矿井水资源化.doc

矿井水资源化未经处理而直接大量外排的矿井水，不仅造成了矿区周围环境的污染而且造成了大量宝贵的水资源的浪费。矿井水资源化是为解决矿区严重缺水和矿井水污染环境问题，根据用户对水质和水量的需求对矿井水进行科学合理的净化处理和分质供水配置，从而使矿井排水利用达到经济效益、社会效益和环境效益最优的过程。一、矿井排水利用情况据统计，目前全国煤矿矿井每年涌水量在42亿m3左右，利用率仅在20%30%之间。多年的实测数据表明，在矿井正常开采过程中其矿井水排放量是相对稳定的，作为水资源其水量是有保证的。矿井水水质状况随矿山开采的品种、类型、方式以及矿山所处的区域和地质构造等的不同有较大的差异。一般来讲，矿井水只要经过相应的工艺处理，都可达到生活饮用水和工业用水的标准。因此只要对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求均具有重要意义。目前，我国矿井排水的主要利用途径如图3-6。矿井水煤炭生产其他用途矿区生活矿石山灭火与防止自燃建筑水库灌溉煤炭加工采 煤生产使用生活饮用辅助工厂机修厂煤砖厂洗煤厂设备冷却空气调节运输机具保养灭火灌浆抑 尘冲 洗游泳池消 防喷洒道路喷泉景观锅炉补充图3-6 煤矿矿井水利用途径示意图矿井水利用中存在的主要问题是：对矿井水资源化利用的重要性认识不足，宏观上缺乏统筹规划和激励性政策措施，同时缺少先进适用的处理技术及技术规范等。针对上述问题，宜采取的办法是：初步建立起矿井水利用的政策支持体系、技术服务体系和监督管理体系；加快技术进步，提高矿井水利用水平；完善矿井水利用产业化政策，培育矿井水利用市场，扩大矿井水利用规模。二、矿床疏干与排供结合我国多数矿床的主要充水含水层，大多也是当地主要供水水源，尤其是在北方。面对国家对矿产资源需求的不断增长，工农业生产人民生活水平提高对供水要求不断的增长。未来矿床的疏干必然要在保证矿山生产安全的前提下，走排供结合的统筹兼顾的路子。（一）矿井排水的排供结合模式受多种因素的影响，目前我国矿井水的利用率很低，据北方矿床的不完整统计，煤矿矿井水利用率仅在20%30%之间，铁矿约为54%，主要用于水质要求不高的农业灌溉和与矿产资源开发利用有关的洗矿、发电、炼焦等行业，如用于居民生活或食品医药等工业，需考虑净化处理。（二）预先疏干的排供结合模式在诸多疏干方法中，地表深井排水的预先疏干是理想模式，既减少了矿坑涌水量，又建成了供水水源地（如广东石录铜矿）此外，根据矿山开采规模的发展，渐进式的优化深井排水量，使疏干流场处于缓变状态（与突水相比较），可减弱疏干对环境的负面影响，如地面岩溶坍陷的规模；同时，也可减少水中泥沙含量，保护水质。（三）利用含水层双层结构的排供结合模式如山东金岭铁矿，在水文地质调查中发现，顶板充水围岩中奥陶灰岩是上强下弱的双层含水结构，中间虽有隔水层相隔但二者具统一地下水位，但放水试验验证了中间隔水层的存在，因此改变了原设计在井下按开采水平各设疏干坑道的全面疏干方案，采用隔水层上部含水段供水，下部弱含水段疏干的排供方案。开采表明，至第五开采水平时已出现明显上下分离的两个降落漏斗。（四）暗河引流的排供结合模式如湖南香花岭多金属矿为暗河管道充水矿床，境内分布12条地下暗河，在查明暗河轨迹的基础上，用探洞确定暗河引流段的空间坐标，开始引流坑道在上游截暗河水，灌溉农田3100亩，解决4000多名农民的生活饮水，同时减少矿坑涌水量98.85%。三、矿井排水分质利用不同煤矿矿井水的水质和排放情况差异较大, 回用时应根据利用方向按分质分用、经济方便的原则, 适当处理后优先保证矿区内用水, 尤其要优先考虑井下用水, 做到先井下后井上, 先矿内后矿外, 先生产后生活, 充分发挥矿区内现有水利设施的潜能, 避免重复建设。利用方向有: 井下消防洒水、洗煤补充用水、热电厂循环冷却用水、绿化道路及防尘洒水、施工用水、矸石山灭火用水、农田灌溉用水以及生活用水等。（一）生活饮用水矿井水做供水水源时,主要是洁净矿井水和含悬浮物不高的矿井水, 一般含悬浮物矿井水的水质较好, 矿化度和总硬度不高, pH 值接近中性, 有机物和有害重金属的含量较低, 经混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺就可达到生活饮用水的要求。而高矿化度矿井水, 由于含盐量高而不宜饮用, 目前比较成熟的脱盐技术即电渗析技术, 虽然处理成本较高, 但对于严重缺水的地区采用此法还是可行的。（二）煤矿井下生产用水井下生产用水(井下防尘、洒水、煤层注水) 一般只需降低矿井水中的悬浮物，不需要作净化处理，矿井水经地面调节池沉淀降低悬浮物后即可直接供井下使用。（三）地面工业用水矿井水作为工业用水时，除了去除矿井的悬浮物，还要去除可能对工业生产产生危害的有害物质，一般混凝处理后，不需再加液氯消毒，即可直接用于澡塘、锅炉房、冲刷厕所及地面浇花、打扫卫生等。（四）农业灌溉矿井水用于农业灌溉只要降低悬浮物，一般经过沉淀池沉淀就能满足要求。（五）矿井水回灌将清水回灌到地下含水层中，抬高地下水位，补充地下水。四、矿井水排供结合我国许多煤矿位于地下水资源丰富的地区即大水矿区。煤炭开采过程中，地下水因采动影响，涌水量较大，而涌出的地下水水质较好，水源稳定，几乎不需要任何处理就可以作为矿区甚至周围地区的供水水源。对这类矿井水，采取单独抽放的方式，将矿区排水与地面供水结合在一起，是矿井水资源化的最佳途径。如徐州矿区新河煤矿1985 年以后，开采水文地质条件十分复杂的石炭系太原组煤层，水文地质勘探试验揭示太原组灰岩岩溶发育，水量大、水压高、动水补给水源充沛，主要来自奥灰水的侧向、垂向通道越流补给。水质监测表明，太原组灰岩出水点的动态水质完全符合生活饮用水卫生标准中的类标准, 加氯消毒后即可供生活饮用。针对徐州市水资源短缺的情况，为了充分利用新河煤矿矿井水资源，徐州市于1998 年建成“新河煤矿徐州市供水工程”，包括井下集排水系统、地面供水系统。开采利用方