煤矿给排水设计若干问题的探讨(1).doc

煤矿给排水设计若干问题的探讨 摘要分析了煤炭给排水的现状及存在问题，从给水水源选择、井下供水、矿井工业场地的循环冷却用水及煤矿污水处理等方面探讨了煤矿给排水设计存在的问题及改进方向，论述了合理利用矿井排水资源，合理配置给排水及循环水系统，提出煤矿污水处理必须联系实际选择可行性方案。 关键词煤矿 给排水 循环冷却水 污水处理 给排水设计 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 目前大多数矿井工业场地及居住区供水以取水源井地下水为主要供水水源、矿井水净化后回用作为辅助供水水源。 1.1.1 存在问题 以上供水方式存在下列问题 ①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。 ②工业场地及居住区供水设施分散，重复建设较多。特别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。 ③矿井水利用率低，水资源浪 费严重。 1.1.2 解决办法 因此，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，向附近居民供水。矿井水净化处理流程如图2所示。 道防腐一直是井下供水设计的难题，由于井下环境条件较差，空气湿度大，管道极易腐蚀。而且因为承压较高，往往使用无缝钢管或镀锌钢管。目前，民用建筑用来取代镀锌钢管的pp－r管，其公称压力已达2.5 mpa，该管不存在防腐问题，在以后的井下供水设计中，当管道工作压力不大于1.6mpa时，可做一些试用研究工作。 1.3 工业广场循环冷却水系统设计 由于煤矿通风、瓦斯抽放、井下灭火的需要，在矿井工业广场一般建有空压机站、瓦斯抽放站及制氮站。而空压机、瓦斯抽排机、制氮机等设备均需用水冷却。因需水量较大，采用循环冷却水。其供水流程如图3所示。 论文出处作者 2 煤矿排水设计存在问题 煤矿排水设计的难点是生活污水处理设计，煤炭系统新建矿井非常重视环保建设，并投入了大量的环保建设资金。煤炭设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。如淮南地区，潘二矿的生物曝气工艺、潘三矿的生物转盘工艺、谢桥矿的表面曝气工艺、新集矿的氧化沟工艺。但从投入使用的实际效果及资金利用率来看均不理想。下面对煤矿生活污水处理作一些分析与探讨。 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200 mg/l，而实际煤矿bod5值一般只有70～80m g/l。由于生活污水中有机物含量太低，致使原来设计的不少活性污泥法处理工艺，在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质，而被“饿死”、分解、矿化，形不成活性污泥。为此不少处理厂停止了回流活性污泥，保持了原来设计中的曝气环节，使原来的设计失去了核心环节--活性污泥及其工艺过程，变成了简单的一级强化处理。即使氧化沟污水处理工艺，也存在同样的问题，往往设计流程中的回流活性污泥回流不起来，致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池；原设计中的不少配套设施成为多余，如消泡池、污泥集中处理池和污泥晾晒场等，造成了大量资金的浪费[5]。 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[6]。 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。 3 结语 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。 参考文献 ［1］b.a.高尔什可夫（苏）.煤炭工业企业废水的净化及利用［m］.山西山西科学教育出版社，1987. ［2］石振华，李传尧.城市地下水工程与管理手册［m］.北京中国建筑工业出版社，1993. ［3］严煦世.给水工程（第三版）［m］.北京中国建筑工业出版社，1995. ［4］陈培康，裘本昌.给水净化新工艺［m］.北京学术书刊出版社，1990. ［5］魏先勋.环境工程设计手册［m］.湖南湖南科学技术出版社，1992. ［6］周本省.工业水处理技术［m］.北京化学工业出版社，1997. 论文出处作者