矿井水处理站改造分析

王思孝

摘 要：甘肃省白银市魏家地煤矿扩建完成投入使用后，涌水量高达199.39 m3/h，导致原有矿井水处理站无法实现矿井水的全处理。矿井排水与水处理设施规模的不匹配，不仅缩短了井下设备的使用寿命，增加了煤矿的运行成本，而且导致“魏家地煤矿改扩建工程环评”验收无法通过。因此，结合扩建后煤矿涌水量大幅增加的现象和环评验收中对施工环境的要求，分析项目可行性，从选址、管网施工以及施工产生的扬尘、噪声和生活垃圾等方面提出改造方案。

关键词：矿井水处理站;涌水量;可行性

中图分类号：X751 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）19-0053-03

Abstract： After the expansion of Weijiadi Coal Mine in Baiyin， Gansu Province， specific yield is up to 199.39 m3/h， which makes it impossible for the original mine water treatment station to fully treat the mine water. The mismatch of mine drainage and water treatment facilities not only shortens the service life of underground equipment and increases the operation cost of coal mine， but also leads to the failure of environmental impact assessment of Weijiadi Coal Mine Reconstruction and expansion project. Therefore， the feasibility of the project is analyzed in the light of the large increase in water inflow after the expansion and the requirements for the construction environment in the environmental impact assessment and acceptance， from the site selection， pipe network construction and construction of dust， noise and domestic waste， and other aspects of the transformation program.

Keywords： mine water treatment station;specific yield;feasibility

甘肃省白银市魏家地现有矿井水处理站一座，采用“混凝沉淀+高负荷沉淀”法处理，处理规模为400 m3/d。随着矿井改扩建的正常生产，矿井水涌水量已高达199.39 m3/h，远远超出现有处理站的处理能力。未处理的矿井水直接回用于井下，对井下设备造成损伤，缩短了其使用寿命，同时增加了井下设备的运行成本。经多方调研考察后，拟建设处理规模为5 000 m3/d的污水处理站一座，采用“预沉池+超磁分离+滤布滤池”三级处理工艺，可实现所有设备一键启动、一键停机。处理后中水回用于井下生产、地面降尘以及绿化，剩余部分用作景观区域生态用水。试运行期间，经甘肃绿创环保科技有限公司监测，悬浮物为14 mg/L，化学需氧量为38 mg/L，水中氨氮为0.196 mg/L，满足相关国家水质标准要求[1]。

1 矿井水处理站改造的必要性

矿井水资源化利用项目的实施可解决现有排水与水处理设施规模不匹配的问题，实现矿井水的全处理。矿区所在地为干旱地区，水资源匮乏。資源化利用项目可以最大限度提高井下排水的利用效率，降低矿井新鲜水供水量，减少企业日常运行成本。依据《中华人民共和国水法》《煤炭行业清洁生产指标体系》等文件要求，对于水资源短缺地区，应提高矿井水重复利用率，井工开采煤矿矿井水综合利用率应大于95%。资源化利用项目可以提高矿井清洁生产水平，经处理后的中水回用于井下消防、洒水及井下设备冷却和地面绿化、降尘，并可用作矿井附近沙河下游截留坝内景观用水及周边林地的绿化用水。依据《水污染防治行动计划》，加强矿井水综合利用，提高矿井清洁生产水平。此外，资源化利用项目的实施有利于水资源的调配使用，解决区域生态用水问题，同时可有效避免废水违规外排，避免对周边环境造成影响，降低了企业的环境风险。资源化利用项目的实施还有利于魏家地煤矿实现社会效益、经济效益以及生态效益的统一，提高魏家地煤矿的环境保护意识和社会责任感。

2 矿井水处理站改造措施

根据魏家地煤矿矿井总平面布置和现场踏勘，结合现有土地权限和给排水管网布置情况，参考魏家地煤矿相关负责人的建议，可供布设矿井水处理设施的位置有两处[2]。工程布置应尽量位于矿井现有用地范围内，避免新增土地使用手续的办理，同时兼顾区域生态和景观用水接口设置。

2.1 选址一

2.1.1 厂址基本情况。选址一位于现有矿井水处理站的西南侧，场地呈不规则形状，属魏家地煤矿自留用地。场地平整，面积约为3 500 m2，且附近农民在此栽种了树木。场地北侧45 m处为靖远煤电股份有限公司运煤铁路专用线，东侧为现有矿井水处理站，西侧为沙河。

2.1.2 厂址管网施工方案。管道采用直埋工艺，埋深2 m。进水管道直埋坡度[i]=0.3%，出水管道不考虑直埋坡度。进污水处理站收集系统管网均采用DN250球墨铸铁管道，总长度为840 m。经收集系统管网收集的污水进入污水处理站处理。对于污水处理站处理后的中水回用井下生产用水和景观用水。出水管采用DN200球墨铸铁管道，总长为904 m。该部分管网费用概算为160万元。选址一管网工程量如表1所示。

2.2 选址二

2.2.1 厂址基本情况。选址二位于容量为500 m3的现有高位消防水池西南侧的空地，在矿区南侧土地权属范围内，占地长约41 m、宽约28 m，面积1 148 m2，为魏家地工业场地。该场址北侧为选煤厂和运煤道路，西侧和南侧为山体。

2.2.2 厂址管网施工方案。管道采用直埋工艺，埋深2 m。进水管道和出水管道直埋坡度[i]=0.3%。进污水处理站收集系统管网收集矿井水，采用DN250球墨铸铁管道，总长度为42 m。污水处理站处理后的中水回用及景观用水管网需要穿越铁路专用线路[3]。出水管采用DN200球墨铸铁管道，总长为1 904 m。该部分管网投资预算为200万元。选址二管网工程量如表2所示。

2.3 厂址选定

对比污水处理厂选址一与选址二，两个选址均位于魏家地煤矿工业场地范围内。选址二位于现有消防水池西南侧的空地，与回用产地之间的距离相对选址一更远，绝对海拔标高相对选址一更高，且回用管网需要穿越输煤铁路专用线，管网布设长度相对选址一更长。综合以上因素，选址一距水源、电源以及热源距离更近且管网投资比选址二少，因此选用选址一进行开发建设。选址对比情况见表3。

3 矿井水处理站改造中环保处理措施

3.1 工程建设对环境的影响

3.1.1 施工扬尘的影响。工程施工挖掘的泥土通常堆放在施工现场，堆土裸露在外面，对市容造成了影响。施工中产生的尘土会覆盖在附近的建筑物和植物上，破坏了附近居民的居住环境整洁。另外，雨天由于雨水的冲刷和车辆的碾压，施工现场变得泥泞，给人们的出行造成了不便。

3.1.2 施工噪声的影响。施工期间，施工机械、车辆马达的轰鸣和喇叭都会产生大量噪声。尤其是夜间施工产生的噪声，会严重影响邻近居民的工作和休息。本项目位于魏家地煤矿工业场地内，距居民区较远，对居民影响相对较小。

3.1.3 生活垃圾的影响。施工过程中，施工人员的饮食和住宿问题一般安排在施工区内。工地的用水、用电以及生活废弃物如果得不到妥善安排和处理，会对施工区的卫生环境造成影响。特别是夏天，施工区的生活废弃物若没有得到及时处理，将会导致蚊蝇孳生，甚至会导致流行疾病的暴发，严重威胁施工人员和周围居民的身体健康。

3.1.4 弃土的影响。施工期间会产生大量弃土，在运输、处置这些废弃土壤的过程中都可能对环境产生影响。比如：运输车辆装载泥土沿途散落，导致运输公路布满泥土;晴天尘土飞扬，雨天路面泥泞，给行人和过往车辆带来不便。废弃土处理不当，不仅影响土地利用，还会破坏自然生态环境，严重影响矿区的建设和整洁。

3.2 环境影响的缓解措施

3.2.1 减少扬尘。为减少工作扬尘对周围环境的影响，施工时遇到晴朗有风的天气，要注意对弃土表面进行洒水，抑制扬尘。工程承包者必须对弃土进行处理，及时运走。运输过程中要严格注意装运车辆不能超载，避免运输过程中泥土洒落。在车辆驶出工地前，必须把运输车轮上的泥土清理干净，避免弃土粘满沿路地面，影响环境整洁。同时，施工者要做好工地门前的道路清洁工作，及时清扫撒落的弃土、建材废弃物等。

3.2.2 噪声控制。在距离居民住宅区200 m以内的施工地段，23：00至次日06：00禁止施工。同时，要优化施工设备和施工方法，尽可能采用噪声低的机械。如果必须在会对周围居民造成影响的工地进行夜间施工，则需要采取降噪措施，如在施工工地周围设立临时声障类装置，以保证居民区的环境质量。

3.2.3 施工现场废物处理。建設单位和施工单位要和当地环卫部门进行协调，及时清理施工人员在临时工作区域食宿所产生的生活废弃物。工程承包单位要加强对施工人员的素质教育，不随意乱丢废弃物，保证工作、生活环境卫生。

3.2.4 弃土处置和运输。项目建设单位应和当地有关部门共同制定项目弃土处置方案。建设单位应联系相关公路部门共同制定各个施工场地的运输方案，规划合理的运输路线，避免在交通高峰时段运输弃土。有关部门应根据指定位置不定时检查弃土和建筑垃圾情况[5]。若施工过程产生有毒有害废弃物，应及时暂停施工，并与当地环保部门联系，采取有效措施合理处理后才可继续施工。

4 结语

矿井水处理站属于环境保护工程，其建设严格遵守环境保护的有关规定。污水处理厂的建设不仅从根本上解决了魏家地煤矿的用水问题，还改善了水污染情况，有利于保护环境，使当地污水合理处置、达到排放标准后排放，为创造优良的环境卫生打下了坚实基础，并带动了关联产业的发展，进一步健全了投资环境，具有重要的现实意义和长远意义。

参考文献：

[1]潘忠德，李各，闻祥义，等.矿井水清污分流在色连二矿的应用[J].煤炭工程，2020（1）：107-109.

[2]建设部.城市污水处理工程项目建设标准（修订）（附条文说明）：ZBBZH/CW[S].北京：中国计划出版社，2001.

[3]顾大钊，张勇，曹志国.我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展[J].煤炭科学技术，2016（1）：1-7.

[4]环境保护部.工业企业厂界环境噪声排放标准：GB 12348—2008[S].北京：中国环境科学出版社，2008.

[5]张国荣.中国煤炭资源绿色开采技术的发展探讨[J].能源与节能，2017（11）：161-162.

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