煤矿兼并重组整合项目取用水合理性分析

胡照耕

（太原理工大学，山西 太原 030024）

1 项目概况

长治吉安煤矿地处沁水煤田潞安矿区东北部，为兼并重组整合矿井，整合后矿井年生产能力为60万t。整合后的井田范围为由20个拐点连线组成的不规则多边形，南北长2.5 km，东西宽1.2 km，面积约2 km2。

全井田设两个主水平和一个辅助水平，开采3、8-2号煤层和15-1、15-3号煤层，煤矿采用走向长壁和倾斜长壁相结合的采煤方法，全部垮落式管理顶板。根据整合前原煤矿巷道以及井下采空区的分布情况，秉着利用已有井巷的原则，矿井采用立井开拓方式。

2 取水合理性分析

2.1 产业政策相符性

本项目为煤矿兼并重组整合项目，符合国家和山西省关小建大的煤炭发展战略，符合山西省政府关于“资源整合、联合改造、淘汰落后、优化结构”的指导方针，符合山西省政府《关于加快推进煤矿企业兼并重组的实施意见》和《关于进一步加快推进煤矿企业兼并重组整合有关问题的通知》的精神。

2.2 水资源配置合理性

本项目生产取水拟采用矿坑排水作为供水水源，生活用水拟由当地岩溶地下水解决。取水水源选择遵循“先污水，后地表水，再地下水”的取水次序；取水水源方案符合建设投资少、运行费用低、综合效益大的原则。因此，从节约水资源、保护生态环境角度出发，项目取水水源符合当地水资源合理配置的要求。

3 用水合理性分析

3.1 主要用水环节分析

根据取水水源和用水水质、用水条件的不同，煤矿采取分质供水，供水系统分为生产供水系统和生活供水系统，煤矿用水相应地划分为生产用水和生活用水两部分。生产用水主要包括井下降尘洒水、黄泥灌浆用水、锅炉用水、动筛补水、道路洒水等用水环节。生活用水主要包括办公区用水、食堂用水、单身宿舍用水、浴室用水、洗衣房用水等用水环节。

3.2 业主提出的用水方案分析

根据业主提出的用水方案，煤矿总取水量为995.86 m3/d。其中生产取水量为788.63 m3/d，生活取水量为207.23 m3/d。煤矿设计年生产规模为60万t，劳动定员为677人，年工作时间为330 d。计算得出的采煤单位产品取水指标为0.55 m3/t，高于《山西省用水定额》中0.25 m3/t的要求；职工生活用水指标为306.1 L/（p·d），高于《山西省用水定额》260 L/（p·d）的要求。煤矿的生产和生活用水指标均高于用水定额的要求，用水不合理，应对各用水环节的用水量进行合理性的核减。

3.3 合理用水量的核定

根据煤炭工业相关设计标准，核减后生产用水量为430.65 m3/d，包括井下降尘洒水261.75 m3/d，黄泥灌浆用水82.7 m3/d，锅炉用水57.6 m3/d，动筛补水4.6 m3/d和道路洒水24 m3/d。扣除经污水处理站处理后回用的再生水136.6 m3/d，则煤矿生产取水量为294.05 m3/d。

3.3.1 各生产环节用水量核减如下：

井下降尘洒水。井下洒水主要用于喷雾降尘，根据《煤矿井下消防、洒水设计规范》和《煤炭工业矿井设计规范》，井下喷雾降尘装置用水指标见表1。

井下洒水日用水量按下式计算：

表1 井下喷雾除尘装置用水指标 单位：L/min

式中：Qd——井下洒水日用水量，m3/d；

K——富余系数，取1.25～1.35；

qi——某用水项的流量指标，L/min；

针对津保桥的实际情况,经过认真研究，用MIDAS/Civil有限元分析软件建立该桥有限元模型，墩底边界条件用墩底固结模拟[3]。墩底固结的桥梁模型不考虑墩与基础的变形[4]。主梁端部为竖向弹性约束。在进行反应谱分析时，第一步输入合适的反应谱参数，使其自动生成对应的反应谱曲线。曲线生成后，有限元软件自动建立地震响应运动方程，然后进行求解。全桥及裸塔模型如图1、图2所示。

ti——某用水项一天中的使用时间，h。

经计算，井下降尘装置用水量之和为209.4 m3/d，取富余系数K为1.25，则井下降尘洒水用水量为261.75 m3/d。

黄泥灌浆用水。根据《煤矿注浆防灭火技术规范》，煤矿黄泥灌浆用水量根据每日灌浆所需黄泥量和灌浆水泥比所确定，每日灌浆所需黄泥量按下式计算：

式中：Qh2——日灌浆所需泥量，m3/d；

K——灌浆系数，为灌浆材料的固定体积与所需灌浆的采空区容积之比；

G——矿井日产量；

γ——煤的容重。

煤矿日采原煤为1 818 t，容重为1.45 t/m3，灌浆系数取值为0.03，则煤矿日灌浆所需泥量为37.6 m3/d。

每日制泥浆用水量为每日灌浆所需泥量与水泥比之积。灌浆泥水比应根据黄泥浆的输送距离、煤层倾角、灌浆方式及灌浆材料和季节，根据本矿实际情况，水泥比取值为2∶1，则每日制泥浆用水量为75.2 m3/d。考虑到用于冲洗管路防止堵塞的备用水量，取系数1.1，则黄泥灌浆用水量为82.7 m3/d。

锅炉用水。煤矿锅炉房设三台蒸汽锅炉，锅炉额定蒸发量分别为2 t/h、4 t/h、6 t/h，日用时为16 h，根据《煤炭工业矿井设计规范》，锅炉补充水量按锅炉总额定蒸发量的30%计算，则锅炉补充水量为57.6 m3/d。

动筛补水。参考同等规模的煤矿用水量，本项目动筛补水量核定为4.6 m3/d。

道路洒水。根据《煤炭工业给水排水设计规范》，浇洒道路用水按浇洒面积以2.0 L/（m2·d）计算，回车场、场地、道路面积1.2万m2，则道路洒水用水量为24 m3/d。

3.3.2 生活用水量的核定

根据《煤炭工业矿井设计规范》规定的生活用水指标，结合煤矿的劳动定员，核减后生活取水量为126.4 m3/d，其中办公区7.74 m3/d，食堂19.04 m3/d，单身宿舍47.6 m3/d，浴室17.34 m3/d，洗衣房34.68 m3/d。

办公区生活用水指标为30 L/（p·d），用水人数为258人。用水量为7.74 m3/d。职工食堂用水指标为20 L/（p·餐），两餐计算，用水人数为476人，用水量为19.04 m3/d。单身宿舍用水指标为100 L/（p·d），用水人数为476人。用水量为47.6 m3/d。浴室用水指标为60 L/人，用水人数为289人，用水量为17.34 m3/d。洗衣房干衣用水指标为80 L/kg，用水人数为289人，每人每天洗衣1.5 kg，用水量为34.68 m3/d。

3.3.3 用水量合理性分析

经核定，煤矿生产取水量为294.05 m3/d，生活取水量为126.4 m3/d，总取水量为420.45 m3/d。计算得核减后的采煤单位产品用水指标为0.24 m3/t，职工生活用水指标为186.7 L/（p·d），均符合用水定额要求。

4 结语

综上所述，本项目的建设符合国家和山西的煤炭发展战略，符合山西省的相关产业政策，项目取水水源确定为生产用水采用矿坑排水，生活用水采用当地岩溶地下水，符合区域水资源合理配置的要求，项目取水方案合理。本文根据相关技术标准，对煤矿项目生活和生产的主要用水环节的取用水量进行了合理优化，核定后用水指标符合当地用水定额的要求，项目用水方案合理。