煤矿给排水设计若干问题-探索.doc

煤矿给排水设计若干问题-探索 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 An Approach to Some Questions in Water Supply and Drainage Design for coal mines AbstrActThe current situation of water supply And drainage in coal mines and existing problems are analyzed.problems existing in the design of water supply and drainage for coal mines as well as the way forward for improvement are studied in the aspects of selection of water supply sourceswater supply in mines，treatment of circulating cooling water for mining industrial sites and of wastewater from coal mines，etc.Discussions are made on rational utilization of the effluent water resources in mines and rational disposition of water supply and drainage systems and circulating water systems，with a conclusion made that feasible so lutions for the treatment of coal mine wastewater must be selected in combination with practice. Keywordscoal minewater supply and drainage；circulating cooling water；wastewater treatment；water supply and drainage design 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。 1.3.1 循环水系统重复设置问题 目前大多数矿井循环水设计均采用空压机站、制氮站、瓦斯抽放站等各自配套循环冷却水系统。采用这种分散设置存在以下弊端 ①冷却循环水系统的水池、泵房等构筑物及水泵、冷却塔、软化水等设备重复建设，占地大，投资高； ②冷却水池、冷却设备布置在被冷却设备车间附近，导致车间卫生环境较差； ③分散设置能耗高，运行费用高； ④ 操作、管理人员较多，且技术力量分散。空压机站、制氮站、瓦斯抽放站对冷却用水的水质要求均为软化水，冷却进水温度均要求小于35℃，设备出水温度39～42℃。因此，矿井建设设计应综合考虑，在矿井工业场地适当位置设计一座循环水中心站，通过管道向各被冷却设备供水，设备冷却出水通过管道自流至循环水中心站。这样设置不但可克服上述分散设置的许多缺点，而且设备的维修、更换对生产影响小；节能降耗明显；便于对循环供水出现的技术问题组织力量攻关［3］。 1.3.2 冷却设备的合理配置问题 从已投入运行的循环冷却水系统的使用效果来看，循环冷却水设备与被冷却设备配置不合理，导致冷却效果不佳或节能效果很差，以淮南煤矿的潘三、谢桥矿井空压机站循环冷却水系统配置为例，空压机站一般有3～5台空压机，根据井下通风情况，可合理调节空压机启闭台数，而循环水系统水泵配置采用一台冷水泵、一台热水泵、一台互为备用泵。冷、热水泵流量按空压机组最大通风时所需冷却水量选型，这样配置的结果，不论空压机组开启几台，冷却水泵均按最大流量在运行，而且空压机开启台数转换频繁时，冷却水量调节只能靠频繁调节冷、热水泵出口管道阀门的开启度，很难控制，有时导致空压机冒水现象，为便于调节，又不得不在出水管上增加旁路回水。这种运行方式对水泵使用寿命影响大，能耗高。因此，在循环水系统设计时，一定要根据被冷却设备运行时需水量的变化情况合理配置冷却设备，如冷、热水泵、冷却塔、软化水装置的台数及流量搭配等。若从节能的角度出发，还可以考虑在循环水系统的冷、热水泵上增加变频调节功能，使流量调节随被冷却设备需水量变化更合理。虽然增加变频调节功能一次性投资有所增大，但4～5a的节能费用就可收回增加的投资［4］。 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 2007-05-18