翟文　馬昆　任予鑫

摘要：為了解決礦區(qū)水資源短缺問題，提高礦井水的資源化利用效率，本文從“保障安全、節(jié)約資源、降低成本、提高管控效率”的總體要求出發(fā)，分析了梅花井煤礦礦井水管理的一些先進(jìn)做法，探索了一套適用于礦井實(shí)際的礦井水復(fù)用模式，即頂板探放涌水和礦井其他各類排水分類分層次利用模式，本文的研究對(duì)推動(dòng)礦井水的資源化利用具有重要意義。

Abstract： In order to solve the problem of the mining area water resources shortage， improve resource utilization efficiency of mine water， this paper started from the overall requirements of "security， conservation of resources， reduce costs， improve the efficiency of management and control"， analyzed some advanced water management practices of Meihuajing mine， explored a set of suitable model of mine water reuse， that is roof draining water and the other kinds of drainage hierarchical utilization model. The research of this paper has important significance to promote the utilization of mine water resources.

關(guān)鍵詞：水資源；礦井水；復(fù)用

Key words： water resources；mine water；reuse

中圖分類號(hào)：TD742 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）30-0016-02

0 引言

目前，在我國(guó)煤炭采出量中，95%以上以井工開采為主，在煤炭開采過程中將涌出大量的礦井水，受資金、技術(shù)和管理理念的限制，我國(guó)礦井水的利用率一直相對(duì)較低，平均僅為22%。水資源作為一種寶貴的基礎(chǔ)資源，有力地支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長(zhǎng)期平穩(wěn)較快發(fā)展。礦井水也是一種水資源，大量的礦井水被直接外排，不僅造成水資源的浪費(fèi)，還將對(duì)周圍的環(huán)境造成污染。因此，必須強(qiáng)化對(duì)礦井水的管理，使礦井水資源得到有效、充分的利用，才能徹底改變當(dāng)前這種局面[1-2]。神寧集團(tuán)梅花井煤礦作為一個(gè)現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化的礦井在礦井水管理和利用方面探索出了一條科學(xué)、合理的路子。

1 梅花井煤礦礦井水管理分析

梅花井煤礦礦井水管理按照布局科學(xué)、高效便捷、先進(jìn)實(shí)用、安全可靠的要求[3]，建成了主排水泵房監(jiān)控、環(huán)境安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控、綜采工作面設(shè)備監(jiān)測(cè)、通信聯(lián)絡(luò)等信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦井+850主排水泵房水泵遠(yuǎn)程“一鍵啟?！?、水泵房“無人值守”、環(huán)境安全信息“實(shí)時(shí)監(jiān)控”和精細(xì)化管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮了信息技術(shù)在礦井水管理中保障安全、節(jié)約資源、降低成本、提高管控效率的作用。梅花井煤礦礦井水管理的主要做法體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1.1 建設(shè)完善“四大系統(tǒng)”

按照《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》（國(guó)發(fā)〔2010〕23號(hào)）的精神，梅花井礦組織實(shí)施和完善了礦井水監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、供排水施救系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。

建立健全了“四大系統(tǒng)”管理機(jī)構(gòu)，配備管理人員、專業(yè)技術(shù)人員、值班人員和維護(hù)人員等，建立健全“四大系統(tǒng)”管理制度，明確責(zé)任?！八拇笙到y(tǒng)”管理機(jī)構(gòu)實(shí)行了24小時(shí)值班制度，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警、斷電、饋電異常、系統(tǒng)故障等信息時(shí)，及時(shí)上報(bào)并處理。

1.2 推廣礦井水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)“無人值守”

梅花井煤礦礦井水管理從“保障安全、節(jié)約資源、降低成本、提高管控效率”總體要求出發(fā)，于2013年對(duì)+850主排水系統(tǒng)和11采區(qū)排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，并配套建設(shè)完善關(guān)鍵部位以及各機(jī)房的通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無人值守。

結(jié)合該礦的生產(chǎn)實(shí)際，在地面調(diào)度室使用遠(yuǎn)程集控，實(shí)現(xiàn)了+850主排水泵房水泵“一鍵啟停”；+850主排水泵房和11采區(qū)取水泵房通過技術(shù)改造，均實(shí)現(xiàn)無人值守。

礦井排水系統(tǒng)實(shí)施無人值守改造后，共計(jì)核減現(xiàn)場(chǎng)崗位操作工人21名，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)采集離散化，設(shè)備控制集中化、智能化的目標(biāo)；做到設(shè)備操作在礦調(diào)度中心，減少了現(xiàn)場(chǎng)操作人員，提高了安全管控系數(shù)，充分發(fā)揮了信息化帶動(dòng)煤礦安全生產(chǎn)的作用。

同時(shí)對(duì)井下11個(gè)環(huán)形水倉(cāng)，52個(gè)臨時(shí)水倉(cāng)安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)排水設(shè)備，完成對(duì)小水泵自動(dòng)監(jiān)測(cè)改造工程。

1.3 礦井水管理精細(xì)化

為實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井水的監(jiān)控，梅花井煤礦實(shí)施礦井水精細(xì)化管理系統(tǒng)，通過全方位、全過程控制，加強(qiáng)礦井水利用和控制，杜絕浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)礦井水的控制、分析、考核一體化。

礦井水的精細(xì)化管理，精細(xì)到工程、精細(xì)到班組、精細(xì)到人員。在業(yè)務(wù)流程處理的過程中實(shí)現(xiàn)定額控制，復(fù)用率監(jiān)控，超排放預(yù)警，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)分析的功能，達(dá)到日事日畢、日清日高，在透明、公平、公正、公開的基礎(chǔ)上進(jìn)行考核，進(jìn)而提高員工復(fù)用礦井水的積極性，節(jié)約資源、降低成本，實(shí)現(xiàn)雙增雙節(jié)的目標(biāo)。

該系統(tǒng)充分考慮了先進(jìn)性和實(shí)用性，系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，系統(tǒng)與管理人員交互簡(jiǎn)單、明了，同時(shí)適合礦管理人員的操作習(xí)慣，為管理層提供個(gè)性化的圖表。

1.4 其他方面

一是致力于技術(shù)創(chuàng)新，與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、西安科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名院校加強(qiáng)技術(shù)合作與系統(tǒng)開發(fā)，在改進(jìn)生產(chǎn)工藝、水文監(jiān)測(cè)監(jiān)控方面取得了一定突破，實(shí)踐了產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合新路子。

二是成立了以礦長(zhǎng)為組長(zhǎng)，各專業(yè)負(fù)責(zé)人為成員的礦井水利用與控制工作推進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)礦井水管理進(jìn)行規(guī)劃，確定主要實(shí)施內(nèi)容、資金投入、實(shí)施步驟、考核指標(biāo)等。

三是建立健全礦井水管理的保障機(jī)制，同時(shí)強(qiáng)化新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，努力做到排水、供水、生態(tài)環(huán)保的有機(jī)結(jié)合，確保礦井水的有效控制和利用[4]。

2 梅花井煤礦礦井水復(fù)用模式探索[5-6]

結(jié)合礦井實(shí)際，梅花井煤礦逐步探索了一條符合自身特色的礦井水復(fù)用模式，即井下巖層頂板探放涌水+礦井各類排水分類分層次利用模式（如圖1所示）。

2.1 頂板探放涌水利用

根據(jù)地質(zhì)勘探資料，梅花井煤礦在各回采工作面輔運(yùn)巷及掘進(jìn)巷道指定地點(diǎn)，沿回采或掘進(jìn)方向以100m間距（局部受聯(lián)絡(luò)巷、調(diào)車硐室影響可調(diào)）施工頂板探放水鉆孔，利用導(dǎo)水管將頂板涌水收集到專用的集水箱，這種首創(chuàng)的井下集水箱就是利用人工自制的鐵制存儲(chǔ)罐，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存頂板探放涌水。集水箱收集的頂板涌水屬于無污染的礦井水，被直接用于采掘工作面。其利用方式分兩個(gè)方面，一是噴霧降塵，主要作為回采工作面或掘進(jìn)工作面的灑水、井下各轉(zhuǎn)載點(diǎn)的灑水以及各輔運(yùn)巷、回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷的風(fēng)流凈化水幕；二是設(shè)備冷卻，主要作為回采工作面三機(jī)冷卻水使用。

2.2 礦井各類排水利用

礦井的各類排水通過礦井污水處理系統(tǒng)處理后實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。復(fù)用方式集中體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：

一是再造鴛鴦湖補(bǔ)水。梅花井煤礦周邊有兩個(gè)10000m2的人工湖，受干燥氣候影響，湖水蒸發(fā)量較大。被處理的礦井水經(jīng)環(huán)保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢驗(yàn)合格后，為梅花井周邊鴛鴦湖提供補(bǔ)充水，及時(shí)補(bǔ)充湖水量，從根本上改善周圍生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，形成礦區(qū)“周圍美化圈”。

二是井下消防、灑水。井下消防、灑水系統(tǒng)實(shí)際就是煤礦井下給水系統(tǒng)。為了滿足井下防滅火和灑水需要，梅花井煤礦將礦井水并入井下消防灑水系統(tǒng)使用，極大地節(jié)約了水耗。

三是多功能膠體防滅火系統(tǒng)制漿用水。為了對(duì)礦井火災(zāi)進(jìn)行有效地預(yù)防和在緊急情況下快速反應(yīng)，迅速控制火災(zāi)，減少災(zāi)害損失，梅花井煤礦建立了一套多功能膠體防滅火系統(tǒng)，整套系統(tǒng)運(yùn)行需要大量的水，礦井水用于該系統(tǒng)較好的解決了系統(tǒng)制漿用水的問題。

四是選煤廠生產(chǎn)補(bǔ)充水。由于梅花井煤礦選煤廠洗煤所用水量不斷增加，造成水耗成本逐年上升。為解決選煤廠洗煤用水的問題，提高礦井水利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、降本增效目標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)過集團(tuán)公司有關(guān)部門協(xié)調(diào)，決定從污水處理站至洗煤廠鋪設(shè)一條Φ108mm的管路，完善現(xiàn)有管路系統(tǒng)，管路延伸至洗煤廠配水點(diǎn)，徹底解決洗煤廠洗煤用水的問題。

五是礦區(qū)生活用水。梅花井煤礦按照因地制宜、見縫插針的綠化原則。在圍墻四周種植濃密的行道樹，地下式的建構(gòu)筑物上部覆土后種植草皮。利用礦區(qū)辦公樓和聯(lián)建樓前較大的面積作重點(diǎn)綠化，并配置花壇、草坪、綠籬、小品等，充分綠化和美化礦區(qū)環(huán)境。目前，礦區(qū)綠化面積1820m2，綠化系數(shù)20%。礦區(qū)生活用水方面，礦井水主要被用于礦區(qū)綠化用水，營(yíng)造了優(yōu)美和諧的生產(chǎn)生活環(huán)境，建成了礦區(qū)“中心美化圈”。另外，礦井水也被用于礦區(qū)的防滅火、景觀噴水和道路的日常灑水等。

3 小結(jié)

目前，我國(guó)礦井水的利用率不足30%，提高礦井水利用率是解決礦區(qū)水資源短缺的重要舉措。只有不斷提高礦井水管理水平，探索符合礦區(qū)實(shí)際的礦井水復(fù)用模式，才能實(shí)現(xiàn)礦井水價(jià)值的最大化利用。事實(shí)表明，礦井水資源化利用具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推進(jìn)礦井水資源化利用已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。

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