李伯文 高全海 姚峰 楊鵬飛

摘 要：煤礦企業(yè)在日常生產(chǎn)、生活當(dāng)中所需用的水資源較多，但是同時(shí)礦井井下采掘作業(yè)又會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，如何做好礦井水資源利用及污水處理利用至關(guān)重要，也影響著煤礦企業(yè)的利潤指標(biāo)。隨著科學(xué)的發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，對(duì)煤礦礦井水處理也已有了新的認(rèn)識(shí)，開始將礦井水作為一種水資源加以處理利用，即煤礦礦井水處理資源化。實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井的開采過程中所產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，處理后的水資源再進(jìn)行重復(fù)利用，不僅可以有效的提高礦井生產(chǎn)過程中的廢水的排放量，還可以大幅度減少水資源使用量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的節(jié)約，降低生產(chǎn)成本，而且對(duì)環(huán)境保護(hù)也有極大的保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：礦井污水；凈化處理；再利用；資源化

針對(duì)我國目前煤礦礦井水處理總體技術(shù)水平和回用率不高的現(xiàn)狀，指出加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，組織重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備，創(chuàng)新管理模式，拓寬融資渠道和應(yīng)用領(lǐng)域，擴(kuò)大礦井水利用規(guī)模，提高煤礦礦井水處理利用效率和技術(shù)水平是礦井水資源化利用的發(fā)展趨勢(shì)和方向。煤礦礦井水的水質(zhì)受到水文條件、礦床地質(zhì)構(gòu)造與開采條件的影響，在采礦活動(dòng)中，與煤層、巖層、空氣、煤灰等接觸混合，其水質(zhì)會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)和生化變化，與普通地表水或地下水水質(zhì)相比具有明顯的差異所以不能直接用于降塵灌溉用水和消防生產(chǎn)用水。

1 礦井污水存在的現(xiàn)狀

煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占70%以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經(jīng)處理直接排放，勢(shì)必對(duì)造成嚴(yán)重污染，同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi)，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)的目標(biāo)。據(jù)我國40%的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。

2 高礦化度礦井水深度處理與綜合利用技術(shù)

永寧煤化處于新疆伊犁地區(qū)，是我國西部的綠色走廊，稱之為“塞外江南”，對(duì)環(huán)境保護(hù)治理工作特別重視，永寧煤化就坐落在伊犁河谷，為此礦井生產(chǎn)過程中，特別注重水資源的保護(hù)工作。

2.1 水資源情況

永寧煤化礦井生產(chǎn)、生活使用的水資源為，單價(jià)較高的自來水，4.2元/m3，且在夏季自來水嚴(yán)重供應(yīng)不足。而礦井廢水正常涌水量為Q=1350 m3/d，最大涌水量為Q=2200 m3/d，按此計(jì)算，每月礦井排水量在40500m3-66000 m3，由于該礦井水水質(zhì)差（礦井水水質(zhì)見表1），無法直接綠化灌溉、洗浴、礦井井下降塵和冷卻等方面，但是若直接外排將嚴(yán)重污染環(huán)境。

2.2 高礦化度礦井水深度處理

永寧煤化通過高礦化度礦井水深度處理實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井水進(jìn)行監(jiān)測、采樣、系統(tǒng)分析，掌握水質(zhì)變化規(guī)律，研究高礦化度礦井水的水質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)高礦化度礦井水反滲透深度處理工藝進(jìn)行研究，兼顧實(shí)用性與先進(jìn)性，提出適合潘津工業(yè)煤礦高礦化度礦井水水質(zhì)特點(diǎn)的深度處理工藝及流程。最終有效降低原礦井水中氯化物、鉀、鈉等離子的濃度，不僅維持了水的自然平衡，為礦井節(jié)省了水資源費(fèi)、礦井水外排費(fèi)，而且處理后的礦井水水質(zhì)滿足了礦井生產(chǎn)、生活需要。具體如下：

①礦井涌水先經(jīng)過井下主排水水倉進(jìn)行沉淀，再由MD155 67*5多級(jí)離心泵泵排至礦井水處理站的調(diào)節(jié)水池；②調(diào)節(jié)水池內(nèi)安裝三臺(tái)潛水泵排至污水處理中心，再排入期間，污水在排水管道內(nèi)與藥劑混合，藥劑通過加藥裝置計(jì)量泵將混凝劑和助凝劑加入管道混合器的投藥口，水與藥劑在混合器中進(jìn)行瞬時(shí)混合，混合率達(dá)到90%-95%，為后續(xù)的反應(yīng)沉淀等工藝創(chuàng)造了良好條件；③混合液進(jìn)入混凝反應(yīng)室，混凝劑與水中的小顆粒懸浮物產(chǎn)生聚凝作用，并通過助凝劑的高分子架橋作用，在凈水器反應(yīng)室內(nèi)逐漸形成較大的絮凝體；④聚凝后的水經(jīng)混凝沉淀池進(jìn)行沉淀，然后進(jìn)入高猛過濾罐，進(jìn)行過濾，出水經(jīng)消毒殺菌進(jìn)入清水池，回用于井下生產(chǎn)用水和地面消防用水。

2.3 礦井廢水綜合利用

處理后的礦井廢水，經(jīng)過化驗(yàn)已經(jīng)達(dá)到可以進(jìn)行綠化灌溉、消防、降塵等部分用水，在清水池內(nèi)安裝排水管路，將處理后的水用于礦井生產(chǎn)用水。一是有效緩解了礦井自來水的供應(yīng)問題，井下生產(chǎn)用水650m3/d，降塵、綠化灌溉、地面降塵及其他用水總量也達(dá)到500m3/d（夏季），基本解決了礦井廢水問題。

在環(huán)境保護(hù)逐步嚴(yán)格的情況下，永寧煤化為認(rèn)真執(zhí)行國家政策，并做好地區(qū)服務(wù)工作，采購一臺(tái)高效灑水降塵車輛，為礦區(qū)及周邊村莊、道路進(jìn)行灑水降塵。其在礦井水處理站未建成之前，灑水車全部采用自來水進(jìn)行配水，且需要一個(gè)小時(shí)左右才能加滿，不僅成本費(fèi)用高，效率也很低，主要體現(xiàn)在礦區(qū)周邊村莊降塵，由于離村民生活區(qū)比較近，過往的貨車及礦井生產(chǎn)所產(chǎn)生的煤塵及灰塵給村民生活帶來了不便。以往所采取的灑水方法，灑水效率低，達(dá)不到所期望的降塵效果。通過礦井水處理管理的提升，所達(dá)到的效果超出了期望的效果，并且使資源的到了充分的利用。在實(shí)施之高礦化度礦井水深度處理技術(shù)后，利用礦井廢水處理，增設(shè)排水管路，優(yōu)化改造及管理的提升，現(xiàn)可以直接使用處理過后的礦井水?；?分鐘就可以加滿約15方的一車水，很大程度上節(jié)省了自來水和井下所需水的使用量和成本，提高了灑水降塵效率。

在經(jīng)濟(jì)方面，根據(jù)現(xiàn)狀，該礦區(qū)自來水費(fèi)為4.2元/m3，礦井水處理綜合成本約0.3元/m3，處理水量80 m3/h，按照冬夏季平均用水600m3/d，每年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約80萬元。與自來水相比，有著顯著的長期經(jīng)濟(jì)效益。

3 總結(jié)

礦井污水資源化的管理在污水處理再利用及環(huán)境保護(hù)方面越來越重要，不光是給礦山企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，而且利于對(duì)周邊的環(huán)境保護(hù)，符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的政策。再者鑒于礦井建設(shè)前期投入較大，但回收較慢，礦井污水的資源化可充分的降低礦井生產(chǎn)當(dāng)中所需用水的費(fèi)用，加快資金的回收，即使在極為缺少惡劣的情況下也不用擔(dān)心礦井用水問題。