湖，受干燥气候影响，湖水蒸发量较大。被处理的矿井水经环保在线监测系统检验合格后，为梅花井周边鸳鸯湖提供补充水，及时补充湖水量，从根本上改善周围生态环境系统，形成矿区“周围美化圈”。

二是井下消防、洒水。井下消防、洒水系统实际就是煤矿井下给水系统。为了满足井下防灭火和洒水需要，梅花井煤矿将矿井水并入井下消防洒水系统使用，极大地节约了水耗。

三是多功能胶体防灭火系统制浆用水。为了对矿井火灾进行有效地预防和在紧急情况下快速反应，迅速控制火灾，减少灾害损失，梅花井煤矿建立了一套多功能胶体防灭火系统，整套系统运行需要大量的水，矿井水用于该系统较好的解决了系统制浆用水的问题。

四是选煤厂生产补充水。由于梅花井煤矿选煤厂洗煤所用水量不断增加，造成水耗成本逐年上升。为解决选煤厂洗煤用水的问题，提高矿井水利用效率，实现节约资源、降本增效目标。根据现场实际情况，经过集团公司有关部门协调，决定从污水处理站至洗煤厂铺设一条Φ108mm的管路，完善现有管路系统，管路延伸至洗煤厂配水点，彻底解决洗煤厂洗煤用水的问题。

五是矿区生活用水。梅花井煤矿按照因地制宜、见缝插针的绿化原则。在围墙四周种植浓密的行道树，地下式的建构筑物上部覆土后种植草皮。利用矿区办公楼和联建楼前较大的面积作重点绿化，并配置花坛、草坪、绿篱、小品等，充分绿化和美化矿区环境。目前，矿区绿化面积1820m2，绿化系数20%。矿区生活用水方面，矿井水主要被用于矿区绿化用水，营造了优美和谐的生产生活环境，建成了矿区“中心美化圈”。另外，矿井水也被用于矿区的防灭火、景观喷水和道路的日常洒水等。

3 小结

目前，我国矿井水的利用率不足30%，提高矿井水利用率是解决矿区水资源短缺的重要举措。只有不断提高矿井水管理水平，探索符合矿区实际的矿井水复用模式，才能实现矿井水价值的最大化利用。事实表明，矿井水资源化利用具有显著的环境效益、经济效益和社会效益，推进矿井水资源化利用已经成为行业共识。

参考文献：

[1]秦树林，斯乾佐，申屠民良，等.发展循环经济实现矿井水资源化利用[J].能源环境保护，2005，19（6）：59-64.

[2]何绪文，杨静，邵立南，等.我国矿井水资源化利用存在的问题与解决对策[J].煤炭学报，2008，33（1）：63-66.

[3]郭雷，张硌，胡婵娟，等.我国矿井水管理现状分析及对策[J].煤炭学报，2014，39（S2）：484-489.

[4]武强.我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望[J].煤炭学报，2014，39（5）：795-805.

[5]袁航，石辉.矿井水资源利用的研究进展与展望[J].水资源与水工程学报，2008，19（5）：50-57.

[6]王汉栋.矿井水的治理和利用[J].能源与节能，2011（3）：74-75.