矿井水资源可持续利用与处理技术研究

张栓亮

【摘 要】 随着生活水平的提高，人们对水的需求量越来越大，因此，最大限度的节约用水便成为了时下最热门的话题。实现矿井水处理后综合利用是解决煤矿缺水和矿井水污染环境的最佳选择，达到社会、环境和经济三个效益的统一。煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源，又是一种宝贵的水资源。

【关键词】 矿井水 清水来源 处理方法

1 概述

煤炭在开采和利用过程中产生的环境问题是十分严重的，其中水污染是突出的环境问题之一。缺水问题，影响了矿区居民的生活及煤矿的正常生产，制约了煤炭工业持续稳定地发展。据调查，北方煤矿70%缺水，40%为严重缺水，入均生活用水量不足0.06/d。即只有正常用水指标的1/2。随着我国煤矿产业的进一步发展，缺水间题将越来越突出。

在神东煤炭公司，石圪台煤矿是主要的水源供应地，和其它矿井相比，我矿收集到的清水、沉淀水含悬浮物、化学物质及污浊度相对较低，经过处理后不但可以浇灌蔬菜、庄稼，也达到饮用水的标准。因此作为石圪台煤矿主要供水部门--机电二队，便肩负起了矿区人民生产、生活用水的重担。石圪台煤矿约50%的清水来自于22煤，机电二队经过近2年的系统技术改造，使各泵房的水泵运行更趋于合理，并且大大改善了矿区的饮用水质。

2 矿井水的特征和类型

井下涌出的矿井水主要来源于地下水，包括地面渗透水和岩石裂隙水等。矿井水的特性取决于成煤的地质环境和煤系地层矿物化学成分，其中井田水文地质条件及充水因素对矿井水的水质、水量有决定性的影响。

矿井水可分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和特殊污染型矿井水等五种类型。它具有地下水的特征，但由于受到人为的污染，又具有地表水的一些特点。

矿井排水量受矿区水文地质条件的影响较大，各地相差悬殊。据统计，每生产一吨原煤，井下排水量约为0.5-10m3，平均涌水量约3m3。矿井废水的污染程度较其他工业废水轻，有机污染物很少，一般不含有毒物质，只是经常在酸度、悬浮物、浊度、硬度、矿化度、硫酸盐、氟化物等方面超标。适于作回用水水源。

3 矿区清水的来源

石圪台矿水源主要来自：井下各个综连采面及辅助单位抽排出的生产用水经过沉淀后而来以及采空区积水、探放水的收集。生产用水回灌经沉淀而来的水质相对较差，需首先作为污水收集，经处理后方可使用；采空区积水和探放水水质相对较好，可作为清水直接收集。因此，井下水源可分为污水沉淀水和清水，如下所示：

3.1 未处理污水沉淀水收集

未处理污水沉淀水经沉淀处理后用作清水，主要来自两个方面：

第一，中央一号泵房：12煤、22煤北翼和22上301及302面综连采面排水、其他单位的设备和巷道冲洗后的污水，少量来自31煤各面的污水。第二，22302泵房：22煤南翼、22304面、22305面、22405面和辅助单位的设备和巷道冲洗后的污水。回灌至22301、22302采空区，经过2000米左右的采空区缓慢自流沉淀后，再通过22301泵房排往地面四千方水池来供应31煤生产消防用水、地面洗煤厂生产用水、地面消防用水，以及排往考考赖水厂净化后供人们生活饮用。

3.2 清污分流

对于井下个别区域，由于该处同时存在清、污水，可能混淆、造成清水污染的现象，我队想到利用“清污分流”的方法解决这个问题：即分别设置清、污水泵，根据周围环境的水质情况，随时决定使用什么水泵进行排水。

3.3 直接清水收集

主要有以下几个方面的来源可以作为直接清水：

第一，采空区、老塘水的采集：将采空区、老塘水排放至水仓，然后用适当功率的水泵直接进行清水收集；

第二，探放水采集：井下各点的探放水，如水大可直接接入系统；如水小则用蓄水槽集中到水箱中再进行收集；

第三，水量较大时对闲置管路的利用：部分区域管路使用率较高、水流量较大，为保证清水收集顺畅无阻碍，将周围闲置注氮管加以改造，用作收集清水；

第四，巷道分散清水源水箱收集：个别巷道因为清水源过于分散或由于环境因素不便修筑水仓，故增设水箱，将全部清水集中到一起进行收集。

4 做好保护水质宣传工作

（1）水是大地的血脉，是一切生命的源泉。随着经济的飞速发展，人们对供水的需求量越来越大，此时，我们不得不面对一个严峻的问题：在供水短缺的情况下，如何避免水质污染。

（2）各个区队尤其是综连采和运转队的工友们可以把井下的乳化液及一些清洗过设备有油垢的废机油等升井。据了解像乳化液一类的油性物质，在处理的过程中是不能够把有害物质过滤掉的，有一部分有害物质继续伴随着饮用水被我们每一位矿区生活的人员所食用，所带来的后果我们可想而知；还有井下每位员工吃过的饭盒、剩饭及一些有害垃圾和废旧材料要及时升井，不要扔到采空区，这样不但可以减少井下老鼠的数量，而且能减少由于废旧材料氧化而产生有害物质。同时能保证井下水质利用率。更能保证人们的生活利益和身体健康！

（3）我们每使用一立方水的成本是多少呢？其实这个答案很难用一个准确的数字回答！我们将收集起来的污水排往采空区沉淀后排往地面水厂，经处理后再排往各生活、生产区域。该过程中设备的损耗及维护、人员的劳动力等各项费用综合起来就是一笔不菲的支出。对我们而言，水虽然来自大自然的无偿提供，但却需要后期投入大量的人力、物力、财力才能使用，并非坐享其成。

5 矿井水资源节约效果

（1）原来井下采空区清水包括探放水大部分流入巷道或水沟，只有少量得到了利用，造成大量的资源浪费。经改革，该现象如今已有重大改观，不再肆意浪费清水资源。

（2）实施办法：巷道加设清水收集点，将分散的清水收集到水仓内，再用大泵排到清水泵房，进而打往水厂供人们使用。同时，污水泵房的来水量也相应减少，由原来每班开泵7—8小时减少至现在每班只需开3—4小时大大减轻了污水泵房的排水压力，减少了水泵的维修和清仓量，间接为单位节省一笔开销

（3）自从清水收集改造完毕之后，我矿每天节约水资源5000方全年共节约各种水资源近1825000方，使矿区供水不足的问题得到极大改善。

6 结语

煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源，又是一种宝贵的水资源。因此，将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水、生活用水及其它用水，不仅解决了矿区缺水问题，而且充分利用了矿井水水资源，节省了地下水资源，具有明显经济、环境和社会效益，有利于煤炭产业和矿区经济的可持续发展。