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摘要：该文对朝川矿矿井排水的资源化利用状况进行了具体的研究，具有一定借鉴意义，以供同行探讨。
关键词：朝川矿 水资源 利用
0 引言
从空间角度，矿井水净化处理工程主要分为两类：地面处理工程和井下处理工程。地面处理工程的优点是集中统一处理，水质相对稳定，能适应大规模处理的需要。缺点是对矿井各处产生的矿井水不能做到“优水优用，劣水劣用”；中心水仓因淤积需定期清理，中心泵房负荷重，水泵因腐蚀或堵塞而寿命缩短，管道因井下长距离输送需承受较大的压力，在处理成本中，动力费用占很大比例。井下处理工程的优点是分散处理，工艺灵活多样，可以做到水质分级使用，动力消耗低，初期基建投资低，设备寿命相对较长，适合小规模处理的需要。缺点是水质不稳定，常引起处理效果的恶化，管理费用高，因分散需建设多套输水管路和处理设施。
1 朝川矿区矿井水水质和水量
矿区内太原组灰岩和寒武系灰岩岩溶水水质良好，没有人为污染或污染轻微，作为生活供水水源是没问题的。矿井排水来源途径较多，不仅包括煤层顶板砂岩裂隙水、煤层底板石炭系薄层灰岩和寒武系灰岩岩溶水，也有少量采空区积水。各种水源在井下与岩石、煤层、煤矸石接触过程中，将煤系地层的硫化物等成分溶解至地下水中，而且井下采煤生产和人为活动也会造成矿井水污染，由此导致矿井排水中硫酸盐、氯化物、悬浮物、溶解性总固体、卫生学指标、感官性指标等达不到生活用水要求，因此，必须经处理后才能被利用。
朝川矿区矿井水感官性状较差，浊度（悬浮物）、细菌总数和大肠杆菌数普遍超标，一般化学指标符合现行饮用水水质标准，基本上不含有毒有害成份，含有少量的油类有机污染物，水质符合含一般悬浮物矿井水的特征。悬浮物SS通常小于400mg/L，COD通常小于70mg/L，毒理学和放射性指标完全符合饮用水要求。经过不同深度的处理，可以用于农业灌溉、工业用水和生活用水。①经过初次沉池的沉淀，可满足农业灌溉的要求（GB5094-92）；②经过“混凝+沉淀+过滤”，能达到工业（主要是电厂）用水的要求；③经过“消毒”等处理工艺，可以达到生活饮用水的水质要求。国内有成熟的水质处理技术，矿井水资源化利用在技术和水质两方面都具备条件。
在朝川矿区的三对矿井中，一井排水量最大，二井矿井排水主要来源于煤层顶板砂岩水，排水量在40～60m3/h，三井依托一井疏水降压，排水量很小。图1是一井2000～2009年矿井排水量，2000年二水平开始疏放水时，排水量超过1800m3/h，此后水量略呈下降趋势，最近几年稳定在800～1000m3/h。一井井下建有清水泵房和专用排水管路，排至地面后经过沉淀和消毒处理后，用于厂区及焦化厂生活用水，利用量仅60m3/h，其余则外排。可以被利用的矿井排水量在95%保证率条件下，可以达到700m3/h。目前，焦化厂利用量为400m3/h，在95%保证率条件下，剩余矿井排水资源量为300m3/h。随着-390水平疏水降压工程的实施，矿井排水量还将会增加。
2 矿井排水的利用
长期以来一井井下正常涌水量一直保持在800-1000m3/h，有保证的排水资源量为800m3/h，矿井水利用率不足20％，矿井水的大量外排，不但造成水资源的浪费，同时不利于环境。为提高矿井排水利用水平，结合朝川一井疏放水工程，将矿井的“疏水降压”和“矿井排水的资源化利用”结合在一起，在井下实施了矿井水分类外排，实现了优水优用，并结合朝川焦化厂建设，使矿井排水能直接被工业生产利用。实现途径是：
2.1 将来自-250水平泄水钻孔的洁净岩溶水通过专用管道送至-250排水系统中的清水仓，经清水泵房及清水管路抽至地面，经过水处理厂简单处理后，供矿区居民生活使用，这部分水量在160m3/h左右，占矿井排水量的20%左右。
2.2 把混有煤岩粉的普通矿井水通过-250排水泵房及-10排水泵房排至地面一井和二井地面静压水池，作为煤矿生产用水，供一井、二井地面和井下洒水降尘使用，这部分利用量为160m3/h，剩余400m3/h矿井正常排水则通过管道排至地面焦化公司水处理厂，经净化处理供洗煤、焦化、化产、发电等生产使用。
2.3 剩余80-280m3/h的矿井排水排放至朝川河中，部分被农田灌溉使用。
在目前朝川矿800m3/h有保证的矿井排水中，生活用水、矿井生产用水和焦化厂生产用水直接利用量达到720m3/h，直接利用率达到90%，外排水量80-300m3/h。
朝川焦化有限公司是由平顶山煤业天安股份有限公司朝川矿、多家参股的股份有限公司共同出资组成的有限责任公司，现有员工1200人，是一座炼焦为龙头、集炼焦、煤化工、炼焦、洗煤和发电于一体的煤加工基地，年生产能力为：精煤60万吨、焦炭60万吨、焦油27500吨、粗苯7400吨、硫铵8000吨、发电10000万瓩时，目前180万吨洗煤项目正在建设。朝川矿和焦化厂的融合，创造了从采煤到选煤、炼焦、化产回收、煤气发电的循环经济发展模式。朝川矿区的矿井排水也在这一循环经济体系中，得到了资源化利用。
焦化公司生产系统组成见图3，用水量需求见表1。由朝川矿一井排出的矿井水，部分由管道收集至净水厂初沉池，经过初步沉淀后通过泵加压送至一元化净水器中，废水经反应池、沉淀池和过滤池处理后，得到的清水流入两座2000m3中，再由生产泵送至厂区综合水泵房后，分配至各工段供生产用水。电厂锅炉用水还需要经过反渗透处理后，才能使用。处理过程中产生的反冲洗等废水流入污泥池中，送入洗煤厂作为洗煤补充水用。矿井水处理工艺流程见图4。
3 结论
3.1 在深部岩溶含水层富水性连通性变差、水压高和不利于疏水降压的水文地质条件下，对朝川矿-250水平煤层底板岩溶水成功进行了疏放，深部实现了不带压或安全带压开采，将朝川矿疏水降压技术提升到一个更高水平。
3.2 在研究手段上，除采用水文地质调查、水质分析、钻探、水文物探等常规地质方法外，还采用了稳定同位素、示踪连通试验等国内外先进的技术方法。
3.3 实现了“疏水降压”和”矿井排水资源化利用”有机结合。朝川矿区煤层底板岩溶水突水危险大，水文地质条件上具有良好的可疏放性，配合朝川焦化厂生产用水和矿区及厂区居民生活用水需要，在朝川一井实施了-250水平泄水工程，并分类外排和利用，疏放保证了煤矿安全开采，矿井排水资源化利用为煤矿、焦化厂生产和居民生活用水提供了水源，矿井排水直接利用率达到90%。
关键词：朝川矿 水资源 利用
0 引言
从空间角度，矿井水净化处理工程主要分为两类：地面处理工程和井下处理工程。地面处理工程的优点是集中统一处理，水质相对稳定，能适应大规模处理的需要。缺点是对矿井各处产生的矿井水不能做到“优水优用，劣水劣用”；中心水仓因淤积需定期清理，中心泵房负荷重，水泵因腐蚀或堵塞而寿命缩短，管道因井下长距离输送需承受较大的压力，在处理成本中，动力费用占很大比例。井下处理工程的优点是分散处理，工艺灵活多样，可以做到水质分级使用，动力消耗低，初期基建投资低，设备寿命相对较长，适合小规模处理的需要。缺点是水质不稳定，常引起处理效果的恶化，管理费用高，因分散需建设多套输水管路和处理设施。
1 朝川矿区矿井水水质和水量
矿区内太原组灰岩和寒武系灰岩岩溶水水质良好，没有人为污染或污染轻微，作为生活供水水源是没问题的。矿井排水来源途径较多，不仅包括煤层顶板砂岩裂隙水、煤层底板石炭系薄层灰岩和寒武系灰岩岩溶水，也有少量采空区积水。各种水源在井下与岩石、煤层、煤矸石接触过程中，将煤系地层的硫化物等成分溶解至地下水中，而且井下采煤生产和人为活动也会造成矿井水污染，由此导致矿井排水中硫酸盐、氯化物、悬浮物、溶解性总固体、卫生学指标、感官性指标等达不到生活用水要求，因此，必须经处理后才能被利用。
朝川矿区矿井水感官性状较差，浊度（悬浮物）、细菌总数和大肠杆菌数普遍超标，一般化学指标符合现行饮用水水质标准，基本上不含有毒有害成份，含有少量的油类有机污染物，水质符合含一般悬浮物矿井水的特征。悬浮物SS通常小于400mg/L，COD通常小于70mg/L，毒理学和放射性指标完全符合饮用水要求。经过不同深度的处理，可以用于农业灌溉、工业用水和生活用水。①经过初次沉池的沉淀，可满足农业灌溉的要求（GB5094-92）；②经过“混凝+沉淀+过滤”，能达到工业（主要是电厂）用水的要求；③经过“消毒”等处理工艺，可以达到生活饮用水的水质要求。国内有成熟的水质处理技术，矿井水资源化利用在技术和水质两方面都具备条件。
在朝川矿区的三对矿井中，一井排水量最大，二井矿井排水主要来源于煤层顶板砂岩水，排水量在40～60m3/h，三井依托一井疏水降压，排水量很小。图1是一井2000～2009年矿井排水量，2000年二水平开始疏放水时，排水量超过1800m3/h，此后水量略呈下降趋势，最近几年稳定在800～1000m3/h。一井井下建有清水泵房和专用排水管路，排至地面后经过沉淀和消毒处理后，用于厂区及焦化厂生活用水，利用量仅60m3/h，其余则外排。可以被利用的矿井排水量在95%保证率条件下，可以达到700m3/h。目前，焦化厂利用量为400m3/h，在95%保证率条件下，剩余矿井排水资源量为300m3/h。随着-390水平疏水降压工程的实施，矿井排水量还将会增加。
2 矿井排水的利用
长期以来一井井下正常涌水量一直保持在800-1000m3/h，有保证的排水资源量为800m3/h，矿井水利用率不足20％，矿井水的大量外排，不但造成水资源的浪费，同时不利于环境。为提高矿井排水利用水平，结合朝川一井疏放水工程，将矿井的“疏水降压”和“矿井排水的资源化利用”结合在一起，在井下实施了矿井水分类外排，实现了优水优用，并结合朝川焦化厂建设，使矿井排水能直接被工业生产利用。实现途径是：
2.1 将来自-250水平泄水钻孔的洁净岩溶水通过专用管道送至-250排水系统中的清水仓，经清水泵房及清水管路抽至地面，经过水处理厂简单处理后，供矿区居民生活使用，这部分水量在160m3/h左右，占矿井排水量的20%左右。
2.2 把混有煤岩粉的普通矿井水通过-250排水泵房及-10排水泵房排至地面一井和二井地面静压水池，作为煤矿生产用水，供一井、二井地面和井下洒水降尘使用，这部分利用量为160m3/h，剩余400m3/h矿井正常排水则通过管道排至地面焦化公司水处理厂，经净化处理供洗煤、焦化、化产、发电等生产使用。
2.3 剩余80-280m3/h的矿井排水排放至朝川河中，部分被农田灌溉使用。
在目前朝川矿800m3/h有保证的矿井排水中，生活用水、矿井生产用水和焦化厂生产用水直接利用量达到720m3/h，直接利用率达到90%，外排水量80-300m3/h。
朝川焦化有限公司是由平顶山煤业天安股份有限公司朝川矿、多家参股的股份有限公司共同出资组成的有限责任公司，现有员工1200人，是一座炼焦为龙头、集炼焦、煤化工、炼焦、洗煤和发电于一体的煤加工基地，年生产能力为：精煤60万吨、焦炭60万吨、焦油27500吨、粗苯7400吨、硫铵8000吨、发电10000万瓩时，目前180万吨洗煤项目正在建设。朝川矿和焦化厂的融合，创造了从采煤到选煤、炼焦、化产回收、煤气发电的循环经济发展模式。朝川矿区的矿井排水也在这一循环经济体系中，得到了资源化利用。
焦化公司生产系统组成见图3，用水量需求见表1。由朝川矿一井排出的矿井水，部分由管道收集至净水厂初沉池，经过初步沉淀后通过泵加压送至一元化净水器中，废水经反应池、沉淀池和过滤池处理后，得到的清水流入两座2000m3中，再由生产泵送至厂区综合水泵房后，分配至各工段供生产用水。电厂锅炉用水还需要经过反渗透处理后，才能使用。处理过程中产生的反冲洗等废水流入污泥池中，送入洗煤厂作为洗煤补充水用。矿井水处理工艺流程见图4。
3 结论
3.1 在深部岩溶含水层富水性连通性变差、水压高和不利于疏水降压的水文地质条件下，对朝川矿-250水平煤层底板岩溶水成功进行了疏放，深部实现了不带压或安全带压开采，将朝川矿疏水降压技术提升到一个更高水平。
3.2 在研究手段上，除采用水文地质调查、水质分析、钻探、水文物探等常规地质方法外，还采用了稳定同位素、示踪连通试验等国内外先进的技术方法。
3.3 实现了“疏水降压”和”矿井排水资源化利用”有机结合。朝川矿区煤层底板岩溶水突水危险大，水文地质条件上具有良好的可疏放性，配合朝川焦化厂生产用水和矿区及厂区居民生活用水需要，在朝川一井实施了-250水平泄水工程，并分类外排和利用，疏放保证了煤矿安全开采，矿井排水资源化利用为煤矿、焦化厂生产和居民生活用水提供了水源，矿井排水直接利用率达到90%。