高維強(qiáng) 韓向棟

（1.兗州煤業(yè)股份有限公司濟(jì)南煤炭科技研究院分公司，山東 濟(jì)南 250031；2.兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦，山東 濟(jì)寧 273500）

1 水平衡測(cè)試

企業(yè)水平衡測(cè)試是指對(duì)用水單元和用水系統(tǒng)的水量進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試、統(tǒng)計(jì)、分析得出水量平衡關(guān)系的過(guò)程，各用水單元或系統(tǒng)的輸入水量之和應(yīng)等于輸出水量之和。水平衡測(cè)試工作通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)讀表與實(shí)測(cè)相結(jié)合的方式進(jìn)行。水平衡測(cè)試對(duì)一個(gè)單位的取水、用水管理具有有效的指導(dǎo)作用。

煤炭企業(yè)是耗水大戶，在煤炭開(kāi)采、洗選等生產(chǎn)活動(dòng)中都要消耗大量水資源，為了減少企業(yè)生產(chǎn)耗水，要求煤炭企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中要從管理和技術(shù)方面減少水資源的浪費(fèi)，提高企業(yè)生產(chǎn)用水的重復(fù)利用率。本文以兗礦集團(tuán)興隆莊煤礦為研究對(duì)象，對(duì)該煤礦生產(chǎn)企業(yè)的水平衡進(jìn)行了測(cè)試研究。

2 水平衡測(cè)試方案的制定

兗礦集團(tuán)興隆莊煤礦系國(guó)家“六五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，是中國(guó)自行設(shè)計(jì)和建造的第一座設(shè)計(jì)年產(chǎn)300萬(wàn)t的大型現(xiàn)代化礦井，位于山東省濟(jì)寧市，井田面積54km2，地質(zhì)儲(chǔ)量7.8億t，可采儲(chǔ)量3.8億t。

2.1 測(cè)試邊界及單元?jiǎng)澐?/h3>

企業(yè)水平衡測(cè)試的水源包括常規(guī)水源和非常規(guī)水源。一般情況下，煤礦企業(yè)的常規(guī)水源為水源井取水，非常規(guī)水源為礦井生產(chǎn)疏干排水，即礦井水。煤礦企業(yè)水平衡測(cè)試的邊界劃定為企業(yè)供水管網(wǎng)所涉及的范圍，即上自企業(yè)自備水源井的取水計(jì)量點(diǎn)和礦井水排水出口計(jì)量點(diǎn)，下至生活污水處理站的排水出口、外供水計(jì)量點(diǎn)。水平衡測(cè)試邊界的劃定原則如圖1所示。

圖1 水平衡測(cè)試邊界的劃定原則圖

測(cè)試邊界確定后，對(duì)整個(gè)測(cè)試進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，測(cè)試單元?jiǎng)澐职凑召|(zhì)量?jī)?yōu)先、盡量細(xì)化的原則。煤礦生產(chǎn)用水分為主要生產(chǎn)用水、輔助生產(chǎn)用水和附屬生產(chǎn)用水。主要生產(chǎn)用水有井下生產(chǎn)用水和洗煤廠生產(chǎn)用水，井下生產(chǎn)用水主要用于井下采掘工作面灑水降塵、井下巷道降塵、井下噴漿、注漿等，主要以礦井水凈化水為主；洗煤廠生產(chǎn)用水主要以循環(huán)水、串聯(lián)水等洗煤工藝用水為主，洗煤廠生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的耗水，因此生產(chǎn)過(guò)程中要不斷進(jìn)行補(bǔ)水，洗煤廠生產(chǎn)補(bǔ)水多以礦井水為主。煤礦輔助生產(chǎn)用水主要是指地面生產(chǎn)單位及設(shè)備設(shè)施中的機(jī)廠、壓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)等與煤炭開(kāi)采直接相關(guān)的用水。附屬生產(chǎn)用水主要是指地面工業(yè)廣場(chǎng)上各區(qū)隊(duì)及行政辦公樓、職工食堂、職工浴室、醫(yī)院、單身公寓等用水。生產(chǎn)用水性質(zhì)確定了水平衡測(cè)試的單元?jiǎng)澐帧?/p>

興隆莊煤礦水平衡測(cè)試體系及單元?jiǎng)澐秩鐖D2所示。

圖2 興隆莊煤礦水平衡體系示意圖

2.2 測(cè)試周期確定

煤礦井下生產(chǎn)用水主要包括采煤降塵、掘進(jìn)防塵噴灑、防火注漿、錨固噴漿、大巷防塵噴灑、設(shè)備冷卻等。其中采煤、掘進(jìn)生產(chǎn)每天分作業(yè)班和檢修班，采煤、掘進(jìn)生產(chǎn)周期確定為1d；在工作面推進(jìn)、接續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，要對(duì)有害氣體進(jìn)行探測(cè)，當(dāng)有害氣體含量超標(biāo)時(shí)，需要對(duì)采空區(qū)進(jìn)行注漿作業(yè)，防火注漿用水隨機(jī)性較大，無(wú)固定周期，在確定水平衡測(cè)試周期時(shí)，不考慮該用水周期；錨固噴漿用水、大巷防塵噴灑用水、皮帶電機(jī)冷卻用水屬于礦井安全生產(chǎn)常規(guī)用水，其用水周期確定為1d；在井下生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到各種斷層，小斷層對(duì)工作面推進(jìn)速度影響有限，遇到較大斷層時(shí)，根據(jù)斷層推進(jìn)速度計(jì)算，其推進(jìn)周期一般為3～7d。綜合考慮到井下生產(chǎn)各類用水的特點(diǎn)，井下生產(chǎn)用水周期確定為7d。地面生產(chǎn)中，洗煤廠生產(chǎn)用水狀況比較穩(wěn)定，水平衡測(cè)試周期確定為1d；地面附屬生產(chǎn)用水考慮到節(jié)假日等情況，周期以一個(gè)星期為準(zhǔn)，確定為7d。綜合考慮煤礦各用水單元的用水特點(diǎn)和用水周期，煤礦水平衡測(cè)試周期為7d。

3 水平衡測(cè)試工作的開(kāi)展

在對(duì)煤礦生產(chǎn)用水進(jìn)行分析后，就可以開(kāi)展水平衡測(cè)試的具體工作，水平衡測(cè)試主要進(jìn)行如下方面的工作：

3.1 測(cè)試組織

成立專門(mén)的水平衡測(cè)試領(lǐng)導(dǎo)小組和工作組。水平衡測(cè)試工作涉及到企業(yè)正常供水、各單位生產(chǎn)用水、礦井水水處理重復(fù)利用等環(huán)節(jié)，工作過(guò)程中要對(duì)所有煤礦生產(chǎn)單位的用水管理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、調(diào)查。為推進(jìn)水平衡測(cè)試工作的有序進(jìn)行，需要成立以煤礦用水主管領(lǐng)導(dǎo)為首的、各部門(mén)人員參與的測(cè)試領(lǐng)導(dǎo)小組，協(xié)調(diào)水平衡測(cè)試工作開(kāi)展過(guò)程中各單位的工作關(guān)系。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

核實(shí)企業(yè)《計(jì)量水表配備網(wǎng)絡(luò)圖》、《煤礦給排水管路圖》等，全面排查礦井取水、用水設(shè)備設(shè)施，初步調(diào)查管道、設(shè)備設(shè)施漏水情況，核對(duì)一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)水表數(shù)量、安裝地點(diǎn)、完好率等，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行整理并提出整改建議。

3.3 測(cè)試工作開(kāi)展

目前比較常用的水平衡測(cè)試方法有三種：一次平衡法、逐級(jí)平衡法和綜合平衡法。鑒于煤礦生產(chǎn)用水比較復(fù)雜、涉及面廣、用水單位和用水點(diǎn)多、生產(chǎn)用水不均衡等特點(diǎn)，使用一次平衡法比較困難，故應(yīng)當(dāng)使用逐級(jí)平衡和綜合平衡相結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)試。

水平衡測(cè)試工作正式開(kāi)展時(shí)，首先要測(cè)定管網(wǎng)漏失率。根據(jù)煤礦生產(chǎn)的特點(diǎn)，管網(wǎng)漏失率可采用分時(shí)、劃片、夜間測(cè)試等方法進(jìn)行綜合測(cè)定。漏失率測(cè)定后，就可進(jìn)一步開(kāi)展全礦水平衡測(cè)試工作。

水平衡測(cè)試通過(guò)讀表、實(shí)測(cè)、調(diào)查走訪、查對(duì)歷史數(shù)據(jù)等多種方式對(duì)煤礦取水、各用水單元用水等進(jìn)行測(cè)試。

根據(jù)確定的測(cè)試周期，對(duì)煤礦進(jìn)行3次完整的水平衡測(cè)試，每次測(cè)試進(jìn)行7d。

4 測(cè)試結(jié)果及分析

兗礦集團(tuán)有限責(zé)任公司內(nèi)部組織多家企業(yè)定期開(kāi)展了水平衡測(cè)試工作。通過(guò)測(cè)試，在生產(chǎn)用水方面給企業(yè)帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益有：

（1）鮑店煤礦洗浴用水。在測(cè)試前，每天耗水超過(guò)2500m3，測(cè)試后，通過(guò)橫向?qū)Ρ?，找出了洗浴用水管理中的不足。根?jù)水平衡測(cè)試報(bào)告的建議進(jìn)行整改，目前，洗浴用水約1000m3/d。每天節(jié)約用水1500m3左右，節(jié)約費(fèi)用約3000元/d，年節(jié)約取水用水費(fèi)用100多萬(wàn)元。

（2）南屯電廠生產(chǎn)用水。在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)其中一水源井通過(guò)供水環(huán)網(wǎng)倒灌，倒灌水量約40m3/h，合計(jì)約1000m3/d。經(jīng)測(cè)試整改后，節(jié)約費(fèi)用約2000元/d，年節(jié)約取水用水費(fèi)用70多萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)兗礦集團(tuán)興隆莊煤礦水平衡測(cè)試工作的開(kāi)展，摸清了企業(yè)用水現(xiàn)狀，找出了該煤礦用水管理制度中的不足，合理評(píng)估了企業(yè)用水水平，找出了企業(yè)各主要用水環(huán)節(jié)的節(jié)水潛力，對(duì)企業(yè)節(jié)水用水措施提出了合理化的建議，節(jié)約了水資源，為企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。