煤矿矿井水资源化及综合利用的实践思考

（黄河水土保持绥德治理监督局，陕西 榆林 719000）

秦岭以南地区是我国淡水资源分布较为丰富的地区，而以北地区则因为地理环境因素，淡水资源分布较少。但是，我国大型煤矿大都分布在北方缺水带，山西、陕西、内蒙古等地位于我国北方，淡水资源较为缺乏，却拥有我国近85%的煤矿资源。下面以榆林市煤矿为例进行分析。

根据《陕西省水资源综合规划》《榆林市水资源综合规划》，榆林市自产水资源总量为26.72亿m3，产水模数为6.1万m3/（a·km2），多年平均天然径流量为18.46亿m3，径流深42.4 mm，地下水资源为16.31亿m3，其中风沙滩区地下水资源量为10.37亿m3，山丘区地下水资源量为5.94亿m3。数据表明，榆林市大部分地下水都位于沙滩或丘陵地区，这些地区因为环境的限制无法进行水资源开采，因此进一步加剧了水资源的紧张。榆林是产煤大市，每年用水极为紧张，部分地区矿区每日淡水资源供应甚至不超过5 h，严重影响职工日常生活。当地每年排放的煤矿废水数量极大，大多数煤矿废水仅含有煤粉、岩石粉末污染物，污染程度较低，处理起来十分容易，处理成本较低。污水处理部门只需要将这些水进行混凝、沉淀、过滤消毒，即可用作煤矿职工的生活生产用水，所以将矿井废水资源化对于煤矿地区有着巨大的社会意义[1]。

1 煤矿矿井废水的来源和处理方式

1.1 煤矿矿井废水的来源

在不断研究含煤地层的过程中，人们发现，含煤层一般都分布在地下水层之下。因此，为了保证煤矿井下操作安全，采煤前都需要将大量矿井涌水抽出，矿井中的大量煤粉和岩石粉就会掺入这些地下水中，最终造成大量矿井废水。这类矿井水掺杂大量的煤粉、岩石粉、泥土以及微生物，大都呈灰黑色。此外，很多煤矿的含煤岩层都会和大量硫化物、金属矿物分布在一起，煤矿开采会使大量含硫化合物和金属物质混进地下水中，造成地下水的严重污染。煤矿矿井废水含有少量有机物和微生物，煤矿企业要积极处理矿井废水，减少矿井废水污染，提高矿井水中微量元素的利用率。

1.2 矿井水资源化的处理方式

我国很多煤矿的矿井水水质有很大差别，因为每个矿井的地理环境不同，含有的矿物质和煤矿伴生矿成分都有所不同。煤矿开采煤时，矿井涌水会流入采煤层，最终混合煤层中的大量煤粉、岩石粉和伴生矿物质，造成地下水污染。在处理矿井水时，人们应当采取分层处理方式，检测不同地区、不同环境的矿井水成分，再进行分化处理。例如，在常规的矿井废水处理中，处理人员通常都会将废水分为六类，即含特殊污染物矿井水、酸性或碱性矿井水、含硫矿井水、高矿化度矿井水、含悬浮物矿井水以及洁净矿井水。分类后，再根据每种矿井水的具体成分，采用清污分流、分质处理、分级处理等手段分别进行净化处理。

2 矿井废水资源化及综合利用措施

2.1 洁净矿井水的处理

根据国家相关规定，煤矿企业要有效处理矿井水，而后对其进行循环利用，确保整个矿井区水资源供应的稳定。但是，当前，榆林市规划区内矿井水综合利用率仅为34%，和国家相关要求比较，整体利用率很低。近年来，矿井水被大量抽出地面，并没有按照煤矿建设规划的相关要求进行综合利用，加之管网建设滞后，造成水资源的极大浪费。所以，为了进一步推动矿井水资源的合理运用，矿井人员需要及时对矿井水处理进行合理规划，提高矿井水的利用率。煤矿管理者应当树立可持续性发展理念，设立专门的煤矿排水系统，集中排放酸性水，并且在地表进行拦蓄使地下水能够通过自然蒸发得到一定的净化处理。

在进行矿井水处理时，煤矿管理人员可以使用新型水泵对分级脱水后的煤泥水进行深度处理，将分离后的矿井水循环应用于挖掘工程，减少水资源的浪费[2]。例如，一大型煤矿采矿场底部存在大量洁净矿井水。这时，矿井水务工作人员就可以充分利用技术手段，将这些洁净矿井水进行资源化利用。首先，可以利用引水管道，将将矿层中间的洁净矿井水引入矿井的底部蓄水池，然后利用抽水泵将蓄水池内的洁净矿井水抽离排放到地面净水池中。等将所有洁净矿井水都排放到地面净水池后，工作人员再将其进行沉淀，去除泥沙，并利用净水剂等对矿井水进行消毒净化，最后经自来水管道引入矿场人员住所，为其提供生活用水。

2.2 含有悬浮物矿井水的处理

在矿井废水中，含悬浮物矿井水占比最大。在采煤过程中，大量地下水透过煤矿层，将煤矿层中的大量煤粉、岩石粉、泥沙等悬浮物混合，最终造成地下矿井水污染。例如，榆林市某大型采煤矿场含有大量悬浮物矿井水，过去，矿场员工都会将这些水直接排放到矿场周围的空地，但是，现在矿场水务工作人员可以利用合理的方式将这些水资源进行特殊处理，使其变成干净的生活用水。工作人员可以先使用大型抽水器，将含悬浮物矿井废水抽离排放到地面蓄水池中，然后进行沉淀，去除其中的大颗粒悬浮物，再进行过滤消毒杀菌，对沉淀后的矿井废水进行处理，使其转变为干净水资源，最后利用管道将处理后的矿井水输送到矿场员工的生活区和矿井下的工作区，使其成为可使用的水资源。

2.3 高矿化度矿井水的处理

高矿化度矿井水含盐量过大，超过国家有关标准（盐含量＜1 000 mg/L），而高矿化度矿井水的含盐量一般都保持在2 000～4 000 mg/L，属于严重超标水质。水中盐分主要有钙、镁、锌、钠等离子，所以这类水偏碱性，味道苦涩，水质硬度较大。很多煤矿采取直接抽离方法，将这类矿井水排放到矿井周围，对矿井周围的土地造成严重破坏。所以，煤矿水务工作人员要树立可持续发展理念，运用合理的净化方式，将其转化为干净水资源，然后用于煤矿开采或农田灌溉。

随着煤炭经济的发展，榆林市煤矿扬尘造成的空气污染问题日益突出。当前，国家环保要求不断提升，建设用地受到严格控制，煤炭存储逐渐由散堆走向封闭，以达到抑制扬尘的效果。如果煤矿出现大量高矿化度矿井水，煤矿水务工作人员要制定合理的处理方案，将其净化处理。首先利用管道将高矿化度矿井水引流到矿井底部的污水蓄水池中，再利用大型抽水泵将其抽排到地表的污水净化池中。高矿化度矿井水含盐量过高，所以首先要进行脱盐处理，在地面污水池中加入大量混凝剂，分离出污水中的沉淀物，之后加入大量二氧化碳气体，调节水中的pH值，使整个水池的水从碱性变为中性，最后利用二级水流管道将净化过的矿井水引流到矿井开采用水池和农田中，实现矿井废水的综合利用。

2.4 含硫含碱矿井水的处理

煤矿分布具有地域差异，我国很多地区的煤矿含煤层都含有大量含硫物质与碱性物质，这类矿井水极难处理。高含硫矿井水具有一定的腐蚀性，不论如何使用，都会对人体和设备造成巨大伤害。过去，煤矿工作人员一般都会将这类废水用管道引入污水排放地中，直接就地排放，无疑对环境造成巨大伤害。这类矿井水每年的排放量巨大，造成水资源浪费。因此，矿场工作人员应当转变处理观念，将含硫含碱性物质浓度较大的水资源进行处理再利用，以免对环境造成破坏。

含硫含碱矿井水的处理方法繁杂，成本较高，所以经过初步净化处理后，煤矿可以将其出售给对水质要求较低的企业，做到物尽其用。例如，榆林市某煤矿含有大量含硫超标矿井水，所以矿场水务工作人员首先利用抽水泵和管道将矿井水抽排放地表的污水净化池中，然后采用中和法，将矿井废水中的H2SO4离子进行中和，之后利用脱硫法将水中的硫酸盐去除，再利用中和法将大量石灰撒入水中，对矿井水进行消毒处理，最后将处理后的水资源用于煤矿生产，或者将其出售给造纸厂或钢铁厂这类对水质要求较低的企业。

3 煤矿矿井水资源化及综合利用的前景

我国淡水资源分布不均衡，随着人口的不断增长，淡水资源需求日益增加。但是，我国很多煤矿为了保证采矿安全，都会将大量矿井废水直接排放，造成淡水资源的浪费。在淡水资源日益紧缺的今天，将煤矿矿井水资源化并综合利用，能节约大量淡水资源，减轻矿区地下水资源过度开采而造成的水资源系统破坏，缓解矿井废水处理与水资源保护之间的矛盾。矿井废水资源化和综合利用，可以减少其对矿井周围环境的污染，从源头上解决矿井水环境问题，改善矿区生态环境，促进矿区的可持续发展。

4 结语

当前，煤矿企业要积极践行可持续发展理念，大力推进矿井水资源化和综合利用，这对于保护水环境和节约水资源都有着巨大的现实意义。因此，煤矿企业应当及时转变发展理念，运用科学的处理方式，将平时矿场所产生的纯净矿井水、含悬浮颗粒矿井水、含硫含碱矿井水等进行净化处理，使其转变成干净的水资源，并对其进行综合利用。