關于礦井水復用的煤礦供水系統優化改造探討

張洪亮

摘 要：如何提高水的重復利用率和實現生產、生活分質供水一直是各大工業企業探究的課題。本文從提高紅柳煤礦礦井水復用率的方面入手，提出了分質供水的設想和方案，并對方案進行技術、經濟比較，探討了對煤礦供水系統優化改造提高水的重復利用率。

關鍵詞：煤礦供水；分質供水；礦井水復用；優化改造

紅柳黃河水泵站和紅柳日用泵站位于紅柳煤礦工業廣場，紅柳黃河水泵站是將上級泵站的來水加壓轉輸送至金鳳泵站，而不直接向紅柳煤礦供水，屬增壓泵站。紅柳日用泵站擔負著向紅柳煤礦及選煤廠和麥垛山煤礦供給生產、生活用水，屬配水泵站。這兩座泵站的水源均取自鴨子蕩水庫處理后的黃河水，且進水水質均滿足生活飲用水水質標準。紅柳煤礦及選煤廠用水量約為6900m3/d；麥垛山煤礦用水量約為2700m3/d，而紅柳煤礦處于半干旱半沙漠大陸性氣候地帶，平均降水量少而蒸發量非常大，水資源十分短缺，這也給企業生產帶來了很大的難題。

礦井在開采過程中由于井巷穿越含水層都會產生涌水，紅柳礦井下排水量為632m3/h，麥垛山礦井下排水量766m3/h，礦井涌水按60%水量復用，而經除鹽后按復用水量75%計，兩座礦井除鹽后合計可用水量約為15000m3/d，這些水量不但可以滿足兩座礦井的生產、灌漿、井下降塵用水，還可以補充選煤廠用水、地面綠化和澆灑用水，是利用價值非常大的再生水資源。

1 改造原則

如果能將礦井復用水充分利用，不但可以解決企業生產用水短缺的難題，而且提高了水的循環使用率，從而降低了企業的生產成本，更重要的是從根本上減少了水資源的浪費。本次優化改造的基本原則如下：①本著技術上科學可靠、經濟上節約合理的原則確定改造方案和改造規模。②要達到礦井生活用水和生產用水實現分質供水的目的，即生活用水要使用黃河水，而生產、消防和降塵用水要使用礦井復用水。③在保證供水安全的前提下，充分利用原有供水設施和設備。

2 改造方案

兩套方案都是對現有兩座泵房及蓄水池功能進行調整，但在規劃方面會有所不同，方案內容如下：

方案一：原有泵房不需要擴建，將紅柳日用泵站內紅柳生活水泵、麥垛山生活水泵拆除，將紅柳黃河泵站內第四臺向金鳳泵站增壓供水泵拆除，從而將日用泵站拆除的紅柳生活水泵和麥垛山生活水泵轉移安裝至黃河水泵站內。在日用泵站原紅柳和麥垛山生活水泵的位置和泵房原有預留空間新安裝生產供水泵2臺（單臺流量200m3/h，揚程44m，功率45kW）、井下灑水泵2臺（單臺流量180m3/h，揚程20m，功率18.5kW）、選煤廠補水泵2臺（單臺流量200m3/h，揚程28m，功率30kW），新增水泵直接與泵房母管連接。

同時，增加紅柳礦井水處理站至紅柳日用泵站北側水池的聯接管道，管道末端分別引至日用泵站兩個水池。從而將處理后的復用水從處理站引到了日用泵站水池，作為生產、消防和其他非生活飲用水的水源。該聯通管道設計管徑為DN500，管材選用內外涂塑螺旋焊接鋼管，管線長度930m，焊接連接，管道承壓1.0MPa。管道在廠區管溝內沿地敷設，出管溝直埋敷設，管頂埋深1.5米。

最后，將日用泵站水池黃河水進水管截斷封堵，防止礦井復用水返流造成二次污染。

方案二：在現有黃河水泵房西側擴建泵房，將紅柳日用泵站內的紅柳、麥垛共4臺生活水泵拆除并遷移至黃河水擴建泵房內，同時把日用泵站內的二次消毒設備遷移安裝至黃河水擴建泵房內。考慮黃河水泵站后期擴容增量，在新擴建泵房內預留4臺機組的安裝位置。然后在日用泵站原紅柳和麥垛山生活水泵的位置和泵房原有預留空間新安裝生產供水泵2臺（單臺流量200m3/h，揚程44m，功率45kW）、井下灑水泵2臺（單臺流量180m3/h，揚程20m，功率18.5kW）、選煤廠補水泵2臺（單臺流量200m3/h，揚程28m，功率30kW），新增水泵直接與泵房母管連接。

將礦井水處理站處理后的復用水接入日用泵站水池的方式與方案一基本相同，不同點是在日用泵站水池黃河水進水管上安裝逆止閥和閘閥，并不截斷封堵該段進水管。

3 方案的經濟性評價

對上述2個方案從固定資產投資方面進行比較，如下表：

通過對比2個方案的經濟性可知：方案一比較方案二在各項費用的投資上都少，其中在土建工程投資中2個方案相差最多，這也是造成總投資費用相差很多的最主要原因。

4 結語

①方案一不需要新建土建工程，而在原有設施上進行優化改造，固定資產投資少，有節省資金的優點。但是，方案一中拆除了黃河水泵站內1臺向金鳳泵站增壓輸水的泵組，若后期供水量不足，仍然需要擴建泵房來增加水泵，反而增加了二次改造的投資費用。另外，方案一中還截斷了日用泵站水池的黃河水進水管，若礦井水處理站故障檢修，產水量減少或不產水，造成復用水水源供給不足，進而影響礦井的生產、消防用水，而黃河水又不能補充，給礦井的安全生產帶來了很大的隱患。②方案二需要在黃河水泵站西側新建泵房，增加了土建工程投資，有投資過大、費用過高的缺點。但這樣做不僅達到了本次優化改造的目的，而且一次性地解決了黃河水泵站后期擴容的問題。還將飲用水消毒設備遷移到黃河水泵站，保障了生活飲用水的供水水質。此外，方案二中在日用泵站黃河水進水管上裝設了逆止閥和閘閥，而沒有徹底截斷黃河水水源。這樣做不僅保證了在復用水水源不足時，黃河水能夠及時補充到礦井生產、消防用水中，消除了礦井生產供水不足的隱患，而且在復用水正常供水時，逆止閥和閘閥能夠有效阻止復用水返流到黃河水中去，避免了水質的二次污染。③方案一和方案二都實現了煤礦生活供水和生產供水分開的分質供水方式，達到了礦井復用水重復利用的目的，這對水資源匱乏地區的工業企業將如何提高水的循環使用率和做好節水節能的工作有著重要的現實意義。

參考文獻：

[1]唐鳳.寧東鴛鴦湖礦區礦井廢水處理工藝設計與利用[J].銅業工程，2012，6：85-89.

[2]GB50268-2008 給水排水管道工程施工及驗收規范.

[3]陳艷妮.煤礦礦井復用水的水源選擇[J].建材與裝飾，2013.8：63-64.