浅谈高矿化度矿井水深度处理与综合利用

李伯文 高全海 姚峰 杨鹏飞

摘 要：煤矿企业在日常生产、生活当中所需用的水资源较多，但是同时矿井井下采掘作业又会产生大量的废水，如何做好矿井水资源利用及污水处理利用至关重要，也影响着煤矿企业的利润指标。随着科学的发展和人们环境保护意识的提高，对煤矿矿井水处理也已有了新的认识，开始将矿井水作为一种水资源加以处理利用，即煤矿矿井水处理资源化。实现对矿井的开采过程中所产生的污水进行处理，处理后的水资源再进行重复利用，不仅可以有效的提高矿井生产过程中的废水的排放量，还可以大幅度减少水资源使用量，实现对水资源的节约，降低生产成本，而且对环境保护也有极大的保护作用。

关键词：矿井污水；净化处理；再利用；资源化

针对我国目前煤矿矿井水处理总体技术水平和回用率不高的现状，指出加强产学研联合，组织重点技术攻关，加强技术储备，创新管理模式，拓宽融资渠道和应用领域，扩大矿井水利用规模，提高煤矿矿井水处理利用效率和技术水平是矿井水资源化利用的发展趋势和方向。煤矿矿井水的水质受到水文条件、矿床地质构造与开采条件的影响，在采矿活动中，与煤层、岩层、空气、煤灰等接触混合，其水质会发生一系列的物理化学和生化变化，与普通地表水或地下水水质相比具有明显的差异所以不能直接用于降尘灌溉用水和消防生产用水。

1 矿井污水存在的现状

煤炭在我国能源结构中占70%以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环的目标。据我国40%的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。

2 高矿化度矿井水深度处理与综合利用技术

永宁煤化处于新疆伊犁地区，是我国西部的绿色走廊，称之为“塞外江南”，对环境保护治理工作特别重视，永宁煤化就坐落在伊犁河谷，为此矿井生产过程中，特别注重水资源的保护工作。

2.1 水资源情况

永宁煤化矿井生产、生活使用的水资源为，单价较高的自来水，4.2元/m3，且在夏季自来水严重供应不足。而矿井废水正常涌水量为Q=1350 m3/d，最大涌水量为Q=2200 m3/d，按此计算，每月矿井排水量在40500m3-66000 m3，由于该矿井水水质差（矿井水水质见表1），无法直接绿化灌溉、洗浴、矿井井下降尘和冷却等方面，但是若直接外排将严重污染环境。

2.2 高矿化度矿井水深度处理

永宁煤化通过高矿化度矿井水深度处理实现对矿井水进行监测、采样、系统分析，掌握水质变化规律，研究高矿化度矿井水的水质特点，对高矿化度矿井水反渗透深度处理工艺进行研究，兼顾实用性与先进性，提出适合潘津工业煤矿高矿化度矿井水水质特点的深度处理工艺及流程。最终有效降低原矿井水中氯化物、钾、钠等离子的浓度，不仅维持了水的自然平衡，为矿井节省了水资源费、矿井水外排费，而且处理后的矿井水水质满足了矿井生产、生活需要。具体如下：

①矿井涌水先经过井下主排水水仓进行沉淀，再由MD155 67*5多级离心泵泵排至矿井水处理站的调节水池；②调节水池内安装三台潜水泵排至污水处理中心，再排入期间，污水在排水管道内与药剂混合，药剂通过加药装置计量泵将混凝剂和助凝剂加入管道混合器的投药口，水与药剂在混合器中进行瞬时混合，混合率达到90%-95%，为后续的反应沉淀等工艺创造了良好条件；③混合液进入混凝反应室，混凝剂与水中的小颗粒悬浮物产生聚凝作用，并通过助凝剂的高分子架桥作用，在净水器反应室内逐渐形成较大的絮凝体；④聚凝后的水经混凝沉淀池进行沉淀，然后进入高猛过滤罐，进行过滤，出水经消毒杀菌进入清水池，回用于井下生产用水和地面消防用水。

2.3 矿井废水综合利用

处理后的矿井廢水，经过化验已经达到可以进行绿化灌溉、消防、降尘等部分用水，在清水池内安装排水管路，将处理后的水用于矿井生产用水。一是有效缓解了矿井自来水的供应问题，井下生产用水650m3/d，降尘、绿化灌溉、地面降尘及其他用水总量也达到500m3/d（夏季），基本解决了矿井废水问题。

在环境保护逐步严格的情况下，永宁煤化为认真执行国家政策，并做好地区服务工作，采购一台高效洒水降尘车辆，为矿区及周边村庄、道路进行洒水降尘。其在矿井水处理站未建成之前，洒水车全部采用自来水进行配水，且需要一个小时左右才能加满，不仅成本费用高，效率也很低，主要体现在矿区周边村庄降尘，由于离村民生活区比较近，过往的货车及矿井生产所产生的煤尘及灰尘给村民生活带来了不便。以往所采取的洒水方法，洒水效率低，达不到所期望的降尘效果。通过矿井水处理管理的提升，所达到的效果超出了期望的效果，并且使资源的到了充分的利用。在实施之高矿化度矿井水深度处理技术后，利用矿井废水处理，增设排水管路，优化改造及管理的提升，现可以直接使用处理过后的矿井水。基本5分钟就可以加满约15方的一车水，很大程度上节省了自来水和井下所需水的使用量和成本，提高了洒水降尘效率。

在经济方面，根据现状，该矿区自来水费为4.2元/m3，矿井水处理综合成本约0.3元/m3，处理水量80 m3/h，按照冬夏季平均用水600m3/d，每年产生经济效益约80万元。与自来水相比，有着显著的长期经济效益。

3 总结

矿井污水资源化的管理在污水处理再利用及环境保护方面越来越重要，不光是给矿山企业带来了明显的经济效益，而且利于对周边的环境保护，符合社会可持续发展的政策。再者鉴于矿井建设前期投入较大，但回收较慢，矿井污水的资源化可充分的降低矿井生产当中所需用水的费用，加快资金的回收，即使在极为缺少恶劣的情况下也不用担心矿井用水问题。