平朔矿区“十三五”期间水平衡测算及相应对策

摘要：平朔矿区作为亿吨级煤炭生产基地，水资源是矿区可持续发展的重要保障。“十三五”期间，平朔矿区的煤炭产量与“十二五”相比有较大幅度的调整，部分井工矿资源枯竭将闭井，这两者都会对水资源供需产生影响。文章结合实际情况，对平朔矿区“十三五”期间的水资源情况进行摸底、分析、测算，并对水资源缺口提出相应的解决对策。

关键词：平朔矿区；水平衡测算；水资源；煤炭生产；煤炭产量 文献标识码：A

中图分类号：TV213 文章编号：1009-2374（2017）04-0154-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.078

平朔矿区的水资源类型共有两种：清水资源和复用水资源。从1982年安太堡建矿起，这两种水资源就同步出现，但在公司不同的发展阶段有其不同的特点：1982～2005年，平朔矿区生产规模较小，平朔矿区的生活生产用水均由刘家口水源地提供；2005～2011年，平朔矿区产能不断提高，刘家口水源地供水能力无法满足矿区生产，开始实施平朔矿区水资源综合利用工程，复用水开始大量替代清水用于生产；2011年至今，随着国家对于地下水资源及环境保护的重视，引黄水开始在平朔矿区使用，同时随着一批新污水处理及利用设施的投运，复用水资源逐步形成体系，用量达到了清水资源的一半。2015年平朔矿区供水能力为4144.25万m3，总用水量为1700.52万m3，其中清水用量1115.88万m3、复用水用量584.64万m3。

1 “十三五”期间供水能力测算

1.1 清水资源

在不考虑新增引黄水配额的情况下，清水资源总量在短期内将是恒定的，基于已开凿的24眼水源井和每年1795万m3的引黄配额，年供水能力为2798.86万m3，其中：安太堡、安家岭区域927.78万m3；木瓜界区域575.2万m3；东露天区域850.88万m3；北坪工业园区445万m3。

1.2 复用水资源

复用水资源主要来源于井工矿的井下排水，受井工矿产量变化以及闭井等因素影响，不确定性较大，各区域具体情况如下：

1.2.1 安太堡、安家岭区域可产生复用水资源约850万m3，较2015年减少200万m3，主要是考虑受井工二矿闭井后每年污废水产生量会相应减少。

1.2.2 木瓜界区域可产生复用水资源约562万m3，其中井工三矿井下水处理站292万m3/年、生活污水处理站36万m3/年、大沙沟污废水处理站234万m3/年，前两项如果是井工三矿继续闭井则无法实现，而第三项属于拦坝取水，受雨季及淤堵等影响水量也会变化。

1.2.3 东露天区域可产生复用水资源约20万m3：该区域的污废水主要是生活污水，可基于东露天主工业场地生活污水处理站设计规模来预测。

综上，预测“十三五”期间每年可产生复用水资源约为1432万m3。

2 “十三五”期间用水需求预测

2.1 煤炭生产加工

“十三五”期間，随着各露天矿和井工矿不同程度的减产，可按照近几年生产用水单耗测算，各生产矿井和配套选煤厂的用水量也会随之减小，而生产辅助单位的变化较小，按用水量无变化考虑。同时北岭矿、潘家窑矿等都配套有相应的水源井等供水设施，且生产组织也有很大的不确定性，暂不考虑。

2.2 转型项目

“十三五”期间，平朔矿区的新建项目及在建项目的投运主要集中在北坪工业园区。经过测算，2017年的最大用水量为1221.03万m3，而对于2017年以后的预测不确定性极大，若电厂二期和煤制烯烃项目实施后该区域以后的用水规模每年将达5307.7万m3。而按照相关文件，安太堡2×350MW低热值煤电厂年投产后用水量为181.8万m3。

3 “十三五”期间水平衡测算

考虑到“十三五”期间的可供水量变化较小，为便于分析按照不变化计算。但用水需求却变化较大，以2017年为界限，2016～2017年用水量会逐步增加，但整体来说是“可供大于所需”，即富余；2017年随着转型项目不断投运，用水需求急剧增大，整体情况变为“所需大于可供”，即缺水。具体情况详见表1。

4 近期及远期解决对策

结合上述分析，2017年以前平朔矿区水资源利用工作的重点在于解决区域性不平衡和降低用水成本的问题。安太堡、安家岭区域以及木瓜界、东露天区域水资源富余、北坪工业园区缺水，而且使用引黄水承担较高用水成本的同时仍有部分复用水资源未被使用，同时这些富余的复用水资源的外排，不但造成大量的水资源浪费，还使公司面临着较大的环保压力。2017年以后，平朔矿区水资源利用工作的重点是要解决水源性缺水的问题，若规划中的项目都能落地甚至有更多的项目建设，到“十三五”末水资源缺口将更加巨大。为此，我们提出了短期通过“区域调配、减清增复”的解决思路，远期通过“申请配额、新建水厂”的解决思路，保障矿区生产用水。

4.1 短期解决方案

4.1.1 区域调配实现水资源共享：从安太堡、安家岭区域调配至北坪工业园区，可调配水量包括200万m3/年的引黄水配额（通过指标划转实现）和剩余的470万m3/年的复用水资源（通过与平朔矸石电厂代管的平鲁污水处理厂水量置换实现）；从木瓜界、东露天区域调配至北坪工业园区，可调配水量包括650万m3/年的引黄水配额（通过指标划转实现）和剩余的200万m3/年的复用水资源（通过敷设管道就近调配）。

4.1.2 减清增复降低用水成本：根据统计数据，2015年公司消耗的清水中，除必要用于生活用水外，仍有相当一部分清水用于了生产用水，主要有东露天矿、井工一矿、井工二矿、洗选中心和露维中心，具体情况如表2：

造成上述单位将清水用于生产的原因主要有三个：（1）主观上不想用复用水，认为复用水毕竟是污废水处理得来的，从心理上不容易接受，还是用清水比较踏实；（2）复用水水质受污水处理厂的运行情况影响，水质不太稳定是客观存在有时甚至较差，这也造成了使用受阻；（3）复用水管道不如清水管网的辐射范围广，有些车间厂房甚至单位所在区域没有复用水管道，想用也用不上。针对上述情况，我们从管理和技术角度出发，结合各单位的具体情况分别提出了以下解决措施：

第一，从源头抓起，提升复用水水质：在各污水处理站中运行最困难的是井下水处理站，由于井下水处理站的设计工艺是根据服务矿井的初步设计资料而设计的，比较理想化。因此在实际的运行过程中问题较多，需要对井下水处理站进行技术改造，加强各井工矿对井下水仓的水质管理，将清掏水仓纳入日常生产管理。同时各选煤厂必须全部闭路循环，杜绝清扫水外排和煤泥浓缩池放池现象，增加后端污水处理站的处理负荷。

第二，扩大复用水使用范围：通过2015年用水量数据分析，安太堡、安家岭区域的复用水主要用于露天矿矿坑道路洒水和井下生产补充用水，少部分用于矿区的绿化用水，使用范围限制了用量。因此，需将井工一矿井下生产用水、洗选中心除尘清扫水以及露维中心的冲洗水由清水变为复用水，需进行相应管道投资。

第三，将东石湖的复用水用起来：东露天矿与其配套的选煤厂生产用水主要依赖于引黄水，用水成本高，因此可将东石湖的水提升后满足矿坑水和加水需求。

第四，从管理上严格管控清水用量：要想真正实现“减清增复”，相应的管理措施也必须跟上：（1）清水用量按照人数编制定额，严格实行用水量考核和阶梯水价制度；（2）建议对露天矿矿坑每天洒水量实行下限考核，而对井工矿和选煤厂的用水量实行上限考核。

4.2 远期解决方案

从远期来看，平朔矿区转型项目的用水量为5307.7万m3，用水缺口较大（4862.7万m3），通过各区域引黄水配额及复用水资源的调配已不能满足各项目的用水需求，必须申请增加新的引黄配额。这需要通过与引黄公司及省水利厅沟通，新增引黄水配额4000万m3/年。而现在由黄河供水公司建设经营的位于平鲁区万家寨引黄北干线工程大梁水库配套引黄供水厂，工业用水供水规模仅为2700万m3/年，且用水指标已全部分配完毕。因此，除申请增加配额外还涉及配套新建5000万m3级的引黄净化水廠问题。解决该问题最大困难在于用水指标的申请和新建引黄净化水厂的审批及投资：一方面，新建引黄净化水厂涉及到引黄水配额指标的变更调整，需由省政府、省水利厅等部门协调，审批难度较大，加之已有的指标受项目投运时间影响还未用足，审批难度更大；另一方面，远期项目都未取得审批，水源项目先行投资风险巨大，不先行可能存在指标“被抢光”的情况，给公司远期项目的审批、运行造成影响。因此，建议待主体项目获得审批后再同步推进，而在主体项目审批过程中若涉及水资源论证的情况，可以先行与引黄供水公司签订意向性文件。

5 结语

随着煤炭价格逐步回归理性，平朔矿区“一煤独大”的局面难以支撑，煤电、煤化工是煤炭企业转型发展的首选，而“十三五”是转型的关键期。在此期间，解决好这些转型项目的用水对于煤炭企业来说至关重要。本文以平朔矿区为例，从供水潜力和用水需求入手分析，总结出了“十三五”期间平朔矿区水资源供需变化特点以及存在的问题，并从技术层面、管理层面提出了相应的解决措施，具有很强的实践指导意义。

参考文献

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作者简介：卞明明（1985-），男，江苏南京人，中煤平朔集团有限公司动力中心生产技术部主管，工程师，清华大学工程硕士，研究方向：给水排水工程和工程管理。

（责任编辑：秦逊玉）