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 摘要:分析了煤炭给排水的现状及存在问题,从给水水源选择、井下供水、矿井工业场地的循环冷却用水及煤矿污水处理等方面探讨了煤矿给排水设计存在的问题及改进方向,论述了合理利用矿井排水资源,合理配置给排水及循环水系统,提出煤矿污水处理必须联系实际选择可行性方案。

关键词:煤矿给排水循环冷却水污水处理给排水设计

煤矿给水设计的基本任务是满足矿井建设生产对水量、水压和水质的要求。主要包括矿井工业广场的生产、生活及消防用水;各类工业设备的冷却循环用水;矿井住宅区的生活及消防用水;矿井井下给水。

煤矿排水设计的基本任务是将矿井工业广场及居住区产生的各类生产废水、生活污水及雨水有组织的、符合环境保护要求排入地面水体。

煤矿给排水设计与城市给排水设计相比较有许多相似之处但又有其特殊性。一方面生产生活需要大量用水,另一方面煤矿开采又大大破坏地下水资源。在煤矿建设过程中,怎样才能符合市场经济规律,进行商业化、城市化给排水设计,怎样合理利用水资源,保护地面水环境,是煤矿给排水设计工作者必须重视的问题。本文结合多年从事煤矿设计的实践,对煤矿建设给排水设计存在的若干问题提出自己的看法。

1给水设计

1.1水源的选择

目前大多数矿井工业场地及居住区供水以取水源井地下水为主要供水水源、矿井水净化后回用作为辅助供水水源。

1.1.1存在问题

以上供水方式存在下列问题:

①为保证矿井生产、生活用水,必须建许多水源井,以淮南矿区为例,潘三、谢桥煤矿均建有10多座水源井,这些水源井的泵房及设备投入大,且每座水源井还得征地保护。水源井输水管路较长。另外水源井取水能耗高,以淮南地区为例,一般成井深度超过80m,需要15~22KW的深井泵将地下水提升送至工业场地及居住区水池。

②工业场地及居住区供水设施分散,重复建设较多。特别是工业场地矿井水供水为非饮用水系统与水源井供水系统必须分开设置,连管道亦单独建设。因此,供水系统投资较高。

③矿井水利用率低,水资源浪费严重。

1.1.2解决办法

因此,在进行煤矿给水设计时应解放思想,打破惯用的供水模式,充分利用矿井排水资源,在矿井工业场地建一座集中式的净化水厂,将矿井排水处理为生活饮用水,负责向矿井工业场地和居住区供水。以安徽省两淮地区的矿井排水为例,矿井排水中除悬浮物和细菌外,其余理化及毒理指标都符合生活饮用水的标准。大多数矿井排水经处理后全部回用足以保证矿井工业场地和居住区的生产、生活用水。部分水量充足的矿井满足自己用水外还有富余,净化水厂可在收取一定的水增容费和管网建设费后,向附近居民供水。矿井水净化处理流程如图2所示。

1.1.3采用净化水的优势

采取净化矿井水供水模式的优点主要有:

①充分利用了地下水资源,由于气候条件、地理、地质环境不同,我国水资源的时空分布极不均匀。煤矿建设一方面大量矿井排水污染环境;另一方面由于地下水资源被破坏导致矿区供水严重短缺;矿井水净化回用,大大减少地下水的开采量,避免水资源紧缺矛盾,有利于矿井周围工农业的进一步发展,因而环境和社会效益显著。

②大大减少了煤矿给排水设施重复建设,节省大量建设资金。矿井水充分回用,工业场地的供水管网、给水构筑物及设备单一化,投资大大节省;同时减少了新建水源井、输水管路、道路、征地费用以及若干年后由于煤矿开采引起地表沉降而导致的水源井、输水管路及道路的重建费用;减少了矿井排水的处理费用[2]。

③管理、运行费用降低;

④供水成本降低。

1.2井下供水设计问题探讨

随着采掘工艺的机械化,自动化程度的提高,为满足生产安全和防尘的要求,煤矿井下供水的范围越趋广泛,其主要供水对象归纳起来有:采掘工艺防尘用水、生产用水、消防用水。对于井下各用水点用水设备的用水量及水压要求,在煤矿设计规范中已有规定,本文不再赘述,下面主要就井下消防洒水设计存在的问题作一些探讨。

1.2.1水源选择

目前大多数矿井设计中都将地面生产生活供水水源作为井下供水水源。由地面用管道将水引至井下,采用集中供水方式。其优点为水质可以保证,不需增加管理人员,对于用立井及斜井开发的矿井,井下水压较大,能满足采掘设备以及洒水器的水压要求,一般不需加压。缺点是井筒内管道长,部分矿井垂直向下高达1000m,井底大巷水压过大,使用不安全,特别对井筒深、井巷长者尤甚。其实,井下供水水源还有其他方案可供选择:如利用井下深部底板水源、利用井下排水。

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