平朔礦區“十三五”期間水平衡測算及相應對策

摘要：平朔礦區作為億噸級煤炭生產基地，水資源是礦區可持續發展的重要保障?！笆濉逼陂g，平朔礦區的煤炭產量與“十二五”相比有較大幅度的調整，部分井工礦資源枯竭將閉井，這兩者都會對水資源供需產生影響。文章結合實際情況，對平朔礦區“十三五”期間的水資源情況進行摸底、分析、測算，并對水資源缺口提出相應的解決對策。

關鍵詞：平朔礦區；水平衡測算；水資源；煤炭生產；煤炭產量 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV213 文章編號：1009-2374（2017）04-0154-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.078

平朔礦區的水資源類型共有兩種：清水資源和復用水資源。從1982年安太堡建礦起，這兩種水資源就同步出現，但在公司不同的發展階段有其不同的特點：1982～2005年，平朔礦區生產規模較小，平朔礦區的生活生產用水均由劉家口水源地提供；2005～2011年，平朔礦區產能不斷提高，劉家口水源地供水能力無法滿足礦區生產，開始實施平朔礦區水資源綜合利用工程，復用水開始大量替代清水用于生產；2011年至今，隨著國家對于地下水資源及環境保護的重視，引黃水開始在平朔礦區使用，同時隨著一批新污水處理及利用設施的投運，復用水資源逐步形成體系，用量達到了清水資源的一半。2015年平朔礦區供水能力為4144.25萬m3，總用水量為1700.52萬m3，其中清水用量1115.88萬m3、復用水用量584.64萬m3。

1 “十三五”期間供水能力測算

1.1 清水資源

在不考慮新增引黃水配額的情況下，清水資源總量在短期內將是恒定的，基于已開鑿的24眼水源井和每年1795萬m3的引黃配額，年供水能力為2798.86萬m3，其中：安太堡、安家嶺區域927.78萬m3；木瓜界區域575.2萬m3；東露天區域850.88萬m3；北坪工業園區445萬m3。

1.2 復用水資源

復用水資源主要來源于井工礦的井下排水，受井工礦產量變化以及閉井等因素影響，不確定性較大，各區域具體情況如下：

1.2.1 安太堡、安家嶺區域可產生復用水資源約850萬m3，較2015年減少200萬m3，主要是考慮受井工二礦閉井后每年污廢水產生量會相應減少。

1.2.2 木瓜界區域可產生復用水資源約562萬m3，其中井工三礦井下水處理站292萬m3/年、生活污水處理站36萬m3/年、大沙溝污廢水處理站234萬m3/年，前兩項如果是井工三礦繼續閉井則無法實現，而第三項屬于攔壩取水，受雨季及淤堵等影響水量也會變化。

1.2.3 東露天區域可產生復用水資源約20萬m3：該區域的污廢水主要是生活污水，可基于東露天主工業場地生活污水處理站設計規模來預測。

綜上，預測“十三五”期間每年可產生復用水資源約為1432萬m3。

2 “十三五”期間用水需求預測

2.1 煤炭生產加工

“十三五”期間，隨著各露天礦和井工礦不同程度的減產，可按照近幾年生產用水單耗測算，各生產礦井和配套選煤廠的用水量也會隨之減小，而生產輔助單位的變化較小，按用水量無變化考慮。同時北嶺礦、潘家窯礦等都配套有相應的水源井等供水設施，且生產組織也有很大的不確定性，暫不考慮。

2.2 轉型項目

“十三五”期間，平朔礦區的新建項目及在建項目的投運主要集中在北坪工業園區。經過測算，2017年的最大用水量為1221.03萬m3，而對于2017年以后的預測不確定性極大，若電廠二期和煤制烯烴項目實施后該區域以后的用水規模每年將達5307.7萬m3。而按照相關文件，安太堡2×350MW低熱值煤電廠年投產后用水量為181.8萬m3。

3 “十三五”期間水平衡測算

考慮到“十三五”期間的可供水量變化較小，為便于分析按照不變化計算。但用水需求卻變化較大，以2017年為界限，2016～2017年用水量會逐步增加，但整體來說是“可供大于所需”，即富余；2017年隨著轉型項目不斷投運，用水需求急劇增大，整體情況變為“所需大于可供”，即缺水。具體情況詳見表1。

4 近期及遠期解決對策

結合上述分析，2017年以前平朔礦區水資源利用工作的重點在于解決區域性不平衡和降低用水成本的問題。安太堡、安家嶺區域以及木瓜界、東露天區域水資源富余、北坪工業園區缺水，而且使用引黃水承擔較高用水成本的同時仍有部分復用水資源未被使用，同時這些富余的復用水資源的外排，不但造成大量的水資源浪費，還使公司面臨著較大的環保壓力。2017年以后，平朔礦區水資源利用工作的重點是要解決水源性缺水的問題，若規劃中的項目都能落地甚至有更多的項目建設，到“十三五”末水資源缺口將更加巨大。為此，我們提出了短期通過“區域調配、減清增復”的解決思路，遠期通過“申請配額、新建水廠”的解決思路，保障礦區生產用水。

4.1 短期解決方案

4.1.1 區域調配實現水資源共享：從安太堡、安家嶺區域調配至北坪工業園區，可調配水量包括200萬m3/年的引黃水配額（通過指標劃轉實現）和剩余的470萬m3/年的復用水資源（通過與平朔矸石電廠代管的平魯污水處理廠水量置換實現）；從木瓜界、東露天區域調配至北坪工業園區，可調配水量包括650萬m3/年的引黃水配額（通過指標劃轉實現）和剩余的200萬m3/年的復用水資源（通過敷設管道就近調配）。

4.1.2 減清增復降低用水成本：根據統計數據，2015年公司消耗的清水中，除必要用于生活用水外，仍有相當一部分清水用于了生產用水，主要有東露天礦、井工一礦、井工二礦、洗選中心和露維中心，具體情況如表2：

造成上述單位將清水用于生產的原因主要有三個：（1）主觀上不想用復用水，認為復用水畢竟是污廢水處理得來的，從心理上不容易接受，還是用清水比較踏實；（2）復用水水質受污水處理廠的運行情況影響，水質不太穩定是客觀存在有時甚至較差，這也造成了使用受阻；（3）復用水管道不如清水管網的輻射范圍廣，有些車間廠房甚至單位所在區域沒有復用水管道，想用也用不上。針對上述情況，我們從管理和技術角度出發，結合各單位的具體情況分別提出了以下解決措施：

第一，從源頭抓起，提升復用水水質：在各污水處理站中運行最困難的是井下水處理站，由于井下水處理站的設計工藝是根據服務礦井的初步設計資料而設計的，比較理想化。因此在實際的運行過程中問題較多，需要對井下水處理站進行技術改造，加強各井工礦對井下水倉的水質管理，將清掏水倉納入日常生產管理。同時各選煤廠必須全部閉路循環，杜絕清掃水外排和煤泥濃縮池放池現象，增加后端污水處理站的處理負荷。

第二，擴大復用水使用范圍：通過2015年用水量數據分析，安太堡、安家嶺區域的復用水主要用于露天礦礦坑道路灑水和井下生產補充用水，少部分用于礦區的綠化用水，使用范圍限制了用量。因此，需將井工一礦井下生產用水、洗選中心除塵清掃水以及露維中心的沖洗水由清水變為復用水，需進行相應管道投資。

第三，將東石湖的復用水用起來：東露天礦與其配套的選煤廠生產用水主要依賴于引黃水，用水成本高，因此可將東石湖的水提升后滿足礦坑水和加水需求。

第四，從管理上嚴格管控清水用量：要想真正實現“減清增復”，相應的管理措施也必須跟上：（1）清水用量按照人數編制定額，嚴格實行用水量考核和階梯水價制度；（2）建議對露天礦礦坑每天灑水量實行下限考核，而對井工礦和選煤廠的用水量實行上限考核。

4.2 遠期解決方案

從遠期來看，平朔礦區轉型項目的用水量為5307.7萬m3，用水缺口較大（4862.7萬m3），通過各區域引黃水配額及復用水資源的調配已不能滿足各項目的用水需求，必須申請增加新的引黃配額。這需要通過與引黃公司及省水利廳溝通，新增引黃水配額4000萬m3/年。而現在由黃河供水公司建設經營的位于平魯區萬家寨引黃北干線工程大梁水庫配套引黃供水廠，工業用水供水規模僅為2700萬m3/年，且用水指標已全部分配完畢。因此，除申請增加配額外還涉及配套新建5000萬m3級的引黃凈化水廠問題。解決該問題最大困難在于用水指標的申請和新建引黃凈化水廠的審批及投資：一方面，新建引黃凈化水廠涉及到引黃水配額指標的變更調整，需由省政府、省水利廳等部門協調，審批難度較大，加之已有的指標受項目投運時間影響還未用足，審批難度更大；另一方面，遠期項目都未取得審批，水源項目先行投資風險巨大，不先行可能存在指標“被搶光”的情況，給公司遠期項目的審批、運行造成影響。因此，建議待主體項目獲得審批后再同步推進，而在主體項目審批過程中若涉及水資源論證的情況，可以先行與引黃供水公司簽訂意向性文件。

5 結語

隨著煤炭價格逐步回歸理性，平朔礦區“一煤獨大”的局面難以支撐，煤電、煤化工是煤炭企業轉型發展的首選，而“十三五”是轉型的關鍵期。在此期間，解決好這些轉型項目的用水對于煤炭企業來說至關重要。本文以平朔礦區為例，從供水潛力和用水需求入手分析，總結出了“十三五”期間平朔礦區水資源供需變化特點以及存在的問題，并從技術層面、管理層面提出了相應的解決措施，具有很強的實踐指導意義。

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作者簡介：卞明明（1985-），男，江蘇南京人，中煤平朔集團有限公司動力中心生產技術部主管，工程師，清華大學工程碩士，研究方向：給水排水工程和工程管理。

（責任編輯：秦遜玉）