关于煤矿井下泵房排水污水处理问题的研究

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摘要：某城市某地区某煤矿，我国的水污染状况愈来愈严重，水资源非常宝贵，保护环境已成为我国的基本国策。煤矿采选废水排放量巨大，如果废水不经处理直接排放，则会给周围环境及水质资源带来严重的污染，破坏生态环境。笔者结合施工中的实践工作和体验探讨了煤矿排水污水处理的问题。

关键词：煤矿；污水处理 ；给排水设计

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A文章编号：

前言

煤矿废水水主要来源于煤矿作业时产生的井下废水，矿区工业场地淋溶废水，生活区生活污水等。煤矿山在采煤生产过程中产生的废水中含有多种有害的有机物、无机物、重金属离子等,且水质成份复杂多样。排出的煤矿废水由于含有大量的悬浮物、铁、锰、酸性物质等，在与地表水的混合后，煤矿废水中可溶性的铁锰物质被氧化沉淀析出，不但使整个地表水成为黄褐色，而且影响植物的正常生长。因此，煤矿废水治理工作迫在眉睫。处理后废水可以回用于煤矿生产工段，既保护了水资源，又可降低了生产成本。

1、我国煤矿污水情况

我国的水污染状况愈来愈严重，水资源非常宝贵，保护环境已成为我国的基本国策。

煤炭在我国能源结构中占70％以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我国40％的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区，水资源更为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义

2、井下供水设计

随着采掘工艺的机械化,自动化程度的提高,为满足生产安全和防尘的要求,本文主要就井下防尘洒水设计存在的问题作一些探讨。

2.1水源选择目前大多数矿井设计中都将地面生产生活供水水源作为井下供水水源。由地面用管道将水引至井下,采用集中供水方式。其优点是水质可以保证,但水压较大,能满足采掘设备以及洒水器的水压要求,一般不需加压。缺点是井筒内管道长,部分矿井垂直向下高达800m,井底大巷水压过大,使用不安全。

2.2井下防尘洒水及其自动化问题井下防尘洒水主要为消除岩尘及煤尘,保证煤矿生产安全及工人身体健康。但实际情况是许多矿井井下煤尘浓度超标,而防尘洒水设备却闲置不用,分析其原因,有生产管理与思想认识不足,不够重视问题,亦有设计不能使洒水器自动化工作、管理不便的问题。因此,井下防尘洒水系统应力求实现自动化

3、煤矿排水设计

煤矿排水设计的难点是生活污水处理设计,煤炭系统新建矿井非常重视环保建设,并投入了大量的环保建设资金。煤炭设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。

煤矿井下水泵是煤矿生产的主要设备之一，实现井下泵房的远程控制与监测，是综合自动化建设的重要组成部分。自动排水系统可以由计算机自动检测水仓水位并自动控制某一水泵的开停，检测运行参数、分析差数进行对设备的保护。目前,在矿井泵房的排水系统设计中 ,一般设置多台多级离心水泵 ,一组工作、一组备用 ,并设置了用于轮换检修的水泵。这些水泵电压高、功率大、运行工况复杂，人工很难做到实时监控。另外，对于水泵启动前吸水管路的充水（抽真空）、水仓水位监测、泵房内设备的运行与管理等工作 ,普遍采用人工操作方式，而自动化控制能改变传统模式操作过程繁琐、劳动强度大、人为因素多、启泵时间长、自动化程度低，为提高安全生产奠定了坚实的基础。 系统设计以系统安全、可靠、先进为原则，系统实现在安全生产指挥调度中心对井下排水系统泵房的所有设备进行网络监视和控制，做到泵房无人值守、设备安全可靠运行。

4、煤矿排水设计

煤矿矿井水是指在采煤过程中所有渗入井下采掘空间的水。矿井水的排放是煤炭工业具有行业特点的污染源之一，量大面广。我国煤炭开发每年矿井的涌水量为20多亿立方米，其特性取决于成煤的地质环境和煤系地层的矿物化学成分。矿井水流经采煤工作面和巷道时，因受人为活动影响，煤岩粉和一些有机物进入水中。我国矿井水中普遍含有以煤岩粉为主的悬浮物以及可溶的无机盐类，有机污染物较少，一般不含有毒物质。因此，对矿井水进行净化处理利用，将产生巨大大经济效益和社会效益。针对不同的水质矿井水的处理技术主要有含悬浮物矿井水处理技术、高矿化度矿井水处理技术、酸性矿井水处理技术、含重金属矿井水处理技术、含放射性污染物矿井水处理技术、碱性矿井水处理技术、含氟矿井水

处理技术。

4.1含悬浮物矿井水处理技术主要有混凝、沉淀和澄清、过滤和消毒。矿井水混凝阶段所处理的对象主要是煤粉、岩粉等悬浮物及胶体杂质，它是矿井水处理工艺中一个十分重要的环节。实践证明，混凝过程的程度对矿井水后续处理如沉淀、过滤影响很大。所以，在矿井水的处理中应给予足够的重视。沉淀和澄清：在煤矿矿井水处理中所采用的主要有平流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板管式沉淀池。澄清池主要有机械搅拌、水力循环和脉冲等。在煤矿矿井水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮物。去除化学澄清和生物过程未能去除的细微颗粒和胶体物质，提高出水水质。矿井水处理可以采用过滤池。过滤池有普通快滤池、双层滤料滤池、无阀滤池和虹吸滤池等。常采用滤料有石英砂、无烟煤、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒等。水净化处理后，细菌、病毒、有机物及臭味等并不能得到较好的去除。所以必须进行消毒处理。消毒的目的在于杀灭水中的有害病原微生物、病原菌、病毒等。防止水致传染病的危害。在以煤矿矿井水为生活水源水处理中，目前主要采用的是氯消毒法。消毒剂主要有液氯、漂白粉、氯胺、次氯酸钠等。

4.2高矿化度矿井水处理技术：煤矿高矿化度矿井水的含盐量一般在1000-3000mg/l之间，属于我国大部分地区的苦咸水含盐量范围。所以，有些煤矿也称高矿化度矿井水为苦咸水。苦咸水脱盐方法主要有电渗析和反渗透技术。目前电渗析技术已成为一个大规模的化工单元过程广泛地用于各个行业。当进水含盐量在500-4000mg/l时，采用电渗析是技术可行、经济合理的。当进水含盐量小于500mg/l时，应结合具体条件，通过技术经济比较确定是采用电渗析还是采用离子交换或者两者联合。反渗透技术自从上世纪五十年代末六十年代初发展成为实用的化工单元操作以来正不断地拓展其应用领域和规模。目前已广泛地应用于各行业。国内外已广泛应用于海水、苦咸水淡化、锅炉补给水、饮用水纯化。在食品、制药、化工、医疗、环保、矿井用水等行业中制备纯透反渗水、超纯水以及各种水溶液的脱盐、分离和浓缩。

4.3酸性矿井水处理技术：酸性矿井水是指PH小于6.5的矿井排水。一般PH值在3.0-6.5之间。其处理技术有石灰石中和法、石灰中和法、生物化学处理法、湿地生态工程处理法。

4、煤泥水处理技术：含有煤泥等轻度污染的矿井水，这类矿井水水量不大稳定，常采用一体化净水器进行处理。该净水器是一种新型重力式自动冲洗式一体化净水器,适合进水浊度≤3000mg/L,出水浊度≤3mg/l。该净水器集絮凝、反应、沉淀、排污、反冲、污泥浓缩、集水过滤于一体,自动排泥、自动反冲洗。本装置处理效果好,出水水质优良,自耗水量少,动力消耗省,占地面积小,节水、节电,无需人员管理。处理后的水质达到生产和生活用水的要求。

5、结束语

因此，在进行煤矿排水污水设计时，一定要分析进水污染物指标，选择适用性强、耐冲击负荷高的污水处理方案，提交环境保护部门专家组审查后确定最终处理工艺。污水处理站的设计必须按照国家有关法律、条例、规范进行，保证各项设计合理符合劳动、安全卫生规范。

参考文献：

[1]《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)

[2]《污水综合排放标准》GB8978-1996

[3]《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006

[4]《污水再生利用工程设计规范》GB/T50335-2002

[5] 魏先勋.环境工程设计手册 湖南科学技术出版社，1992.

[6] 周本省.工业水处理技术 化学工业出版社，1997.