雷曉崢

（太原煤氣化集團(tuán)公司蒲縣華勝煤業(yè)有限公司 山西太原 041206）

水是生命之源，但我國(guó)水資源缺乏，人均占有量?jī)H為世界人均水平的1/4，且分布不均。同時(shí)我國(guó)也是一個(gè)煤炭生產(chǎn)大國(guó)，煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)能源供應(yīng)的重要依靠，在當(dāng)今以及今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，以煤炭為主的能源生產(chǎn)和消費(fèi)的格局不會(huì)發(fā)生大的改變。煤炭資源的開(kāi)采目前在我國(guó)主要以井工開(kāi)采為主，在井下作業(yè)時(shí)，由于頻繁地掘進(jìn)活動(dòng)會(huì)不斷地接觸地層內(nèi)的含水層，這些被引出的地下水，一般情況下作為廢水排出礦外，但在特殊條件下，會(huì)因其突發(fā)的勢(shì)頭而對(duì)礦井作業(yè)及工人的人身安全構(gòu)成威脅。就我國(guó)煤礦區(qū)的水資源分布情況來(lái)說(shuō)，全國(guó)70%的煤礦缺水，40%的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，總體來(lái)看我國(guó)的富煤區(qū)同時(shí)也是貧水區(qū)，對(duì)煤礦井水的合理開(kāi)發(fā)與利用對(duì)保護(hù)我國(guó)水資源有著重大的戰(zhàn)略意義[1]。但是目前我國(guó)礦井水的開(kāi)發(fā)利用還主要停留在簡(jiǎn)單地沉淀后再用于其他方面，其利用率不足30%，絕大部分的礦井水并未經(jīng)任何處理就直接排放到環(huán)境中，不僅對(duì)水資源造成極大的浪費(fèi)也為環(huán)境帶來(lái)了一定程度的污染，因此對(duì)煤礦井水的有效開(kāi)發(fā)和利用具有深遠(yuǎn)的意義。

1 礦井水的類型及治理方法

礦井水一般會(huì)由于受到開(kāi)采過(guò)程或運(yùn)輸途中所散落的巖粉和粉煤灰污染，按照污染物的理化性質(zhì)，將礦井水分為5大類型，分別為潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、含特殊污染物礦井水、高礦化度礦井水及酸性礦井水。

1.1 潔凈礦井水

其水質(zhì)較好，pH呈中性，一般不含有毒有害離子，基本上符合生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，常采用井下清潔分流的方式，從專設(shè)管道中引出。潔凈礦井水多數(shù)存在于太原組及茅口組灰?guī)r中。處理此類礦井水相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，一般采用過(guò)濾和消毒的方法即可。

1.2 含懸浮物礦井水

此類礦井水在我國(guó)北方的各大國(guó)有煤礦中比較常見(jiàn)。pH呈中性，硬度和礦化度都不是很高，一般含有較多煤炭開(kāi)采過(guò)程中散落的巖粉和煤粒，因而混濁度高，多呈灰黑色，此外還有部分有機(jī)物及細(xì)菌。由此可知處理該類礦井水的關(guān)鍵是去除其中的細(xì)菌及懸浮雜質(zhì)，常用的處理工藝有沉淀和混凝。

1.3 含特殊污染物礦井水

此類礦井水一般高濁、高污染，pH偏低。主要含有一些有毒有害重金屬元素、有機(jī)污染物（鉻、鎘、砷、鉛等）、放射性元素以及煤焦油、腐殖質(zhì)等，其排放量不大，但如果不做處理會(huì)對(duì)水系造成嚴(yán)重的污染。治理含有特殊污染物的井水首要步驟就是要去除水中的懸浮物，然后對(duì)于不同類型的污染物要經(jīng)過(guò)針對(duì)性的科學(xué)試驗(yàn)，選取合理的水處理技術(shù)，如對(duì)于水質(zhì)中含有較多氟元素的，可采用活性氧化鋁吸附法進(jìn)行處理；鐵錳含量多的水質(zhì)可采用曝氣充氧、沉淀、吸附、混凝及離子交換等技術(shù)進(jìn)行去除；含有放射性元素的礦井水一般是由于煤層中的放射性物質(zhì)滲入地下水層而形成的，此類含放射性物質(zhì)煤礦的開(kāi)采在我國(guó)受到非常嚴(yán)格的限制，因此含放射物的礦井水的治理現(xiàn)階段談?wù)撨€有些為時(shí)過(guò)早。

1.4 高礦化度礦井水

該類礦井水是礦物質(zhì)溶解于水形成的，pH呈中性或偏堿性，硬度高，俗稱苦咸水。一般是地下水與煤炭層中的硫酸及碳酸鹽薄層接觸的結(jié)果，通常含有較多的鈣離子、鎂離子、碳酸根離子及硫酸根離子[2]。高礦化度礦井水的治理方法一般分兩步進(jìn)行：首先是去懸浮物，可采用混凝、沉淀等技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理；然后是關(guān)鍵的技術(shù)是脫鹽，一般的脫鹽方法有電滲析法、離子交換法、蒸餾法及反滲透法等，在我國(guó)煤礦基本都利用電滲析技術(shù)對(duì)高礦化度礦井水進(jìn)行處理[3]，其操作流程簡(jiǎn)單，投資省，效果好，但能耗和處理費(fèi)用高，且對(duì)原水的預(yù)處理要求較高。

1.5 酸性礦井水

此類礦井水的主要特征為pH＜5.5，個(gè)別井水甚至低于3，一般情況下也會(huì)伴隨著鐵、錳等重金屬及無(wú)機(jī)鹽類含量的增加，因此水質(zhì)礦化度和硬度都較高，主要分布于我國(guó)南方的高硫礦區(qū)，會(huì)危害礦井設(shè)備和排水管道。酸性礦井水的治理方法主要是中和法，即采用石灰石和電石渣等廉價(jià)的物質(zhì)作為中和劑，此外為了同時(shí)去除水質(zhì)中含有的重金屬物及無(wú)機(jī)鹽還要增設(shè)曝氣和沉淀等處理工藝流程。

2 礦井水的資源化

不同污染程度的礦井水經(jīng)特定的工藝進(jìn)行處理后便可成為再生的可利用水資源，應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ睿r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中。潔凈礦井水經(jīng)簡(jiǎn)單處理和消毒后即可開(kāi)發(fā)成為礦區(qū)人們的生活飲用水，緩解我國(guó)礦區(qū)缺水的現(xiàn)狀，有的礦井水中還含有多種對(duì)人體有益的微量元素，可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)為礦泉水從而帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益；含懸浮物的礦井水經(jīng)沉淀、過(guò)濾及消毒等工藝處理后也可作為生活飲用水，或是用于礦井區(qū)的工業(yè)用水；含特殊污染物的礦井水處理工藝復(fù)雜，成本高，處理后很難達(dá)到生活用水及工業(yè)用水的標(biāo)準(zhǔn)，因此只要求達(dá)標(biāo)排放或用作農(nóng)田澆灌；高礦化度礦井水經(jīng)脫鹽處理后一般不能作為生活飲用水，只可用做工業(yè)用水；酸性礦井水因其成分較復(fù)雜，雖可經(jīng)處理用作生活用水，但成本較高，因此一般也只用作工業(yè)用水或達(dá)標(biāo)后排放到農(nóng)田做灌溉之用，還可以作為礦區(qū)的除塵及防塵用水。

[1]張忠善.煤礦礦井水利用的必要性[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2011,18:32-35.

[2]何緒文,宋志偉,王殿芳,等.反滲透技術(shù)在煤礦苦咸水處理中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,31(6):618-621.

[3]李福勤.高礦化度高鐵錳礦井水回用處理工藝研究[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,35(5):637-640.