浅析煤矿矿井水处理工程问题与对策

肖 华

（山西省煤炭规划设计院 山西太原 030045）

在我国相关政策和规章制度的引领和指导下，广大煤炭工作者通过对矿区实际情况的考察和研究，为不同的矿区选择了矿井水不同的利用途径，进而实现了矿井水处理利用率的较大程度提高，有些矿区的矿井水处理利用率甚至能突破90%。但是，笔者通过实地走访调查了解到，我国北方各地区的矿井水处理工程还存在着诸多问题，并没能达到设计建造的预期效果。通过剖析与探讨，笔者提出了相应的解决措施，以期对我国矿井水处理工程的现状起到改进作用。

1 矿井水水质分类及相应处理措施

矿井水的定义是：地下水和地表水因采矿活动对附近区域水文、地质系统和单元隔水结构造成的破坏而改变了途径和方向，最终聚集于采动区域。由于矿井水在这个聚集的过程中经过了巷道和采煤区域，会因其中掺杂了煤粉、岩粉等物质而受到一定程度的污染。矿井水可通过水质特点被分成以下五个类型：

1.1 洁净矿井水

这类矿井水主要是来自于煤矿区域煤系地质层的奥灰水，酸碱度一般为中性，矿化度较低，其中也不含有有害或有毒的离子，各项指标都较符合国家对饮用水的卫生条件要求。如果在实际生产过程中能确保不混入其他类型的矿井水，就可以直接用于生产生活之中，或在简单的消毒处理之后直接饮用。对于这类矿井水，必须注意源头处的截流，并单独为之布设排水管线，以免受到其他类型矿井水的污染。

1.2 高矿化度矿井水

这类矿井水也被叫做含盐矿井水，因其中含有较多的钾离子、钙离子、钠离子、镁离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子以及氯离子较多而得名。每升这类矿井水中可溶性固体的含量要超过1000mg，酸碱度为中性或碱性，并且味道苦涩。由于含盐量较高，高矿化度矿井水无法饮用。对其进行处理时，不仅要进行沉淀、混凝等预处理措施，脱盐也非常关键。在蒸馏法、电渗析法、离子交换法和反渗透法等众多脱盐手段中，电渗析法在目前最为成熟，经济投入也相对较低，因此是目前我国煤矿矿井水处理工程中较为普遍的高矿化度矿井水处理手段。

1.3 酸性矿井水

这类矿井水的形成主要与围岩或开采的煤层中硫化物的含量有关。由于硫化物接触氧气和水之后经过氧化过程生成了游离酸，而游离酸如果不能被煤中的碱性物质完全中和，矿井水就会呈现酸性。酸性矿井水，顾名思义，酸碱度为酸性，pH值一般处于2~5之间，水中含有较多的二价铁离子和硫酸根离子。由于酸性矿井水能够与岩石和煤炭中含有的金属元素发生反应，金属离子游离出来，会造成水中重金属的含量升高。同时由于矿物中的碳酸盐也能够和游离酸反应，所以酸性矿井水的矿化度和硬度也相对较高。对于这类矿井水，生产过程中我们一般采用中和法对其进行处理，即通过升流式变滤速膨胀滤池法、石灰石中和滚筒法以及直接投入石灰石法等方式，向水中加入石灰、石灰石、石灰乳、电石渣等廉价的中和剂，对其进行中和处理。

1.4 含一般悬浮物矿井水

这类矿井水酸碱性一般趋向于中性，金属离子含量很少，每升矿井水中矿化物的含量在1000mg以下，污染物主要是岩尘、煤粉等粒径大小差异明显的悬浮颗粒。对这类矿井水的处理相对比较简单，技术也非常成熟。一般只要经过混凝、沉淀，以及过滤、消毒等常规手段即可满足饮用要求。在对这类矿井水进行处理的过程中，一定要注意混凝剂的合理选择以及投药系统自动化的应用，这样能够实现药剂的大幅度节省和工艺流程的简化，对于水质的提高和矿井水资源处理经济效益的提高有着重大意义。

1.5 其他类型的矿井水

这一项涵盖的矿井水较多，一般指含有油、氟、重金属离子、放射性物质等特殊污染物的矿井水。对于这类矿井水，需要针对污染物的种类进行针对性的处理。例如，含油的矿井水可以通过气浮法进行处理，含氟的矿井水则可以采用吸附、膜处理、离子交换等途径进行处理。对于这类矿井水能否饮用，还需要进行更进一步的探索和考察。

2 存在的问题和相应对策

2.1 问题

自从矿井水资源得以被人们了解和应用以来，煤矿矿井水处理工程对于矿井水的处理和利用取得了相当大的成绩和显著的提高，但是这并不能掩盖其自身还存在的问题：

（1）对于矿井水的利用技术所进行的研究和深入推广力度不足；(2)煤矿企业在进行矿井水处理工程的设计和建造过程中，没有结合矿井自身的水文地质特点来进行处理工艺的合理选择，造成了投资额度和处理成本的不必要升高；(3)工业污水、生活污水以及矿井水往往混排，给矿井水的开发利用增添了很大的难度。

2.2 对策

（1）对调节池的排泥系统进行针对性修缮，实现其预沉作用的增强。由于矿井水的水质特殊、水量变化相对较大，技术人员需要在设计阶段对调节预沉池的容积进行充分考虑，确保水处理工程整体具有更强的冲击和负荷承受力。至于已经投入使用的工程，就需要对调节池的排泥系统进行针对性的修缮，增强其预沉作用及时排除污泥。如果水处理工程中并没有设置排泥系统，则需要通过对池内曝气的调节，来实现沉淀池排泥效果的增强，进而实现整体工序的平稳运转。

（2）加强对于工程建设的监督和控制，实现工程质量最大程度的保障。由于工程转包、企业对施工方的监督控制较差、施工方的素质水平较低等因素，矿井水处理工程的建设和安装质量一直以来都无法得到根本性的提高。基于这个情况，企业必须加强对于施工环节的管理和监督，尽可能减少工程转包情况的出现，对施工方进行深入分析和谨慎筛选，选择风评和素养更高的合作对象，进而确保工程质量最大程度的提高。

（3）对职工进行周期性、系统性培训，实现管理水平的综合提升。对于刚刚投产的矿井水处理工程，企业需要邀请厂方或者专业技术人员对一线职工进行必要的职业培训，并建立起基础的分析化验场所，这对于水处理工程的正常运转和进一步发展意义非凡。在条件允许的前提下，最好确保水处理工程能够进行自动化控制，职工需要重视设备管理环节，定期对消毒设备进行全方位维护，使设备始终处于良好的状态，这样才有可能在传染病爆发等特殊条件下实现有效应变和应急。至于污泥处理装备，应尽可能对矿区环境进行综合考量，选取适合本矿区的先进设备。同时，对于已经投入使用的设备，还需要和厂商保持联系，以便在出现状况时能够第一时间得到帮助。总之，企业需要增强一线职工对于矿井水处理工程中设备相关知识的了解，进而提升矿区对于设备的自动化管理和综合运营水平。

3 结语

通过近40年的矿井水开发利用技术研究，我国在矿井水处理的工艺、技术、经验方面都取得了相当喜人的进展。但是，不可忽视的是，由于煤矿企业的技术水平良莠不齐，水处理工程中还是存在着众多问题。调节池的调节预沉作用、净水器的处理效果、工程建设及安装质量、排泥系统及消毒系统的应用普及程度都有待进一步发展和提高。只有对调节池排泥系统进行根本性调整，增强调节池的预沉作用，并加强对施工过程的监管，同时重视对一线职工的培训，才能实现矿井水处理工程总体质量的提升。

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