ｌ１４ 能源技术与管理 ２０１０年第３期 ｄｏｉ：１０ ３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７２—９９４３．２０１０．０３．Ｏ４７ 煤矿矿井水综合利用问题分析与对策研究 范传辉，陈颖，孙瑞，李倩 （江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州２２１００６） ［摘要］对煤矿矿井水水质类型、特性及治理特点进行了论述，讨论了矿井水综合利用中存 在的问题，分析了现阶段煤矿矿井水综合利用方向，并提出了开发利用矿井水的主 要对策建议。 ［关键词］矿井水；综合利用；问题；对策研究 ［中图分类号］Ｘ７０３［文献标识码］Ｂ［文章编号］１６７２－９９４３（２０１０）０３ １１４＿Ｏ２ ０引 言 很低，基本符合生活饮用水标准，可设专用输水管 道给予利用，作生活饮用水时需进行消毒处理。由 我国是一个煤炭生产大国，煤炭开采方式以 于含有多种微量元素，可开发为矿泉水。 井工开采为主，约占煤炭总产量的９４％。井工采 １．２含悬浮物矿井水 煤的同时，为了确保煤矿井下安全生产，必须排放 含悬浮物矿井水的排放量约占我国北方部分 大量矿井涌水。矿井水一方面是地质灾害，严重威 重点国有煤矿矿井涌水量的６０％ｏ水中含有较多 胁着矿井安全生产；另一方面，大量的矿井水外 开采过程中带入的煤粒、岩粉等悬浮物，其次还含 排，会对周边环境造成污染，也是对水资源的巨大 有部分离子、少量有机物和大量细菌；这种矿井水 浪费。根据国家发展改革委员会２００６年编制的 多呈灰黑色，混浊度高，水质呈中性，但其总硬度 《矿井水利用专项规划》，目前全国吨煤矿井水涌 和矿化度并不高。处理此类矿井水的关键是去除 水量为２．１５ ｍ ，每年涌水量约４２×１０ ｍ ，利用率 悬浮物和细菌，其中煤粉较难去除。根据悬浮物的 仅为２６％，远低于发达国家矿井水利用率８０％左 特性，对工业用水净化处理常用的方法有混凝、沉 右的指标…。实际上我国许多矿区水资源匮乏，据 淀；其中混凝是水处理工艺中十分重要环节。 资料显示，全国有７０％的矿区面临缺水，其中４０％ １．３高矿化度矿井水 矿区严重缺水。因此，对数量可观的矿井水进行综 高矿化度矿井水中矿化度大多在１ ５００～ 合利用成为解决矿区缺水问题的一条捷径，同时 ４ ０００ ｍｇ／Ｌ，最高达１５ ０００ ｍｇ］Ｌ，高矿化度是地下 还可以实现环境、社会和经济效益的统一。 水与煤炭地层中碳酸盐类及硫酸盐薄层接触，该 １ 矿井水的水质类型、特性及治理特点 类矿物溶解于水的结果，使矿井水中Ｃａｚ＋、Ｍ 、 ＳＯ：、ＨＣＯ 、ＣＯ：等离子增多＿２］。高矿化度矿井水 经过对各地煤矿矿井水监测分析，我国矿井 一般呈中性，因含盐高，硬度相应也高，带苦涩味， 水杂质成分主要为悬浮物和可溶性无机物，没有 或极少含有机物和可溶性有毒物，这为矿井水治 俗称苦咸水。处理高矿化度矿井水时，除了要进行 理和资源化提供了可能的前提条件。从矿井水资 混凝、沉淀等预处理外，其关键步骤是脱盐。脱盐 的方法有很多，如离子交换法、蒸馏法、电渗析法 源化的角度，根据其物理化学性质，可将矿井水划 分为５种类型，即洁净矿井水、含悬浮物矿井水、 和反渗透法等。其中电渗析法是目前处理矿井水 较为成熟也较为经济的一种方法，是我国目前处 高矿化度矿井水、酸性矿井水、含微量元素或放射 性元素矿井水。矿井水治理按不同类型采取不同 理高矿化度矿井水的主要方法。 １．４酸性矿井水 的工艺和方法。 酸性矿井水水质特征为ｐＨ值小于５．５的矿 １．１洁净矿井水 井水，一般为ｐＨ值３～３．５，个别ｐＨ值小于３。当 洁净矿井水多指矿区煤系地层中的奥灰水、 砂岩裂隙水、第四纪冲积层水及老空积水。这种水 开采含硫煤层时，硫被氧化或通过生化作用产生 硫酸，而使水呈酸性；酸性水易溶解煤及其围岩中 质呈中性，低浊度，低矿化度，有毒有害元素含量 ２０１０年第３期 范传辉，等煤矿矿井水综合利用问题分析与对策研究 １ １５ 的金属元素，故铁、锰重金属以及无机盐类增加， 使矿化度、硬度升高。酸性水在我国南方高硫矿区 比较常见。酸ｌ生水容易腐蚀矿井设备与排水管路， 并且危害工人健康。因此，对酸Ｉ生矿井水必须进行 理的专业技术人员，缺乏对矿井水处理站管理人 员，不能更好的了解处理工艺，不能充分发挥效率。 ２．４缺少先进适用的处理技术和技术规范 设计单位没有因水制宜、因地制宜，对矿井水 水质缺乏了解，照搬城市自来水厂的设计参数，导 治理达标后，才能外排或用于一些对水质要求较 低的Ｔ业用水。中和法是处理酸性矿井水的主要 致矿井水处理水量和水质达不到设计要求。矿井 方法，通常采用的中和剂为廉价的石灰（乳）、石灰 石、电石渣等。另外人工湿地处理、微生物处理和 水处理中的自动检测和自动控制技术方面应用开 发较少，处理设备目前多采用地表水厂成熟的设 粉煤灰处理等技术也有研究和应用。 １．５含有害有毒元素或放射性元素矿井水 这类矿井水主要指含氟矿井水、含微量有毒 有害元素矿井水、含放射性元素矿井水或油类矿 井水。含氟矿井水主要来源于含氟较高的地下水 区域或煤与围岩中含有氟矿物萤石ＣａＦ或氟磷 灰石的地区，含氟水主要采用沉淀法和吸附法、铝 盐沉淀法、石灰乳沉淀法、离子交换吸附法和电渗 析法处理。含重金属矿井水主要指含有Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐ． 等元素的矿井水，这些元素浓度符合排放标准，但 超过生活饮用水标准，所以不宜直接饮用。放射性 元素水主要指含有超过生活饮用水标准的Ｕ、Ｒａ 等天然放射性核素及其衰变产物氡Ｒｎ的矿井 水。对低放射性矿井水通常采用混凝沉降净化的 方法［引 ２矿井水综合利用中存在的问题 ２．１认识不足，缺乏统筹规划 虽然矿井水长年的大量排放，但是人们对其 的资源化认识很不够，没有对矿井水水质、水量进 行全面的系统的研究分析，致使矿井水的回收利 用工艺针对性不强，前期的设计过程不够完善，运 行中发现了很多问题，使得处理效果不够理想。另 外，在矿井水开发利用的科研投入上也十分不够， 单靠一些单位分散进行实践探索，成效缓慢。 ２．２缺乏统筹规划和支持 国家对矿井水没有明确将其列为综合开发利 用，单纯地进行排污收费，甚至罚款，打击了矿山 企业回收利用矿井水的积极性。煤矿矿井水综合 利用缺少性的支持和统筹规划成为制约矿井 水综合利用的一个主要原因。 ２．３缺乏管理措施 缺乏对矿区水资源进行统一管理，整体规划， 分质供水。对井下废水和生活污水处理程度、规 模、复用、管网布置等进行规划，尽可能做到水资 源的综合利用，一水多用。矿区缺乏矿井水分类处 备，很少有适合于矿井水质特点的专用水处理设 备。没有国家规范矿井水利用的技术和管理标准， 也缺少对生产过程和产品质量的监督和管理，矿 井水处理利用不规范。 ３矿井水综合利用的对策研究 目前矿井水综合利用方向主要为生产用水和 生活用水。其中生产用水又分为工业用水和农业 用水。生产用水对水质要求不高，一般矿井水经简 单净化处理即可满足要求。由于矿山企业产业链 的延伸，矿井水利用的市场需求不断扩大，利用规 模逐渐增加，矿井水利用成本逐步降低，经济效益 进一步提高。同时，我国以“节水”为核心的水价机 制逐步形成，矿井水的价值不断提高，这为企业大 规模利用矿井水提供了有利的市场环境。因此采 取措施促进矿井水综合利用具有重要意义，其对 策研究主要有几点：①制定相关的和法规，激 励企业自觉处理回用矿井水；②提高领导对综合 利用矿井水重要性的认识。矿井水资源化不仅可 以缓解矿区水资源紧张的矛盾，还具有良好的社 会效益、经济效益和环境效益。③加强对现有净化 厂和污水处理设施的运行管理，确保其处理率、运 行率和运行效果。④依靠科技进步，积极组织科技 攻关，进行综合利用方案设计、论证，寻找各单位最 优的设计方案，大力推广矿井水的综合利用。 ［参考文献］ ［１］陈洪彪，等．矿井疏干水开发利用可行性研究［Ｊ］．煤炭 技术．２００５．２４（６）：１００ ２］袁存忠，陈锦如．水资源与矿井水处理利用ｆＪ】．合肥工 业大学学报（自然科学版），２０００，２３（增刊）：７９９—８０１ ：３］王亚博，徐东耀，陈延苓．煤矿矿井水处理与综合利用 ［Ｊ］．节能，２００６（５）：４９—５０ ［作者简介］ 范传辉（１９８０一），男，江苏徐州人，工程师，毕业于中国 矿业大学环境科学专业，从事水文水资源、水质监测工作。 『收稿日期：２００９—１２－２９］
