王亚博1，徐东耀1，陈延苓2
摘要：本文对煤矿矿井水水质特征、常规处理方法进行了论述，讨论了矿升水综合利用的方向和应遵循的原则；针对现阶段煤矿矿井水处理与综合利用中存在的问题，提出了可行的对策。
关键词：矿井水；水处理；综合利用
中图分类号：TD74；X703文献标识码：B文章编号：1004一7948(2006)05一0049一02
1引言
水资源是人类赖以生存和发展的基础，是社会得以持续发展的保障。我国是个淡水资源贫乏的国家之一，人均拥有水量仅是世界人均水量的四分之一。在全国640个城市中，缺水城市达300多个。其中，严重缺水城市114个，日缺水1600×104t。每年因缺水造成的直接经济损失达2000×104元，全国每年因缺水少产粮食（700～800）×108kg；而另一方面，我国每年排放污水量达360Gt，其中80％污水未经处理，直接排到江河湖海，造成严重的水污染，更加重了水资源短缺。因此，在日常的生产、生活中注意对水资源的合理开发和利用、提高水资源的利用效率及污水资源化具有重要的现实意义。
我国是一个煤炭生产大国，煤炭开采方式以井工开采为主，约占煤炭总产量的94％。井工采煤的同时，为了确保煤矿井下安全生产，必须排放大量矿井涌水。矿井水一方面是地质灾害，严重威胁着矿井安全生产；另一方面，大量的矿井水外排，不仅会对周边环境造成污染，同时更是对水资源的巨大浪费。目前，全国煤矿每年外排矿井水约22×104t，但利用率却不足20%，远低于发达国家矿井水利用率80％左右的指标。实际上我国许多矿区水资源匾乏，据资料显示，全国有70％的矿区面临缺水，其中40％矿区严重缺水。因此，对数量可观的矿井水进行处理并综合利用成为解决矿区缺水问题的一条捷径，同时还可以实现环境、社会和经济效益的统一。
2矿井水水质分析与处理
矿井水是由于采矿活动造成邻域水文地质系统与水文地质单元隔水构造的破坏，从而改变了地下水及地表水径流方向和途径，最终在采动场所聚集，并在聚集过程中，因流经采煤工作面和巷道，水中掺入了岩粉、煤粉和其他有机物而被污染。根据矿井水水质特点，可将矿井水划分为以下5种类型。
2.1洁净矿升水
洁净矿井水大多来源于矿区煤系地层中的奥灰水，pH值一般呈中性，低矿化度，不含有毒有害离子，各项理化指标符合国家饮用水卫生标准或渔业水质标准。如果能保证其在排出过程中不混入其他矿井水，可直接作为生产生活用水，或经过简单的消毒处理作为饮用水。对此类矿井水要注意在其源头处进行妥善截流，单独布置排水管路，避免与其他矿井水混排。
2.2含一般悬浮物矿井水
该类矿井水的水质呈中性、矿化度小于1000mg/L、金属离子微量或未检出、基本上不含有毒有害离子、主要污染物为粒径大小不等的悬浮物（主要为煤粉和岩尘）。目前对这类矿井水的处理已经有比较成熟的经验，一般采用常规的混凝、沉淀、过滤、消毒工艺，即可满足生活饮用水要求。该类水处理的关键是自动投药系统的开发应用和选择合适的混凝剂，以节省药剂，简化工艺，提高出水水质，更加经济地实现矿井水资源化。
2.3高矿化度矿井水
高矿化度矿井水也称含盐矿井水，主要含有SO、Cl－、Ca2+、Mgt+、K+、Na+、HCO等离子，可溶性固体总含量大于1000mg/L，水质多数呈中性和偏碱性，且带苦涩味，因此也称苦咸水。此类水主要因含盐量高而不宜饮用。处理高矿化度矿井水时，除了要进行混凝、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，是我国目前处理高矿化度矿井水的主要方法。
2.4酸性矿井水
酸性矿井水是因开采煤层或围岩中含有硫化物（主要是FeS2），在与水和氧气接触后，经氧化分解成游离酸，当煤中所含的碳酸盐和其他碱性物质不足以中和时，矿井水即呈酸性。这类矿井水pH值较低，一般在2～5之间，水中Fe2+、SO的浓度很高。酸性水可使煤和岩石中的金属元素溶出，重金属含量增加，游离酸还可以与部分碳酸盐矿物反应，因此水的硬度和矿化度也偏高。中和法是处理酸性矿井水的主要方法，通常采用的中和剂为廉价的石灰（乳）、石灰石、电石渣等。根据工艺流程的不同，可分直接投加石灰石法、石灰石中和滚筒法、升流式变滤速膨胀滤池法。另外人工湿地处理、微生物处理和粉煤灰处理等技术也有研究和应用。
2.5其他矿井水
其他矿井水是指含有特殊污染物的一类矿井水，如含氟矿井水、含铁及重金属离子的矿井水、含油矿井水及含放射性物质的矿井水。目前这类矿井水发现量还不多。此类矿井水根据所含污染物的不同，分别有与其相对应的处理方法。如含氟矿井水可采用离子交换法、吸附、膜处理（电渗析、反渗透）等方法处理；含油矿井水可采用气浮法处理。这类矿井水在作为饮用水水源来考虑时，现在的处理技术能否适用还需要深入研究。
3矿井水综合利用
3.1综合利用方向
目前矿井水综合利用方向主要有两个，即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。矿井水作为生产用水时，主要考虑以下几方面用水：井下灌浆、消防、采掘机械等用水；矿区绿化、道路洒水；锅炉补充水；矿区建筑中水；洗煤厂补充水和热电厂循环冷却用水；施工用水；农田灌溉用水。
3.2综合利用原则
我国煤矿多数分布在干旱和半干旱地区，水资源相当缺乏，约2邝的煤矿缺水或严重缺水，生产生活用水紧张。为更好、更有效地实现矿井水综合利用，需要遵循一些原则。首先，各矿矿井水的水质和排放情况差异较大，各矿应该结合实际情况，因矿制宜，因水制宜，选择适用技术对其进行处理；其次，优先保证矿区内用水，尤其要优先考虑井下用水。要根据先井下后井上，先矿内后矿外的原则对矿井水处理并利用；第三，要充分发挥矿区内已有的水利设施的潜能，避免重复投资，重复建设。各矿井服务年限不同，但对水资源都有大量的需求。矿区浅层水水源不足，污染严重；深层水水源充足，但不宜抽取。因此，各矿区要根据尽可能少投资、长期受益的原则建立适当的矿井水处理设施。
4存在的问题及对策
自矿井水资源化利用被人们认识以来，煤矿矿井水处理和综合利用取得了显著成绩，但也存在以下几方面的问题：(1)矿井水资源化利用的推广力度不够；(2)矿井水净化站在设计或建设初期，没有根据水质、水量的变化特点合理设计处理工艺，导致投资大，处理成本上升；(3)矿井水与工业废水、生活污水混排，增加了矿井水综合利用的难度。
针对上述问题，在今后的工作中做好以下几点是非常必要的：①制定相关的政策和法规，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。加强对新建项目的管理，新建项目要严格执行“三同时”制度，使矿井水的处理和回用工程同主体工程一并解决；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。
5结束语
在水资源日益缺乏的今天，矿井水的综合利用具有极为重要的现实意义。矿井水经处理后回用，既提高了水资源利用效率，又减轻了矿区环境污染的压力，有利于实现矿区的可持续发展。
参考文献
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