浅谈煤矿矿井水处理及管理
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作者: 刘中军
摘要：根据煤矿矿区水资源贫乏及水资源种类的特殊性，进行分析评价，个人认为做好矿区水处理和水管理工作，有助于促进矿区和谐、稳定、持续健康发展。
关键词：矿区 水处理 水管理
1、概述
煤炭是我国的主要能源，在未来相当长的历史时期内，煤炭仍将是我国的主要能源。但在煤炭开采和利用的过程中会带来一系列的环境和生态问题。其中，矿井水就是煤炭工业具有行业特点的污染源，具有量大面广的特点。矿井水是煤炭生产过程中排放出的工业废水，直接排放不仅浪费水资源，而且也造成环境污染。因此做好水资源处理工作十分必要。同样作为矿区来说，管理与利用好水资源，不仅能缓解矿区供水矛盾，还能促进矿区的持续健康发展。
2、矿区水管理系统
矿区水管理系统包括物理要素，它们控制着洁净水喝污水到达、穿过和离开矿区的运动；还包括若干过程中要素。它们在源头控制潜在的水问题，同时维护和验证水管理系统的适当功能。因此必须付出一切努力来避免无控制地排放。按照定义，无控制排放是指超过系统容量(或起因于系统失效)的事件。尽管引入了减轻其影响的设计内容，但无控制排放几乎不言而喻地代表水管理系统的失效。因而它不符合最佳实用原理。
2.1物理要素
矿区水管理具有几种相互联系的物理要素：按矿井运营需要供水；输水；储存水和以流体为载体的废物；通过蒸发或排放到它处来处置水和改善水质。
2.1.1输水
采用水泵、管道和明渠向矿区各处输水。与这些要素有关的水管理问题包括：水泵―排量和可靠性；管道―输送能力和完整性和明渠―输水能力、沿岸及底床侵蚀状况。
2.1.2蓄水
在矿区，对未净化的水、污水和以流体为载体的生产废物的同场存储方式是蓄水池和尾矿库。矿井采坑有时可作为存储洁净水、受污染水和尾矿的合适的替代性场所。与其中每种要素相关的水管理问题包括：
(1)蓄水池的蓄水容量：泄洪能力；溢出的可能性和频率；溢出对下游受纳水体的影响。
(2)尾矿库的存容量：容纳设计降雨事件的能力；溢出的可能性和频率；溢出对下游受纳水体的影响；渗漏及对地下水水质的影响。
(3)露天采坑在矿井关闭时的处理：当用作尾矿库时，需考虑渗漏及对地下水水质的影响。
2.1.3处理
根据矿区水的污染特征和循环利用的目的，矿区水处理常用的3种方式，即泥沙的沉淀池、湿地和化学处理，经过处理后的矿井水能够达到生活饮用水的卫生指标。
(1)泥沙的沉淀池。泥沙沉淀池提供了一种简单的物理处理形式，它的主要作用是分离、去除由混凝池产生的悬浮物絮体，从而降低地表径流中的悬浮固体(滤过性残余)水平。在理想的情况下，泥沙沉淀池的应用应当与土壤侵蚀管理计划相配合，从而在源头上限制土壤侵蚀。在设计时，可以根据泥沙沉淀池的大小和形状，合理确定沉淀池底部泥斗的数量，也可以采用刮泥车，将沉淀池底部的沉淀污泥汇集到泥斗中，最后排入污泥浓缩池中进行相关的浓缩。
(2)湿地。湿地以物理和生物方式处理从中通过的水。可以不同的方式改善水质，包括升高PH值以及去除营养物和重金属。湿地起到泥沙池的作用，通常可“精处理”其他处理过程的废水，如来自地下金属矿井处理过的矿井废水。
(3)化学处理。化学处理是矿井处理作业中的一部分。往往可以改善废水的水质，提高水的利用率。
与这三种处理要素有关的水管理问题包括：一是泥沙沉淀池：停留的时间；容量；截留淤泥的死库容；淤泥去除效率；清淤频率。二是湿地：容量；停留时间；植被类型；去除效率；清淤和植被恢复的频率。三是化学处理：效能；安全性；污染物和化学溢出无的清除。
2.1.4处置
处置矿井多余的水通常有三种途径：
(1)蒸发(从蓄水池、蒸发池、尾矿库、露天采坑蒸发以及泼洒蒸发)。
(2)从蓄水池中“受控排放”
(通过水泵或者阀控排放口)或通过无控制排放(如从蓄水池溢出)泄入地表水。
(3)补给地下水
以下是四种用于处置矿井水和废水的物理要素。与这些要素有关的水管理问题包括：1)蒸发池：容量；容纳设计降雨事件的能力；溢出的可能性和频率；溢出对下游受纳水体的影响；渗漏对地下水质的影响；2)受控排放：排放量；对受纳水体水质的影响；决定排放循环开始和结束的“排放规划”；排放口的侵蚀控制。排放参数(如行政管理要求、环境管理计划、社区期望、环境影响的风险)。3)无控制排放：泄洪能力；溢出的可能性和频率；对受纳水质水体的影响；溢洪道和排放口的侵蚀控制；排放控制。4)地下水补给：对地下水位和水质的影响；对植被的影响。
如果要求矿区把“污”水完全消纳在内部，这种要求从矿井运营的角度看是不太可能的、不实际或者昂贵的，难以做到。应当在考虑到实际环境状况或风险的情况下与当局协商。就地消纳一般意味着蒸发，被认为是唯一实用的“处置”方法，需要采用覆盖面积相当大的昂贵的蓄水池和蒸发池。
2.2过程要素
(1)侵蚀与泥沙控制计划。制定和实施全面的侵蚀与淤泥控制计划，是矿区水管理的一种基本的最佳实用方法。在废石堆和其他扰动区降低侵蚀风险的最有效的方法之一，是切实可执行的前提下尽快对这些地段进行复垦和植被恢复。
(2)地球化腐蚀性废弃物的管理。某些类型的废石和废弃物可与氧气和水发生地球化学反应，产生污染。早期发现和管理这样的物质可以消除或者至少是减轻以后的水质问题。因此，矿区水管理系统的另一个关键要素是地球化学腐蚀性废弃物管理计划。
(3)水文气象监测。在整个矿区水管理系统的各关键点监测水文气象、水质和生物参数，是十分必要的。
3、结语
总之，做好矿区水处理和水管理的工作需要矿区全体成员的共同参与。只有精心设计的定期培训计划，讲解水管理需要、水管理系统本身以及各作业的职责，才能实现这种共同的参与。只要矿职工成员都以主人翁的态度投入工作，我们矿区的水处理工作才能做得更好，才能真正实现降低成本、节能减排的矿井发展需要。
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