煤礦水平衡測試研究

韓 灝 蔡倩倩

（1.山西汾西曙光煤業(yè)有限責任公司，山西省介休市，032000；2.北京礦大能源與安全科技有限公司，北京市海淀區(qū)，100083）

煤礦水平衡測試研究

韓 灝1蔡倩倩2

（1.山西汾西曙光煤業(yè)有限責任公司，山西省介休市，032000；2.北京礦大能源與安全科技有限公司，北京市海淀區(qū)，100083）

針對煤礦用水及缺水問題，對曙光煤業(yè)公司的水平衡進行了測試研究，分析該礦用水過程中存在的問題，找出可節(jié)水單元，提出節(jié)水建議，提高礦區(qū)的用水效率。

煤礦 水平衡 節(jié)水

1 水平衡原理和方法

水平衡是指在一個確定的用水單元內(nèi)，輸入水量和輸出水量之間遵守物質(zhì)能量守恒定律，各種水量之間存在著平衡關(guān)系。

通過水平衡測試，可以確定企業(yè)的用水水平及單位產(chǎn)品的用水量，從而進一步確定企業(yè)的用水定額，并作為區(qū)域、流域內(nèi)計劃用水、節(jié)約用水、合理分配水資源的一項重要科學依據(jù)。

2 曙光煤業(yè)水平衡測試

曙光煤業(yè)有限責任公司位于山西省孝義市，煤炭開采主要有東西兩個采區(qū)，其中東區(qū)面積60.73 km2，西區(qū)面積22.1km2，井上有選煤廠等地面單位，生產(chǎn)能力150萬t／a。

2.1 企業(yè)用水情況

2.1.1 供水水源情況

曙光煤業(yè)公司供水水源為地下水，共有3個水源井，出水量為3000m3／d。地下水源供全公司的生活用水和生產(chǎn)用水，其水質(zhì)的好壞直接影響到該公司的生活和生產(chǎn)。經(jīng)過化驗，該水源總硬度、礦化度、硫酸鹽超標，其余各項指標均達標。為了更好的凈化水質(zhì)，公司于2010年，建立了深井水凈化站。深井水經(jīng)過水泵抽到容積為800m3的高位水池中，高位水池的水一部分供給井下消防、工作面除塵、澡堂用水等，一部分進入凈化站進行反滲透處理（去除水中的礦化度、總硬度等）。處理后的凈水到達容積為300m3的生活用水蓄水池，該水池的水供礦區(qū)生活用水。凈化站的一期處理能力為20t／h，二期為10t／h，其中30%轉(zhuǎn)換為濃水，70%轉(zhuǎn)換為凈化水，即產(chǎn)水量為15t／h。

2.1.2 企業(yè)供排水及管網(wǎng)情況

公司采用2個供水系統(tǒng)供企業(yè)生產(chǎn)用水和生活用水。生產(chǎn)用水由位于2號水源井附近的容積為800m3的高位水池，供給井下生產(chǎn)、職工澡堂、綠化及施工用水等。生活用水由位于2號水源井附近的容積為300m3的蓄水池，一路供給辦公大樓、食堂、職工公寓、聯(lián)建大樓等。

井上生活部分排水系統(tǒng)是通過管道、排水溝匯集到處理能力500m3／d的生活污水處理站，處理達標后排放。井下生產(chǎn)部分通過井下巷道匯水，匯集到井下水倉，通過中央泵房，從涵洞排除。

2.1.3 主要用水設(shè)備情況

主要用水設(shè)備有采煤機，RO MJIG20.500.808KHD型跳汰機1臺，精煤分級篩、高頻篩1臺，?1100／780循環(huán)量1100m3／h重介旋流器1臺，分級濃縮旋流器2臺和KZG300／2000型壓濾機1臺。

2.1.4 企業(yè)用水管理及計量情況

多年來，由于水資源短缺和供需矛盾的日益尖銳，在節(jié)約用水上，公司先后對選煤廠、洗煤用水系統(tǒng)進行了技術(shù)改造，使洗煤用水量大幅度減少，節(jié)約了成本，效益顯著。為使用水排水達標，該礦對深井水進行了深度處理，用于生活用水，對生活污水進行處理使其達標排放，有效地保護了環(huán)境。

在用水計量上，公司共配有水表30塊，其中LXL－250F8塊，LXS－50C6塊，LXS－15E16塊，如表1所示。除一級水表未配備外，二級水表配備率為95.2%，三級水表配備率為100%。在管理上派專人負責對計量水表進行檢測、維修，形成了一整套完善的管理制度。

表1 全廠計量水表配備情況表

2.2 企業(yè)水平衡測試結(jié)果

本項目水平衡測試以曙光煤業(yè)供水水源為總系統(tǒng)，以各車間、部門用水為供水子系統(tǒng)，直至用水終端。包括井下工作區(qū)供水子系統(tǒng)、選煤廠供水子系統(tǒng)、單身樓供水子系統(tǒng)、聯(lián)建樓供水子系統(tǒng)、食堂供水子系統(tǒng)、辦公樓供水子系統(tǒng)、化驗樓供水子系統(tǒng)、澡堂供水子系統(tǒng)及其他輔助供水子系統(tǒng)。

2.2.1 企業(yè)取水水源情況

取水水源為地下深井水，屬常規(guī)水資源，生產(chǎn)用水和生活用水完全依靠深井水，資源化利用程度不高。

2.2.2 用水現(xiàn)狀測試結(jié)果

通過對該公司用水數(shù)據(jù)的整理、計算和合理性分析，根據(jù)企業(yè)用水現(xiàn)狀測試結(jié)果，繪制了水平衡圖，見圖1。

圖1 曙光煤業(yè)有限責任公司水平衡圖

3 結(jié)果與分析

3.1 企業(yè)水平衡結(jié)果評價與分析

由水平衡測試結(jié)果可以看出該公司生產(chǎn)用水達到山西省水利廳頒布實施的《山西省用水定額（試行）》規(guī)定的標準。其中原煤單位產(chǎn)品新水量0.73 m3／t，小于原煤開采用水定額1.0m3／t；選煤廠目前洗煤用的為單位產(chǎn)品用水量1.74m3／t。該礦生產(chǎn)用水和生活用水均取自水源井，排水率高達99%，有巨大的節(jié)水潛力。其中工藝水回用率低，只有選煤廠的循環(huán)用水。

3.2 現(xiàn)有節(jié)水措施及效益分析

該公司現(xiàn)有的主要節(jié)水措施是企業(yè)對選煤廠用水的閉路循環(huán)改造，使選煤用水由原來的直接排放改為循環(huán)復(fù)用。該公司建有生活污水處理站和礦井水處理站，其中，生活污水處理站處理能力500 m3／d，水處理后達標全部排放。礦井水處理站由于井下無礦井涌水，停止使用。

3.3 企業(yè)當前用水中存在的問題

雖然該公司在節(jié)約用水、科學用水上下了較大的人力、物力、財力，制定了相應(yīng)制度，采取了一定的措施，建造了一些節(jié)水設(shè)施，取得了可觀的社會效益和經(jīng)濟效益，但在日常用水中還存在一些問題：

（1）生活污水處理站處理能力為500m3／d，水處理后達標全部排放，造成了很大的浪費。該公司井下用水匯集到井下水倉后，每天產(chǎn)生300～400m3的廢水，通過泵抽到涵洞排入汾河，既造成了污染也造成了浪費。這兩部分水若利用起來，可節(jié)省1000m3／d的水源水，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

（2）管路年久失修，跑漏現(xiàn)象時有發(fā)生。

（3）企業(yè)定時供水，個別單位和部分用水部門不隨手關(guān)閉水龍頭，造成一定程度的浪費。

3.4 節(jié)水建議

據(jù)項目調(diào)查和研究，公司具有巨大的節(jié)水潛力。為貫徹國家提出的“資源開發(fā)和節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位”的可持續(xù)利用戰(zhàn)略方針，該公司堅持開源與節(jié)流并重、節(jié)流優(yōu)先、治污為本、科學開源、綜合利用，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的可持續(xù)發(fā)展。為此，從兩方面來制定節(jié)水方案，一是從礦實際出發(fā)，建立用水規(guī)范，從個人和點滴做起，節(jié)約用水，二是對礦的排水、廢水進行再利用，可減少部分水源水的抽取，有利于該公司的可持續(xù)發(fā)展。

通過水平衡現(xiàn)場測試和對測試結(jié)果評價分析，針對曙光煤業(yè)存在的問題提出如下節(jié)水建議：

（1）增強全公司人員節(jié)水意識，嚴格監(jiān)督管理。充分利用一切宣傳形式，大力宣傳節(jié)約用水的方針、政策、法規(guī)和科學知識，增強全社會的節(jié)水意識。規(guī)定節(jié)水目標的硬任務(wù)，實行全民節(jié)水。各部門都要健全節(jié)水管理機構(gòu)，理順關(guān)系，明確職責分工，強化職能，明確措施和責任人，定期部署、協(xié)調(diào)、監(jiān)督和檢查推動各部門、各行業(yè)的節(jié)水工作。

（2）加強節(jié)水規(guī)劃的組織指導(dǎo)協(xié)調(diào)，明確部門規(guī)劃分工。

（3）健全節(jié)水管理制度，建立用水統(tǒng)計制度。按照GB／T 7119－93《評價企業(yè)合理用水技術(shù)通則》中“企業(yè)年內(nèi)各用水系統(tǒng)，由本企業(yè)安裝計量分水表。車間用水計量率應(yīng)達到100%，設(shè)備用水計量率不低于90%”的要求，為促進節(jié)約用水，企業(yè)應(yīng)加強水表的維護和管理。各主管部門應(yīng)把用水統(tǒng)計納入統(tǒng)計系列。取水、用水設(shè)施都要安裝計量設(shè)施。計量設(shè)施必須符合國家技術(shù)標準。用水單位應(yīng)當加強用水計量管理，健全用水統(tǒng)計基礎(chǔ)資料，按期上報。強化用水節(jié)水設(shè)施和節(jié)水器具、設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)管，實行節(jié)水產(chǎn)品標識制度。

（4）依靠科技進步，推進節(jié)水。要依靠科技進步研制、開發(fā)、使用節(jié)水的新技術(shù)、新途徑、新產(chǎn)品，促進節(jié)水。對落后的耗水過高的項目、產(chǎn)品、設(shè)備實施淘汰制度。努力提高節(jié)水管理、技術(shù)人員的技術(shù)水平，要積極建設(shè)節(jié)水信息管理系統(tǒng)，建立和完善節(jié)水技術(shù)推廣。具體來說要加大對生活用水和生產(chǎn)用水的回用力度，對達標的外排水再開發(fā)、再利用，合理利用水資源，達到礦井廢水不外排的節(jié)能環(huán)保目標。

[1] 劉治政，張國興，林洪孝.企業(yè)水平衡測試方法[J].水利科技與經(jīng)濟，2010（3）

[2] 趙建偉.淺談企業(yè)水平衡測試[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010（19）

[3] 劉治政.企業(yè)水平衡測試方法與案例[J].節(jié)水灌溉，2010（2）

[4] 林洪孝，王國新.用水管理理論與實踐[M].北京：中國水力水電出版社，2003

Water balance test in coal mines

Han Hao1，Cai Qianqian2

（1.Shanxi Fenxi Shuguang Coal Mining Co.，Ltd.，Jiexiu，Shanxi 032000，China；2.Beijing CUMT Energy and Safety Science Co.，Ltd.，Haidian，Beijing 100083，China）

Aimed at water utilization and water shortage，the water balance was tested in Shuguang coal mining company.The existing problems in water utilization were analyzed to find out water saving units.So the corresponding suggestions were proposed on water saving to enhance the efficiency of water utilization.

coal mine，water balance，water saving

TD994

A

韓灝（1974－），男，山西孝義人，現(xiàn)就職于汾西曙光煤業(yè)有限責任公司環(huán)保科，主要從事水處理技術(shù)及新型環(huán)保材料的研究。

（責任編輯 張艷華）