关于矿井水复用的煤矿供水系统优化改造探讨

张洪亮

摘 要：如何提高水的重复利用率和实现生产、生活分质供水一直是各大工业企业探究的课题。本文从提高红柳煤矿矿井水复用率的方面入手，提出了分质供水的设想和方案，并对方案进行技术、经济比较，探讨了对煤矿供水系统优化改造提高水的重复利用率。

关键词：煤矿供水；分质供水；矿井水复用；优化改造

红柳黄河水泵站和红柳日用泵站位于红柳煤矿工业广场，红柳黄河水泵站是将上级泵站的来水加压转输送至金凤泵站，而不直接向红柳煤矿供水，属增压泵站。红柳日用泵站担负着向红柳煤矿及选煤厂和麦垛山煤矿供给生产、生活用水，属配水泵站。这两座泵站的水源均取自鸭子荡水库处理后的黄河水，且进水水质均满足生活饮用水水质标准。红柳煤矿及选煤厂用水量约为6900m3/d；麦垛山煤矿用水量约为2700m3/d，而红柳煤矿处于半干旱半沙漠大陆性气候地带，平均降水量少而蒸发量非常大，水资源十分短缺，这也给企业生产带来了很大的难题。

矿井在开采过程中由于井巷穿越含水层都会产生涌水，红柳矿井下排水量为632m3/h，麦垛山矿井下排水量766m3/h，矿井涌水按60%水量复用，而经除盐后按复用水量75%计，两座矿井除盐后合计可用水量约为15000m3/d，这些水量不但可以满足两座矿井的生产、灌浆、井下降尘用水，还可以补充选煤厂用水、地面绿化和浇洒用水，是利用价值非常大的再生水资源。

1 改造原则

如果能将矿井复用水充分利用，不但可以解决企业生产用水短缺的难题，而且提高了水的循环使用率，从而降低了企业的生产成本，更重要的是从根本上减少了水资源的浪费。本次优化改造的基本原则如下：①本着技术上科学可靠、经济上节约合理的原则确定改造方案和改造规模。②要达到矿井生活用水和生产用水实现分质供水的目的，即生活用水要使用黄河水，而生产、消防和降尘用水要使用矿井复用水。③在保证供水安全的前提下，充分利用原有供水设施和设备。

2 改造方案

两套方案都是对现有两座泵房及蓄水池功能进行调整，但在规划方面会有所不同，方案内容如下：

方案一：原有泵房不需要扩建，将红柳日用泵站内红柳生活水泵、麦垛山生活水泵拆除，将红柳黄河泵站内第四台向金凤泵站增压供水泵拆除，从而将日用泵站拆除的红柳生活水泵和麦垛山生活水泵转移安装至黄河水泵站内。在日用泵站原红柳和麦垛山生活水泵的位置和泵房原有预留空间新安装生产供水泵2台（单臺流量200m3/h，扬程44m，功率45kW）、井下洒水泵2台（单台流量180m3/h，扬程20m，功率18.5kW）、选煤厂补水泵2台（单台流量200m3/h，扬程28m，功率30kW），新增水泵直接与泵房母管连接。

同时，增加红柳矿井水处理站至红柳日用泵站北侧水池的联接管道，管道末端分别引至日用泵站两个水池。从而将处理后的复用水从处理站引到了日用泵站水池，作为生产、消防和其他非生活饮用水的水源。该联通管道设计管径为DN500，管材选用内外涂塑螺旋焊接钢管，管线长度930m，焊接连接，管道承压1.0MPa。管道在厂区管沟内沿地敷设，出管沟直埋敷设，管顶埋深1.5米。

最后，将日用泵站水池黄河水进水管截断封堵，防止矿井复用水返流造成二次污染。

方案二：在现有黄河水泵房西侧扩建泵房，将红柳日用泵站内的红柳、麦垛共4台生活水泵拆除并迁移至黄河水扩建泵房内，同时把日用泵站内的二次消毒设备迁移安装至黄河水扩建泵房内。考虑黄河水泵站后期扩容增量，在新扩建泵房内预留4台机组的安装位置。然后在日用泵站原红柳和麦垛山生活水泵的位置和泵房原有预留空间新安装生产供水泵2台（单台流量200m3/h，扬程44m，功率45kW）、井下洒水泵2台（单台流量180m3/h，扬程20m，功率18.5kW）、选煤厂补水泵2台（单台流量200m3/h，扬程28m，功率30kW），新增水泵直接与泵房母管连接。

将矿井水处理站处理后的复用水接入日用泵站水池的方式与方案一基本相同，不同点是在日用泵站水池黄河水进水管上安装逆止阀和闸阀，并不截断封堵该段进水管。

3 方案的经济性评价

对上述2个方案从固定资产投资方面进行比较，如下表：

通过对比2个方案的经济性可知：方案一比较方案二在各项费用的投资上都少，其中在土建工程投资中2个方案相差最多，这也是造成总投资费用相差很多的最主要原因。

4 结语

①方案一不需要新建土建工程，而在原有设施上进行优化改造，固定资产投资少，有节省资金的优点。但是，方案一中拆除了黄河水泵站内1台向金凤泵站增压输水的泵组，若后期供水量不足，仍然需要扩建泵房来增加水泵，反而增加了二次改造的投资费用。另外，方案一中还截断了日用泵站水池的黄河水进水管，若矿井水处理站故障检修，产水量减少或不产水，造成复用水水源供给不足，进而影响矿井的生产、消防用水，而黄河水又不能补充，给矿井的安全生产带来了很大的隐患。②方案二需要在黄河水泵站西侧新建泵房，增加了土建工程投资，有投资过大、费用过高的缺点。但这样做不仅达到了本次优化改造的目的，而且一次性地解决了黄河水泵站后期扩容的问题。还将饮用水消毒设备迁移到黄河水泵站，保障了生活饮用水的供水水质。此外，方案二中在日用泵站黄河水进水管上装设了逆止阀和闸阀，而没有彻底截断黄河水水源。这样做不仅保证了在复用水水源不足时，黄河水能够及时补充到矿井生产、消防用水中，消除了矿井生产供水不足的隐患，而且在复用水正常供水时，逆止阀和闸阀能够有效阻止复用水返流到黄河水中去，避免了水质的二次污染。③方案一和方案二都实现了煤矿生活供水和生产供水分开的分质供水方式，达到了矿井复用水重复利用的目的，这对水资源匮乏地区的工业企业将如何提高水的循环使用率和做好节水节能的工作有着重要的现实意义。

参考文献：

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[3]陈艳妮.煤矿矿井复用水的水源选择[J].建材与装饰，2013.8：63-64.