煤礦井下排水的處理與利用分析

楊建林

(神東煤炭公司石圪臺(tái)煤礦,陜西榆林 719315)

煤礦井下排水的處理與利用分析

楊建林

(神東煤炭公司石圪臺(tái)煤礦,陜西榆林 719315)

伴隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展,民眾的生活質(zhì)量及生活水平得到了顯著提高。水資源是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要資源之一,同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可或缺的組成部分。在世界上,我國(guó)土地面積位列第三,然而人均所有的淡水量卻位列第84位,并且分布較不均勻。目前我國(guó)煤炭礦井多位于西北等缺水干旱區(qū)域,所以礦井排水的處理及利用工作就成為了需要人們深入思考的事情。本文簡(jiǎn)要分析了煤礦礦井水資源的來(lái)源,探討了礦井的排水水質(zhì),并論述了礦井水的處理及利用措施,目的在于降低水資源的浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)環(huán)境與社會(huì)的和諧發(fā)展,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。

煤礦礦井 排水 處理 利用

最近幾年，我國(guó)大部分煤礦井下的排水處理及利用工作已經(jīng)獲取了一定的成績(jī)，然而仍存在較大的提升與發(fā)展空間，所以相關(guān)從業(yè)者就需要深入研究煤礦礦井水的處理及利用工作，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。以下簡(jiǎn)要針對(duì)煤礦井下排水的處理及利用相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討，僅供參考。

1 煤礦礦井水資源的來(lái)源

在煤礦生產(chǎn)期間，市場(chǎng)能夠發(fā)現(xiàn)地下水流經(jīng)工作面及巷道，其被稱(chēng)之為礦井水。由于受到人為作用的影響，會(huì)有一些煤粉、有機(jī)物等進(jìn)入水體，污染礦井水。通常來(lái)講，礦井水污染物主要以懸浮物為主，不含毒素，放射性較低。礦井水的主要來(lái)源大致包含以下幾方面內(nèi)容：

(1)大氣降水。可以說(shuō)大氣降水是礦井水的主要來(lái)源，除了一些水分伴隨著河流流走或者蒸發(fā)以外，剩余水體會(huì)通過(guò)巖石的裂縫、空隙流入地下，或者進(jìn)入礦井，變成礦井水。在不同季節(jié)，不同區(qū)域，礦井的不同挖掘深度，大氣降水對(duì)礦井水的作用也存在差異。例如，在雨水量較低的西北區(qū)域，礦井水量較少；而在南方降水量較多的區(qū)域，礦井水量較多，并且伴隨著四季的更替水量也呈周期性變化。另外，礦井水量會(huì)伴隨著挖掘深度的增加而增多。

(2)地表水。地表水指的是處在礦井周?chē)蛘叻植荚诘V井上的地表水體，例如水庫(kù)、河流、水池、湖泊等，同樣也是礦井水的主要來(lái)源。其能夠直接或者間接的透過(guò)巖土的裂縫空隙等進(jìn)入礦井，對(duì)礦井的生產(chǎn)安全造成威脅。

2 煤礦礦井的排水水質(zhì)

對(duì)于礦井排水來(lái)講，其指的是隨著煤炭挖掘期間而涌出的地下水，屬于地下水的范圍。那么，探討礦井水的水量水質(zhì)就需要涉及地質(zhì)結(jié)構(gòu)地下水的成因、煤炭挖掘形式等多方面的條件。礦井水的水質(zhì)分類(lèi)大致如下：

(1)懸濁物較高的礦井水。此類(lèi)礦井排水的總硬度、礦化程度相對(duì)較低，酸堿度通常在6.6-8.1之間，包含的重金屬有害物質(zhì)濃度較低。因?yàn)樵诿禾客诰蚱陂g，礦井水很容易受到粉塵及人為因素的污染，所以呈現(xiàn)黑灰色，濁度相對(duì)較高，懸浮物濃度通常在155mg/L-650mg/L，甚至有的超過(guò)1000mg/L，并且水中所含的菌類(lèi)及有機(jī)污染物較多。

(2)酸度較高的礦井水。通常來(lái)講，礦井水的酸性同流動(dòng)形式、挖掘深度、氣體流通情況等存在密切的關(guān)聯(lián)，例如：大氣流通性較差的礦井水酸度較高，流經(jīng)區(qū)域較廣的礦井水酸度較高，挖掘深度較大的礦井水酸度較高。假如酸性礦井水無(wú)法得到妥善的處理，隨意排放，不僅會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)的安全性造成危害，同時(shí)礦井水排出地面后對(duì)地表水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也會(huì)造成影響，導(dǎo)致的危害主要包含：腐蝕排水設(shè)施；危害從業(yè)者的健康；影響農(nóng)作物生長(zhǎng)等。

(3)礦化度較高的礦井水。礦化度指的是水體的礦化程度，也就是水中包含的鹽分量。礦化度較低的水體中通常以碳酸氫離子為主，伴隨著礦化度的增高，硫酸根與氯離子增高；在礦化度較高的水中，氯離子是主要成分。礦井排水中的高礦化水通常指的是咸水、微咸水、鹽水。高礦化水中主要成分為硫酸鈣，硫酸根離子的濃度在450mg/L-1350mg/L。

3 煤礦礦井水的處理及利用措施

(1)懸濁物較高礦井水的處理及利用措施。富含懸濁物的礦井水通常是指除細(xì)菌、懸浮物、感官指標(biāo)外，剩余指標(biāo)都符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。此類(lèi)礦井水多集中分布在我國(guó)北方礦區(qū)，例如焦作、平頂山、華北等區(qū)域。較為常規(guī)的處理方式為利用混凝、沉淀、過(guò)濾及消毒進(jìn)行處理，出水水質(zhì)即可達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。

(2)酸度較高礦井水的處理及利用措施。處理酸度較高的礦井水措施通常采用人工濕地法、石灰中和法、離子交換法等，伴隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，國(guó)外科研從業(yè)者以此為基礎(chǔ)由環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面入手，對(duì)傳統(tǒng)處理措施進(jìn)行了改良，并獲取了較大的成功。例如，美國(guó)M.凱特就提出了利用微生物、酸堿鹽還原處理的方法，以此中和礦井水的酸性，達(dá)到處理的作用。再例如，加拿大K.法陶斯就借助慢速釋放丸劑作為殺菌劑，抑制黃鐵礦的氧化作用，進(jìn)而由源頭遏制了酸性礦井水的形成。

(3)礦化度較高礦井水的處理及利用措施。礦化程度較高的礦井水又被稱(chēng)為含鹽礦井水，其形成是因?yàn)榈叵滤蛩猁}層及碳酸鹽層接觸發(fā)生溶蝕作用，導(dǎo)致水體中鈣離子、硫酸根離子、鎂離子、碳酸氫根離子等增多而產(chǎn)生的。處理方法可以分兩步實(shí)施：1)預(yù)處理。主要將水體中的懸浮物祛除，通常采用混凝、沉淀措施；2)脫鹽處理。采用電滲析、蒸餾、反滲透等方法，處理后的水體符合我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

4 礦井水處理的意義

為了推動(dòng)我國(guó)煤炭領(lǐng)域的發(fā)展，切實(shí)解決水資源緊缺的難題，將井下排水當(dāng)做一類(lèi)水資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)及利用已經(jīng)引起了煤炭行業(yè)的重視。自上世紀(jì)七十年代末到八十年代初，我國(guó)已經(jīng)有部分礦井創(chuàng)建了井下排水處理措施，將礦井水處理后用于生產(chǎn)、生活。例如：神東煤炭公司石圪臺(tái)煤礦就在礦井排水處理方面獲得了較大的成效，自開(kāi)展井下復(fù)用水工程后，將以往作為廢水的礦井水存儲(chǔ)起來(lái)，之后給井下使用，從而大大節(jié)省了水源，每年節(jié)約資金近400萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

礦井水的處理及利用能夠極大程度降低淡水資源的使用量，開(kāi)辟了新的水資源，并且為企業(yè)節(jié)省了生產(chǎn)費(fèi)用，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。所以，對(duì)煤礦井下排水的處理與利用進(jìn)行探討是值得相關(guān)從業(yè)者深入研究的課題。

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