矿井水资源利用的创新实践
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创新应用超磁技术，在协庄矿 － 300 m 水平建 成井下矿井水处理厂，并推广应用到新巨龙公司煤 矿、赵官能源矿等。引进磁粉配重絮凝和高梯度磁 过滤、冶金行业水处理等技术，结合煤炭行业特点开 发出超磁分离机以及磁粉回收系统，形成了一套具 有自主知识产权的“稀土磁盘分离”净化废水设备， 简称超磁净化技术，该技术具有良好的推广应用前 景，已在新汶矿业集团公司的 3 个矿得到应用。该 技术具有以下特点： ①技术成熟稳定。整体设备连 续运行服务寿命可以超过 20 a。②分离时间短。采 用磁分离技术，能快速捕捉到微磁性絮团，整个分离 过程需 3 ～ 5 s。③水处理药剂用量少。磁分离依靠 强磁力进行吸附分离，仅需微凝絮团即可，加药量仅 为常规水处理的 1 /3 ～ 1 /2，节省药剂费用。④设备 占地少，处理量大。日处理能力 5 000 m3 的超磁分 离机占地 10 m2 ，其单台设备最大日处理能力可达 24 000 m3 。 2. 2 理念创新 2. 2. 1 井下建设水处理厂
2 矿井水资源利用创新
2. 1 技术创新 2. 1. 1 水源热泵技术
（ 1） 把矿井水作为低热值热源，采用水源热泵 冬季代替 锅 炉 用 于 供 暖，夏 季 代 替 空 调 用 于 制 冷。 该技术已推广应用到孙村矿、协庄矿、新巨龙公司煤Leabharlann ·89·2012 年第 6 期
中州煤炭
总第 198 期
矿等 7 个矿井，节约标准煤 1. 4 万 t / a，CO 减排量 23. 5 万 t / a，SO2 减排量 257 t / a。
（ 2） 经过深加工处理后，用作生活用水。加大 矿井水深加工力度，通过采取沉淀、过滤、反渗透工 艺，建成了 6 条纯净水生产线，生产能力为 110 万 m3 / a，部分灌装成瓶装水进入市场销售。孙村矿在 井下建成了矿井水处理成饮用水装置，经处理后的 矿井水可达到直接饮用标准。
（ 3） 积极销往外部市场。矿井水经过处理后， 煤矿除了自用以外，还积极销往外部市场，万祥矿业 将处理后的矿井水销售给莱钢集团 700 多万 m3 / a， 华泰矿业销售给莱芜南电厂 160 万 m3 / a，年收入超 过千万元，获得了较好的经济效益。与此同时，因为 处理后的矿井水水价低于钢厂和电厂的外购新鲜水 价格，不仅降低了生产成本，且保护了水资源环境， 实现了多赢。
1 矿井水资源利用概况
目前，新汶矿业集团山东省内 13 对矿井年总排 水量 5 488 万 m3 ，回收利用 4 120 万 m3 ，矿井水利用 率达 75% 。井上建有矿井水处理厂 10 座，主要采 用反渗透、混凝沉淀、斜板沉淀等工艺，矿井水设计 处理能力 3 400 万 m3 / a。井下建有矿井水处理厂 6 座，采用的技术主要有絮凝沉淀、超磁分离净化与全 向流分离等，矿井水设计处理能力 3 150 万 m3 / a。
2012 年第 6 期
中州煤炭
总第 198 期
矿井水资源利用的创新实践
刘 佳1 ，刘凤琴2 ，刘 君2 ，聂 飞2
（ 1． 新汶矿业集团有限责任公司，山东 泰安 271221； 2． 新汶矿业集团有限责任公司 协庄煤矿，山东 泰安 271221）
摘要： 未经处理的矿井水直接外排，不仅造成大量地下水资源流失，而且会导致地面塌陷、水质恶化等环境问
（ 3） 把矿井水作为散热介质，采用水源热泵技 术，把高温矿井掘进面热量释放到矿井水带走，使工 作面局部降温。新巨龙公司原采用冰冷辐射降温技 术，把冰水长距离输送到掘进面后降温效果差，而且 投入大，成本高。采用了水源热泵技术后，相当于在 掘进工作面安装了空调，给工人提供了较好的工作 环境，解决了实际困难。 2. 1. 2 超磁净化技术
（ 2） 把矿井水作为吸热介质，通过在井口安装 喷淋设施从矿井乏风中吸收热量，增加矿井水中的 热量，然后采用水源热泵技术，用于冬季供暖和夏季 制冷。孙村矿研发此项技术，既解决了矿井水热量 不足的难题，又净化了矿井乏风，减少了对大气的污 染。该技术 获 得 了 国 家 使 用 新 型 专 利 证 书，“矿 井 水综合利用乏风热能回收技术应用研究”获山东省 科技进步三等奖。
（ 1） 将矿井水应用于生产。新汶矿业集团始建
收稿日期： 2012 － 03 － 27 作者简介： 刘 佳（ 1983—） ，男，山东新泰人，助理工程师，2005 年 毕业于三峡大学，现从事煤矿主要大型设备技术管理与节能、循环经 济及综合利用管理工作。
于 1956 年，是一家以国有资产为主体、多种所有制 并存，以煤 为 主、多 种 产 业 共 同 发 展 的 大 型 企 业 集 团。随着集团公司的不断发展，洗煤、电力、造纸、制 砖等项目规模不断扩大，需水量很大。将矿井水作 为这些项目的首选水源，根据不同的水质和用途，对 山东省内的 13 对生产矿井产生的矿井水采用不同 工艺进行合理处理，满足了项目发展的要求。这样， 既节约了水资源，又降低了项目生产成本，减少了污 水排放量。此外，还用于洗浴、绿化、卫生保洁、煤场 降尘等，井下主要用于防尘。
文章编号： 1003 － 0506（ 2012） 06 － 0089 － 02
伴随着矿井向深部开采，煤矿井下大量矿井水 涌出，严重影响煤矿企业的安全生产。而矿井水是 一类多元相的混合物，主要来源于地下水，包括地面 渗透水和岩体裂隙水等，成分主要包含有机污染物 和多种有毒、有害物质，如汞、镉、铬、砷、铅、硫等，这 些物质如果超过一定限度，就会造成严重污染。长 期以来，煤炭行业由于认知不足和受技术条件所限， 矿井水只被当作水害加以预防和治理。如果把矿井 水直接提至地面外排，不仅大大增加吨煤成本，而且 还可能导致地面塌陷、地下水资源流失、水质恶化等 环境问题［1］。 新 汶 矿 业 集 团 在 确 保 生 产 安 全 的 前 提下，通过采用矿井水涌水量控制、水净化处理、余 热利用、提纯饮用等资源化利用，变废为宝，合理组 织建设矿井水处理复用工程，提高了水资源综合利 用率，取得 了 较 好 的 经 济 效 益、社 会 效 益 和 环 境 效 益。
题。阐述了新汶矿业集团矿井水从净化处理应用到达标排放全过程的综合利用情况，总结了矿井水利用方
面的创新突破，分析了矿井水综合利用的经济效益、社会效益和环境效益，为解决涌水量大的煤矿企业排水
难、环境污染严重等问题提供借鉴。
关键词： 矿井水； 资源化； 综合利用； 煤矿
中图分类号： X703
文献标志码： B
2 矿井水资源利用创新
2. 1 技术创新 2. 1. 1 水源热泵技术
（ 1） 把矿井水作为低热值热源，采用水源热泵 冬季代替 锅 炉 用 于 供 暖，夏 季 代 替 空 调 用 于 制 冷。 该技术已推广应用到孙村矿、协庄矿、新巨龙公司煤Leabharlann ·89·2012 年第 6 期
中州煤炭
总第 198 期
矿等 7 个矿井，节约标准煤 1. 4 万 t / a，CO 减排量 23. 5 万 t / a，SO2 减排量 257 t / a。
（ 2） 经过深加工处理后，用作生活用水。加大 矿井水深加工力度，通过采取沉淀、过滤、反渗透工 艺，建成了 6 条纯净水生产线，生产能力为 110 万 m3 / a，部分灌装成瓶装水进入市场销售。孙村矿在 井下建成了矿井水处理成饮用水装置，经处理后的 矿井水可达到直接饮用标准。
（ 3） 积极销往外部市场。矿井水经过处理后， 煤矿除了自用以外，还积极销往外部市场，万祥矿业 将处理后的矿井水销售给莱钢集团 700 多万 m3 / a， 华泰矿业销售给莱芜南电厂 160 万 m3 / a，年收入超 过千万元，获得了较好的经济效益。与此同时，因为 处理后的矿井水水价低于钢厂和电厂的外购新鲜水 价格，不仅降低了生产成本，且保护了水资源环境， 实现了多赢。
1 矿井水资源利用概况
目前，新汶矿业集团山东省内 13 对矿井年总排 水量 5 488 万 m3 ，回收利用 4 120 万 m3 ，矿井水利用 率达 75% 。井上建有矿井水处理厂 10 座，主要采 用反渗透、混凝沉淀、斜板沉淀等工艺，矿井水设计 处理能力 3 400 万 m3 / a。井下建有矿井水处理厂 6 座，采用的技术主要有絮凝沉淀、超磁分离净化与全 向流分离等，矿井水设计处理能力 3 150 万 m3 / a。
2012 年第 6 期
中州煤炭
总第 198 期
矿井水资源利用的创新实践
刘 佳1 ，刘凤琴2 ，刘 君2 ，聂 飞2
（ 1． 新汶矿业集团有限责任公司，山东 泰安 271221； 2． 新汶矿业集团有限责任公司 协庄煤矿，山东 泰安 271221）
摘要： 未经处理的矿井水直接外排，不仅造成大量地下水资源流失，而且会导致地面塌陷、水质恶化等环境问
（ 3） 把矿井水作为散热介质，采用水源热泵技 术，把高温矿井掘进面热量释放到矿井水带走，使工 作面局部降温。新巨龙公司原采用冰冷辐射降温技 术，把冰水长距离输送到掘进面后降温效果差，而且 投入大，成本高。采用了水源热泵技术后，相当于在 掘进工作面安装了空调，给工人提供了较好的工作 环境，解决了实际困难。 2. 1. 2 超磁净化技术
（ 2） 把矿井水作为吸热介质，通过在井口安装 喷淋设施从矿井乏风中吸收热量，增加矿井水中的 热量，然后采用水源热泵技术，用于冬季供暖和夏季 制冷。孙村矿研发此项技术，既解决了矿井水热量 不足的难题，又净化了矿井乏风，减少了对大气的污 染。该技术 获 得 了 国 家 使 用 新 型 专 利 证 书，“矿 井 水综合利用乏风热能回收技术应用研究”获山东省 科技进步三等奖。
（ 1） 将矿井水应用于生产。新汶矿业集团始建
收稿日期： 2012 － 03 － 27 作者简介： 刘 佳（ 1983—） ，男，山东新泰人，助理工程师，2005 年 毕业于三峡大学，现从事煤矿主要大型设备技术管理与节能、循环经 济及综合利用管理工作。
于 1956 年，是一家以国有资产为主体、多种所有制 并存，以煤 为 主、多 种 产 业 共 同 发 展 的 大 型 企 业 集 团。随着集团公司的不断发展，洗煤、电力、造纸、制 砖等项目规模不断扩大，需水量很大。将矿井水作 为这些项目的首选水源，根据不同的水质和用途，对 山东省内的 13 对生产矿井产生的矿井水采用不同 工艺进行合理处理，满足了项目发展的要求。这样， 既节约了水资源，又降低了项目生产成本，减少了污 水排放量。此外，还用于洗浴、绿化、卫生保洁、煤场 降尘等，井下主要用于防尘。
文章编号： 1003 － 0506（ 2012） 06 － 0089 － 02
伴随着矿井向深部开采，煤矿井下大量矿井水 涌出，严重影响煤矿企业的安全生产。而矿井水是 一类多元相的混合物，主要来源于地下水，包括地面 渗透水和岩体裂隙水等，成分主要包含有机污染物 和多种有毒、有害物质，如汞、镉、铬、砷、铅、硫等，这 些物质如果超过一定限度，就会造成严重污染。长 期以来，煤炭行业由于认知不足和受技术条件所限， 矿井水只被当作水害加以预防和治理。如果把矿井 水直接提至地面外排，不仅大大增加吨煤成本，而且 还可能导致地面塌陷、地下水资源流失、水质恶化等 环境问题［1］。 新 汶 矿 业 集 团 在 确 保 生 产 安 全 的 前 提下，通过采用矿井水涌水量控制、水净化处理、余 热利用、提纯饮用等资源化利用，变废为宝，合理组 织建设矿井水处理复用工程，提高了水资源综合利 用率，取得 了 较 好 的 经 济 效 益、社 会 效 益 和 环 境 效 益。
题。阐述了新汶矿业集团矿井水从净化处理应用到达标排放全过程的综合利用情况，总结了矿井水利用方
面的创新突破，分析了矿井水综合利用的经济效益、社会效益和环境效益，为解决涌水量大的煤矿企业排水
难、环境污染严重等问题提供借鉴。
关键词： 矿井水； 资源化； 综合利用； 煤矿
中图分类号： X703
文献标志码： B