張 備
摘要:闡述了煤礦各種水資源污染現象,隨后針對這些現象提出了一系列技術措施。以減少煤礦水資源的污染。
關鍵詞:煤礦;水污染;防治技術
一、礦井水對環境的污染
礦井水是伴隨煤炭開采而產生的地表滲透水、巖溶水、礦坑水、地下含水層的疏放水以及生產、防塵用水等組成,通常含有大量的懸浮物,有的還呈現出高礦化度或酸性,甚至還含有放射性元素及氧化物等,若直接外排會對地表上河流等水資源產生較嚴重的污染。
礦井水的大量排放,一方面嚴重污染了水源,另一方面也破壞了地下水的循環系統,甚至導致礦區地下水位下降,同時也給人民生命安全帶來危害,且礦井水排放量大、持續時間長、污染范圍大、影響地區廣,嚴重影響了人類生活環境。
二、礦井水污染的控制技術
礦井水對水資源的污染,可以通過礦井水資源化,利用特殊開采技術減少礦井水涌出量和降低其污染程度來控制。
1.礦井水的資源化
礦井水由于受到開采、運輸過程中散落的粉煤灰、巖粉和礦工生產活動及煤中伴隨礦物的分解氧化導致污染。根據礦井水含污物特性一般分為:潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水及含特殊污染物的礦井水等。
(1)潔凈礦井水潔凈礦井水多數是從奧陶紀石炭二迭系的太原組及茅口組灰巖中涌出的,其水質較好,一般pH呈中性,硬化度與濁度低,不含有毒有害離子。只需在井下涌水水源處妥善截流,通過專用管排至井底,再經水泵排至地表,不用處理或經簡單消毒即可作為生活飲用水,有的還含有多種有益元素,可直接開發作為礦泉水。
(2)含懸浮物礦井水含懸浮物礦井水一般指除懸浮物、細菌及感官指標外,其它理化指標均滿足飲用水衛生標準的礦井水。最常規方法主要是采用混凝、沉淀、過濾、消毒殺菌處理工藝。經處理后的礦井水,可作為生活飲用水及井上、下工業用水。
(3)高礦化度礦井水高礦化度礦井水也稱含鹽礦井水,高礦化度水處理分2步進行:一是預處理(主要去除懸浮物),主要采用混凝沉淀技術去除懸浮物及雜質:二是脫鹽處理,使處理后水含鹽量符合中國衛生飲用水要求。脫鹽處理方法有蒸餾法、電滲析、反滲透法。常用的方法是電滲析法,目前中國處理高礦化度礦井水幾乎全部采用電滲析技術。經處理后的礦井水一般可做工業用水。
(4)酸性礦井水酸性礦井水主要是因為被采煤層中含有大量的硫鐵礦,它嚴重腐蝕礦山設備和管道。未經處理排入地面水體。會危害水生生物,并使禾苗枯死。目前中國大多數采用酸堿中和法進行處理這類礦井水,即用廉價的堿性物質和石灰作中和劑處理酸性水。
(5)含特殊污染物的礦井水一些含重金屬、放射性元素、氟化物等的礦井水,首先應去除懸浮物,然后對其中不符合標準水質的污染物質進行處理,對含氟水。可用活性氧化鋁吸附除去氟。
2.采用特殊開采技術減少礦井水涌出量
(1)當煤層頂板一定距離內有較大含水層時(如三疊紀的某些灰巖),可采取一些采后頂板移近量較小的特殊開采技術(如條帶式采煤法、充填采煤法,房柱式采煤法,離層帶的注漿充填法等)以最大程度地降低頂板下沉量,使煤層頂板冒落的高度不致導通上覆的含水層。
(2)當煤層底板有強含水層時(如某些北方礦區的奧灰巖、南方某些礦區的茅口灰巖),井下巷道布置應與這些含水層保持一定的安全距離。
如遇斷層切割,則應進行滲水和突水的嚴密封賭。
(3)當礦區地面有湖泊、河流、水庫等水體時。應在地下相應范圍留設保安煤柱或采用充填采煤法、條帶采煤法等特殊采煤方法,嚴格控制采動影響范圍,力求避免由于采動引起的采動裂隙導通上覆水體。
(4)對于實現水力化采煤的礦井。應用閉路循環供水系統,使廢水在生產過程中多次重復使用。
(5)對地表的塌陷區和和裂縫應采用密封性能較好的材料進行填堵。
3.降低礦井水的污染程度
(1)定期對井下水倉進行清理;
(2)完善井下排水系統,水溝規范并加蓋板;
(3)以水介質代替乳化液或盡量采用油路系統的閉路循環;
(4)加強井下環境衛生的管理,嚴禁糞便及腐爛物混入礦井水;
(5)對充填或灌漿污水,必須先進行井下沉淀后方可排入井下水倉。
三、結語
為了煤炭工業長期、穩定和可持續發展,必須采取措施從源頭上控制煤炭開采對水資源的破壞和污染,以獲得良好的社會效益、環境效益和經濟效益,從而實現社會、環境和企業的“三贏”局面。