矿井水综合利用分析及前景展望

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[摘要]：

本文主要阐述了矿井水综合利用的问题。包括了矿井水利用的意义、利用原则，并分类介绍了各类矿井水综合利用的途径。通过理论和实例结合重点介绍了矿井水利用的现状及发展趋势，并提出了当前煤矿矿井水处理利用所存在的问题，对矿井水利用的前景提出了展望。

关键词：矿井水综合利用处理技术

引言

我国是个煤炭生产大国，煤炭丌采方式以井工开采为主，约占煤炭总产最的94％。井工采煤的同时，为了确保煤矿井下安全生产，必须排放大量矿井涌水。矿井水一方而是地质灾害，严重威胁着矿井安全生产；另一方面，大量的矿井水外排，会对周边环境造成污染，也是对水资源的巨大浪费。根据国家发展改革委员会2006年编制的《矿井水利用专项规划》，目前全国吨煤矿井水涌水量为2.15m3，每年涌水量约42×108m3，利用率仅为26％，远低于发达国家矿井水利用率80％左右的指标。实际上我国许多矿区水资源匮乏，据资料显不，全国有70％的矿区而临缺水．其中40％矿区严重缺水。因此，对数量可观的矿井水进行综合利用成为解决矿区缺水问题的一条捷径，同时还可以实现环境、社会和经济效益的统一。

1.矿井水综合利用的意义

1.1 矿井水直接排放的危害

我国矿井水种类多，成分复杂，排放量大，直接排放危害很大。部分矿井水含有很多容易被生物吸收和积累，如含重金属矿井水。矿井水中含有大量的无机盐、盐类和无机悬浮物，这些污染物不但破坏水体的自然缓冲作用，抑制水生生物和农作物的生长，而且也腐蚀水工设施等，大量的悬浮物还会淤塞河道和湖泊，阻碍鱼的呼吸，甚至使鱼类窒息死亡。

1.2 矿井水利用的意义

矿井水资源化开辟了新水源，减少了淡水资源开采量；实现“优质水优用，差质水差用”的原则，减轻或避免了长距离输水问题；可缓解或解决矿区严重的缺水问题，改善职工的生活条件，提高职工的工作热情，同时也保证煤炭工业持续发展对水资源的需求，其社会效益是显而易见的；矿井水实现资源化后，可大大减轻由于矿区地下水资源的过度开采所造成的环境损害和资源破坏，同时由于矿井水进行了处理，不再直接外排污染周围环境，有限的水资源得到了充分利用，对矿区环境是十分有益的；矿井水实现资源化后，本身具有很大的经济价值，我国现有5000多台套排水设备，年耗电30亿kw・h，有些煤矿吨煤排水费高达5元，矿井水实现资源化可降低排水费用，免缴排污费和水资源损失费，经济效益明显。

2.矿井水利用现状

2.1矿井水利用原则

矿井水提取原则：清浊分流，优先在井下水仓沉淀。

矿井水利用原则：先生产后生活、先井下后井上。①优先用于井下降尘洒水及消防用水、煤层注水、矸石山灭火用水，②其次用于洗煤厂生产用水、热电车间循环冷却补充用水，③再次是用于施工用水，农田灌溉用水，④最后是井口浴室用水、生活中的冲洗用水及杂用水，消防用水、游泳用水、锅炉房补充用水等。

2.2矿井水处理和利用现状

我国煤矿的矿井水中普遍含有以岩粉和煤粉的悬浮物，以及可溶的无机盐类，有机污染物很少，一般不含有毒物质，多数矿井水是中性水，碱性水不多见，有一定数量的酸性水。可见，我国矿井水水质较好，但利用率不高。全国范围内，只有田陈煤矿、平顶山煤矿集团、兖矿集团、大同煤矿集团、等矿井水处理工艺比较成熟，一般都采用混凝、沉淀、过滤、消毒工艺，矿井水利用率比较高，但处理成本也较高，而且都未能达到饮用水卫生标准。这些矿区对矿井水进行综合利用之所以成本高以及未能达到饮用水标准，主要是由于所用药剂、投加药量不合理，处理设施落后，工艺不尽合理（没有深度处理单元）以及科学化管理水平低。

2.3煤矿矿井水处理及利用所存在的问题

煤矿水污染问题是煤矿环境保护的一个突出问题。长期以来煤矿矿井水处理利用技术及处理利用率维持在一个较低水平，主要有以下原因：

（1）资金紧缺。水处理是一项耗资巨大的工程。一般要建一座矿井水处理站，少则二三十万，多则几百万甚至上千万，这对于经济条件并不十分好的煤矿来说，是很难投资兴建水处理站的。

（2）依靠科技进步不够。环保工作是专业性、综合性、科学性很强的工作。目前从事煤矿环保工作的管理人员有相当部分是从与环保没有关系的其他行业转行的，受工作时间限制，这些人员很难进行系统的培训，再加上许多煤矿矿井水处理工程由非煤炭系统设计单位承担，缺乏对煤矿目前生产情况的深入了解，导致一些煤矿矿井水处理站建成后难以达到处理目标。

（3）历史欠帐多。过去在计划经济体制下一些煤矿走先生产-后生活-再环保的发展路子，采用劳动密集型生产经营方式，国营煤矿多数简易投产，乡镇煤矿土法上马、手工生产，造成用效率低、亏损大、污染严重，近年来，虽然加大环保投资，但由于历史欠帐太多、先天不足，所以收效甚微。

3矿井水利用前景展望

3.1农业灌溉用水

――以淮南煤矿区为例

淮南属于亚热带与温暖带的过渡地带，是温暖带半湿润季风气候区，其特点是：四季分明，季风显著，光照充足，降雨量适中，无霜期较长。很适合农作物生长，是我国重要的农业生产地区。农作物主要有小麦、大豆、薯类、水稻、棉花、花生、芝麻和蔬菜等。耕地面积118,042.2公顷。

矿井水作为农业灌溉用水的水质状况见表1，可见矿井水作为农业灌溉用水水质完全可以得到保证。而且淮南矿井分布面广，与农田交错相间，作为灌溉用水不需修建太长的运送水渠，能产生很好的经济效益。

但矿井水作为灌溉用水，其含有的易富集重金属元素的累积作用，还没有弄清楚。在作为灌溉用水时要特别谨慎。

3.2生活饮用水（桶装供应）

矿井水从根本上来说其水质与当地地下水水质基本相同，除含有大量的悬浮物外，基本上没有有毒有害的污染物。经处理后可作为生活饮用水使用。

据调查和分析，煤矿区供水管网中用于直接饮用的水仅占1%左右，而其他生活如洗涤、卫生等用水占大部分，针对这种情况我们可以采用分质供水的方法来保证矿区居民饮用水的质量以及提高矿井水处理的经济效益。分质供水是解决原水水质较差（受到不同程度污染）、保障和提高居民用水质量的有效办法。在煤矿目前经济条件下，对于矿井水要求全部处理到饮用水标准，既不现实，也无必要。我们可以将矿井水常规处理后，只把1%左右的矿井水进行深度处理，生产出更高质量的饮用水，进行分质供水。其基建设备投资和运行费用都是很低的，由于处理量较少，可选用优质先进的小型设备，使管理方便，维修减少。

矿区饮用水供水方式可以采用桶装供应的方式分质供水，这样可节约新建管网的资金，同时增加就业机会，创造社会效益。

3.3矿井水利用并入城市供水系统

――以新河煤矿为例

新河煤矿属徐州矿务局，于1961年投产，1985年开始开采水文地质条件十分复杂的石炭系太原组煤层，矿井水涌水量大且长期稳定，至1989年全矿涌水量达16.58Mm3。如此大量的水外排，严重浪费了水资源，而徐州是一座缺水城市，由于地下水资源多年过量开采，地下水位以2.0-2.5m/a的速度下降，市区抽水降落漏斗范围正在逐年扩大，市区急需补充新的水源。

新河煤矿距徐州市最近，且水源可靠，水量充沛，水质优良，是向徐州市供水极为理想的水源地。

总体思路：在查清煤矿地质构造、地下水的分别规律、富水区域及水源补给通道、补给量和水质状况的基础上，采用“清浊分流”、“封闭引流、汇集”等技术措施，重复利用井下涌（突）水点的自压或余压将优质矿井水直接输入市区供水网络，实现矿井水资源“排供结合”的城市供水新模式。

此项目的研究实施，不但为煤矿安全开采强含水层下煤层开辟了一条新途径，也实现了矿井水资源化供水模式，是矿井水利用的新途径。

3.4回充地表水系

――以淮南煤矿区为例

淮南的主要地表水系为淮河、泥河、及广大的塌陷塘。

淮河是淮南地区的主要水源之一，但近年来淮河污染严重，号称中国污染最严重的河流，特别是夏季暴雨季节，常常会形成黑色的污染带；而矿区塌陷塘积水往往是一个封闭的区域，没有河流补给，缺乏流动性，水质较差。

淮南矿务局矿井水年涌水量达1787.10万吨，利用率为43.77% 外排1004.80万吨/年。而矿井水经简单处理后水质比淮河及矿区塌陷塘的水质要好的多，可通过排入处理后的矿井水，有组织、有规模的稀释淮河水及塌陷塘积水。近期目标可先稀释塌陷塘积水。远期可于国家治理淮河相结合，借鉴卢村污水处理厂稀释太湖水的经验逐步稀释治理淮河。虽然对于淮河的径流量来说，淮南矿井水涌水量很小，但在目前矿井水利用率较低的状况，为大量外排的矿井水找到一个合理的、对环境有益的出路是必要的。

但此方案需要大量的投资，经济效益不明显，现在还在论证阶段。

3.5休闲娱乐用水

煤炭行业被称为夕阳产业，煤矿在人们头脑中一直是脏、乱、工作条件差、生活单调。为此各个煤矿都在不同的程度上进行矿区环境建设，大搞绿化，种植花草，使矿区有一个宜人的环境。

矿井水经处理后，完全能够满足绿化要求。由于矿区扬尘较多，矿井水还可以用于浇洒道路、矸石山降尘等。

为了丰富矿工的业余生活，提高矿工的工作热情，各个矿井积极建设娱乐设施，如喷泉、游泳池等。这些娱乐设施要用到大量的水，如一个标准游泳池要用水2250 m3。矿井水经处理后水质较好，是这些休闲娱乐用水的理想水源。

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