煤矿矿井水的综合利用研究

【前言】煤矿矿井水的综合利用研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。矿井水是开采过程中产生的地下涌水，为了保障矿井生产的安全，我国每年要投入大量的人力、物力将矿井水排出地面，矿井水在排放过程中，由于受到煤粉、岩粉、有害物质 、及其他杂物的污染而成为污水。据统计，目前全国每年的涌水量为42亿m³左右，利用率仅为26%，...

摘要：本文通过对煤矿矿井水的综合利用进行分析，介绍了矿井水综合利用的途径。

关键词：矿井水;综合利用；反渗透技术；水源热泵

中图分类号：TD214文献标识码： A 文章编号：

我国是一个淡水资源并不丰富的国家，据统计人均占有水资源为2300m³，仅为世界人均占有量的1/4，排在世界第121位；处于严重缺水的边缘。联合国规定人均1700m³为严重缺水线，人均1000m³为起码生存线，我国的北京、天津、上海、山东等10个省市区人均水量均低于生存线。而随着我国经济的发展，水资源污染严重，水环境日益恶化，水质型缺水突出，再加上水资源的多度开发，缺乏统筹规划和有效管理，造成供水量严重短缺，供需矛盾日益突出，而解决水资源危机的一个重要措施为推广中水的利用，而矿井水的综合利用前景尤为广阔。

矿井水的现状

矿井水是开采过程中产生的地下涌水，为了保障矿井生产的安全，我国每年要投入大量的人力、物力将矿井水排出地面，矿井水在排放过程中，由于受到煤粉、岩粉、有害物质 、及其他杂物的污染而成为污水。据统计，目前全国每年的涌水量为42亿m³左右，利用率仅为26%，多年的实测数据表明，矿井水在开采过程中，排放量相对稳定，作为水资源其水量是有保证的，矿井水水质情况随矿山开采的几种类型、方式及矿山所处的区域和地质构造的不同而有较大差异，按水质矿井水主要分为5种基本类型，即洁净矿井水、高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊污染物矿井水。不同水质的矿井水经过相应工艺的处理，都可达到饮用水、生活用水和工业用水的要求。矿井水不加利用直接排放，既污染水源又破坏生态环境，同时又浪费了水资源。协庄煤矿在矿井水资源利用上本着全面规划，合理开发，统筹兼顾，有效利用的原则，认识到矿井水综合利用的重要性，利用先进的水处理工艺，将矿井水充分进行了利用。

矿井水的综合利用途径

协庄煤矿地处鲁中地区，紧邻大汶河的主要支流柴汶河，协庄煤矿是一个以煤炭工业为主，其他非煤产业共同发展的煤矿，年产煤200万吨，分别建有2*30MW发电厂、年产180万吨的洗煤厂、百川纸业等用水量较大的非煤产业。协庄煤矿目前井下共三个水平排水，-50水平、-300水平。-50水平近三年平均流量为132m³/h，-300水平平均流量为218m³/h，-50及-300水平从管子井排出。三个水平每天排水量达8400m³。原来所有的矿井水全部排入柴汶河，矿里用水全部由自备水源井供水，矿井水既污染了环境又浪费了水资源。最近几年，随着水资源的及排污费用的大幅度征收，该矿认识到综合利用矿井水的重要性，根据不同用途分别进行了水质处理，投资兴建了水处理设施和安装了新设备、敷设供水管网，彻底解决了矿里的生产用水、生活用水，取得了良好的社会效益和经济效益，具体做法如下：

2.1矿井水作为电厂用水

协庄煤矿电厂装机容量为2*30MW，需水量较大。电厂用水主要由两部分组成，一部分是锅炉汽水系统用水，一部分是循环冷却水，每天用水量达到5000m³，而冷却水对水质要求不高，协庄煤矿-50和-300的矿井水中，-50的水较为洁净，-300的水较为混浊，为了将-50的水引入地面，从井下水仓敷设了一根φ273管道经2#副井引入工业广场进入电厂，而-300的水则从水仓敷设φ325的管道经管子井至电厂，经水质处理层供给电厂使用，自电厂运行以来，井下水满足了其用水需求。电厂矿井水水处理工艺流程如下：

矿井水处理工艺流程图

通过上述处理，水质能较好地满足电厂的需求。

2.2.洗煤厂生产用水

该矿建有一座洗煤厂，年入洗能力为180万吨，洗煤厂由于采用了很好的节水措施和工艺流程，每天需补充水量为1000m³，作为生产用水和清理卫生等用水。由于洗煤厂对水质要求不高，具体方法是从-300水仓到电厂的水管上到电厂后分接出一路φ219支管，直接到洗煤厂浓缩池，不需要进行水处理，满足了洗煤厂生产用水的需要。

2.3.厂区生活用水、绿化用水及冲洗道路和消防用水

该矿工业区总建筑面积41051m²,每天在矿区内（含井下）上班人员达10000余人，建有多个水冲式公厕，办公楼及生产车间内均有用水设施，每天厂区用于生活、绿化及冲洗道路等用水量达1000m³，并且还要储备一定的消防用水。为了满足矿区用水量，具体做法是由于-50的水较为洁净，将-50水通过敷设一根DN150的管子从电厂至消防泵房，在消防泵房内建一个1000m³蓄水池，然后由消防泵房通过水泵向厂区各需水处供水。

2.4.厂区职工的饮用水

由于厂区每天有10000余人从事生产和办公，并且建有两个食堂供职工就餐，每天消耗饮用水量约100吨。怎么样将矿井水转变为合格的饮用水呢？由于-50的矿井水浑浊度、色等感官指标和细菌学指标基本符合《生活饮用水卫生标准》，决定采用反渗透技术（RO)制备饮用纯净水。反渗透技术目前已成为膜分离法技术的一个主要组成部分，是现代生活首选的水处理技术，该矿选择了一套淄博菲普特水处理设备厂生产的PFT型反渗透水处理设备，日生产纯净水150m³，满足了矿区职工的生活饮用水需求。

反渗透水处理工艺流程图

2.5.用于淋浴用水

该矿区每天有接近10000人从井下和地面工作，每天淋浴用水量及清洗澡堂用水量达800m³。淋浴用水是利用的较为洁净的-50水平的水，原来都是用电厂蒸汽进行加热。由于-50水平的井下水常年温度都在18℃，为了节约能源，该矿2010年安装了一套WPS420.2B型单螺杆水源热泵机组，由麦克维尔中央空调有限公司济南分公司生产，夏季为厂区供冷，冬季为厂区供热，而夏季的冷源及冬季的热源就是-50水平较为洁净的井下水。从井下到电厂的-50管道上敷设一根管道将-50水引入水源热泵机组，经过水源热泵18℃的矿井水可升至32.5℃，然后这部分水进入澡堂淋浴水池，经少量蒸汽加热至40℃即可满足淋浴要求，大大节约了蒸汽用量，同时也保证了淋浴用水。

结论

综上所述，该矿有大量的水资源得到了利用，每年综合利用水资源量近300万m³，每年节约排污费、水资源费近500万元。由此可见，对矿井水进行处理并加以利用，不但可以避免对水环境的污染，还可以解决矿区水资源短缺的问题，并且节约了大量的费用，具有明显的经济、环境和社会效益，值得在煤炭行业大力推广。

参考文献：

给水排水设计手册中国建筑工业出版社 2008年

李广贺水资源利用与保护中国建筑工业出版社

高明远建筑设备工程中国建筑工业出版社