煤矿给排水设计若干问题的探讨

煤矿给排水设计若干问题的探讨
摘要：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。

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。

关键词：煤矿；给排水；设计；问题；分析
引言：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
一是为保证矿井生产、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。

二是工业场地及居住区供水设施分散，重复建设较多。

凡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。

三是矿井水利用率低，水资源浪费严重。

解决办法：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，向四周居民供水。

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：首先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，有利于矿井四周
工农业生产的进一步发展，因而环境和社会效益显著。

其次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。

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
做一些探讨。

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，不需增加治理人员，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1 000m，井底大巷水压过大，使用不安全，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。

井下防尘洒水及其自动化问题：井下防尘洒水主要为消除岩尘及煤尘，尽量
使井下风流中的岩尘浓度控制在2mg/m3以下，煤尘浓度控制在10mg/m3以下，保证煤矿生产安全及工人身体健康。

但实际情况是许多矿井井下煤尘浓度超标，
而防尘洒水设备却闲置不用，分析其原因，有生产治理与思想认识不足，不够重
视的问题，亦有设计上存在着洒水器不能自动工作和治理不便的问题。

由于井下
运输中煤流不均匀，尤其是装车点或罐笼都是间歇工作的，洒水器时开时停，人
工操作不方便也不及时。

无煤时也洒水，导致水到处漫流或影响皮带运行等。

结
果是工人干脆不开洒水器。

2.煤矿排水设计存在问题
2.1煤矿生活污水处理设施重复建设现象普遍
目前部分煤矿矿井工业场地和居住区各建一座污水处理厂，这样两处征地，
重复建设，投资大大增加，运行能耗高，管理费用高，技术力量分散，吨水处理
成本高。

一般来说，矿井工业场地和居住区相距不是很远，合建一座污水处理厂
更合理，考虑从居住区向工业场地排水，管道埋设太深，可在中间设置污水提升
泵站，或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。

采取合建方式，
不但可节省投资，更主要可大大降低运行成本。

2.2污水处理设计参数选择不合理
进行煤矿生活污水处理厂设计时，对污水中污染物指标BOD5、CODCr、SS取值，不是按实测，也不是用类比，而是套用城市生活污水污染物指标为设计依据，以BOD5为例，城市生活污水为200mg/L，而实际煤矿BOD5值一般只有70～
80mg/L。

山西古交矿区的许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水，
效果很好。

此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水，同时投资省，操
作维护也比活性污泥法简单。

它的原理是利用固体滤料表面所形成的生物膜净化
废水。

可利用的滤料是多种多样的，如炉渣、玻璃钢或塑料蜂窝状材料、半软性
纤维球等。

因此，在进行煤矿污水设计时，一定要分析进水污染物指标，选择适
用性强、耐冲击负荷高的污水处理方案，提交环境保护部门专家组审查后确定最
终处理工艺。

总结：总之，煤矿建设的水资源化，煤矿给水系统，循环水系统的合理配置，煤矿污水治理与环境保护等问题，值得煤矿给排水设计工作者深入研究与探讨。

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