礦井水處理及運行實踐研究

張 鑫

（山西汾西礦業集團環境監測責任有限公司，山西 介休 032000）

0 引言

在煤炭開采工作過程中經常會產生比較嚴重的環境污染問題，特別是大量的礦井水產生的污染問題非常嚴重，這一問題的產生不但影響到整個煤炭開采工作的順利進行，同時也會對生態環境質量造成比較嚴重的影響，對我國煤炭行業的產業穩定發展形成了較大的約束。隨著我國煤炭事業的深入發展，缺水問題變得越來越明顯，在進行煤炭開采工作過程中，經常會放出大量的礦井水，由于在礦井水的排放過程中還有大量的有害性物質，如果沒有進行有效處置直接進行排放，會對周圍的土地環境以及水體環境造成嚴重威脅。

1 礦井水特點和類型

在煤礦開采工作過程中，礦井水的來源相對較多，通常情況下是以地下水為主，其中包含地下的滲透水和巖體的裂隙水。通常情況下，礦井水的特征和煤炭的地質環境條件以及地層礦物質的成分構成之間有著密切的關聯，其中存在很多影響因素，可能對整個礦井的水體質量以及出水總量造成直接影響，尤其是地質條件和充水條件。在煤礦開采工作過程中可以將礦井水分為多種不同的構成形式，其中主要包含潔凈礦井水和酸性礦井水等，盡管礦井水存在地下水的特點，但是在煤礦開采工作過程中，很容易受到人類生產活動產生的影響，造成比較明顯的污染問題，因此，在礦井水的表現特征方面也存在一定的地表水特征。針對礦井水的排量大小，在很大程度上關系到整個水文地質條件情況，不同地區水文地質條件差異性相對較大。根據相關數據統計分析得出，當生產1 t的原煤時，通常會產生0.5～10 m3的礦井水，同時礦井用水量可能會達到3 m3，相比之下大部分的礦井廢水污染程度相對較低，其中所含有的污染物質成分并不復雜，通常不會含有一些劇毒性的物質，但是在礦井開采過程中，礦井水也會出現一些有害物質超標問題，其中包含礦井水的酸度、硬度以及硫酸鹽含量過大等情況，因此可以將其作為回用水進行處理[1]。

2 煤礦礦井水處理和運行實踐工作要點

2.1 潔凈礦井水處理工作方法

潔凈礦井水也稱之為地下水，主要指的是一些沒有被污染，在生活和生產工作過程中都可以進行使用的水體，通過合理的采樣以及分析煤礦水層之后，可以進行井下的清污分流處理，并且通過使用專用的管道線路將水體進行快速排放。在礦井水的使用工作方面，屬于一種比較有效的供水工作方式，在實際使用工作過程中具有較好的簡便性和經濟性效果。

2.2 懸浮物礦井水

懸浮物礦井水的分布范圍相對較大，國內很多礦井排水都屬于懸浮物礦井水，懸浮物礦井水當中，主要是受到煤礦開采工作過程中產生的大量煤塵、巖粉等，但是其中不包含細菌和懸浮物的，不管是毒理指標還是化學性指標，懸浮物礦井水可以達到清潔水的標準要求。懸浮物礦井水在經過井下水倉沉淀處理工作之后，可以將其直接排放到地面當中，在合理使用普通水處理工藝基礎之上，將其用于生活與生產用水當中。現階段，針對懸浮物礦井水再處理工藝技術方面相對比較成熟，通常情況下，常規的方法主要使用的是混凝沉淀和過濾處理工藝，出水之后可以達到工業用水的控制工作要求和標準[2]。混凝處理工藝方法，主要是向廢水當中加入一定量的混凝劑，且在混凝劑的作用條件下，可以保證膠粒物質快速形成絮狀物，同時逐漸聚集形成大顆粒和絮凝體，通過過濾處理之后，可以將懸浮顆粒從水體當中進行充分分離，以此來起到良好的凈化廢水處理工作效果?；炷齽┎牧峡梢詫⑵浞譃闊o機鹽和高分子物質兩種形式，其中影響混凝效果的主要因素包含水體溫度、水體pH值、混濁程度、水體硬度以及混凝劑的使用量大小等。礦井水在經過混凝反應處理工作之后，通過沉淀池可以將其中存在的一些大顆粒懸浮物進行去除，以此可以有效實現固液分離效果，根據沉淀池當中水流方向，沉淀池可以劃分為平流式、豎流式以及浮流式等三種不同的形式，經過沉淀處理之后礦井水直接通過粒料層來進行過濾處理。過濾料通常使用的是無煙煤和石英砂材料，比較常用的過濾設施為快濾池和重力式無過濾池，在經過過濾之后礦井水可以達到工業用水的控制工作標準。

2.3 高礦化度礦井水

此類水體經常被人們稱之為含鹽礦井水，其中含有大量的離子，主要包含硫酸根離子、鈣離子、鈉離子以及氯離子等。從高礦化度礦井水從水體的可溶性固體含量方面進行分析，數值通常情況下會超過105 mg/L，水質通常表現為中性或者是弱堿性。同時，該礦井水在味道方面表現為苦澀狀態，因此也被稱之為苦咸水，因為高礦化度礦井水當中的含鹽量相對較高，因此無法直接進行飲用。在針對此類礦井水進行處理過程中，必須要有效做好前期的預處理工作，特別是針對水體脫鹽處理非常關鍵。在處理工作當中比較常用的方法，包含蒸餾法、反滲透法等，同時還可以使用電滲析處理工作方法，在水體凈化工作當中具有良好的經濟性效果[3]。

現階段，我國國內對于高礦化度礦井水，在處理工作方式上還有藥劑法、離子交換法以及膜處理等工作方法，其中膜處理技術方法的應用非常普遍。在處理工作當中，通過采用電滲析和反滲透處理工作方式，對高礦化度礦井水進行綜合處理，反滲透法在水體處理過程中，主要是通過施加一個大于滲透壓力的作用，有效借助使用半透膜具有的選擇截留功能，可以將水體當中的溶質和溶劑進行分開處理，水體的整體脫鹽效率可以超過95%以上。為了有效降低水體污染，對膜系統所產生的干擾和影響，需要在膜處理工作之前使用前處理工藝技術，前處理工藝技術在使用工作過程中，主要包含機械過濾器、活性炭過濾器以及保安過濾器三個不同的等級過濾工藝技術方式，同時也可以使用超濾膜，有效替代三級過濾系統對其進行有效處理，為了有效解決膜結構問題所產生的影響，需要保證礦井水在正式進入到膜系統之前，向其中加入一定量的阻垢劑，阻垢劑材料的選擇以及材料的投放數量需要進行嚴格控制，需要基于高礦化度礦井水的水體質量進行阻垢劑實驗檢測。

2.4 煤炭礦井水的綜合利用

現階段，礦井水道綜合利用主要是用于工業生產或者是人們的日常生活用水當中，對于生產用水又可以將其分為工業用水或者農業用水，生產用水在水體質量方面要求標準相對較低，通常情況下，可以實現對礦井水進行初步進化處理之后，即可達到水體使用的要求和標準。對于礦井下用水通常不需要進行全面凈化，只需要初步一些簡單的處理工作之后，則可以供給煤礦井下進行使用，可以有效保證煤礦生產工作的要求和標準。比如，通過混凝和過濾處理等[4]。首先，在煤礦開采工作過程中，可供使用的防火處理工作方法相對較多，其中防火灌漿是比較常用的處理方式，并且具有更好的經濟性和適用性效果，方便工作人員的操作同時整體的使用程度相對比較廣泛。在水體質量方面并沒有特殊的要求和標準，水體的酸堿度控制在6～8 之間即可，因此在進行煤礦井下防火灌漿工作過程中，可以通過使用井下廢水來作為水體的供應來源，如果水體供應量不足的情況下，可以將一部分的生活用水作為水體供應源，同時還可以將剩余到礦井水直接回灌到地下，可以對地下水環境進行有效補充，同時可以有效防止產生地表塌陷等各種問題。其次，在礦井的掘進工作過程中經常會遇到上斷層部分，上斷層位置經常會產生裂隙承壓水大量涌出，并且在經過相關工作人員到有效觀測工作之后充分明確水體的補給來源，然后有效判斷水體是否具有應用價值，如果裂縫承壓水體沒有被完全污染，出水質量標準較高，則可以將其用于生活用水，需要對水體進行常規的消毒處理，并且在有效滿足整個行業工作標準之后，可以將其作為直接飲用水等。

3 結語

當前由于我國很多地區水體資源供應短缺，必須要有效做好礦井水的回收與綜合處理工作，避免產生大量的水體浪費以及環境污染問題。因此，煤礦開展工作單位需要針對煤礦礦井水處理工作要點進行深入研究，并且對礦井水的處理運行實踐工作在以全面落實，保證煤炭開采工作的順利進行。