梅花井煤礦礦井水管理及其復用模式探索

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做法，探索了一套適用于礦井實際的礦井水復用模式，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，本文的研究對推動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.

關鍵詞：水資源；礦井水；復用

Key words： water resources；mine water；reuse

中圖分類號：TD742 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0016-02

0 引言

目前，在我國煤炭采出量中，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、技術和管理理念的限制，我國礦井水的利用率一直相對較低，平均僅為22%。水資源作為一種寶貴的基礎資源，有力地支撐了國民經濟和社會長期平穩(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，還將對周圍的環(huán)境造成污染。因此，必須強化對礦井水的管理，使礦井水資源得到有效、充分的利用，才能徹底改變當前這種局面[1-2]。神寧集團梅花井煤礦作為一個現(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、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、高效便捷、先進實用、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)測監(jiān)控、綜采工作面設備監(jiān)測、通信聯(lián)絡等信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)了礦井+850主排水泵房水泵遠程“一鍵啟停”、水泵房“無人值守”、環(huán)境安全信息“實時監(jiān)控”和精細化管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮了信息技術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)在以下四個方面：

1.1 建設完善“四大系統(tǒng)”

按照《國務院關于進一步加強企業(yè)安全生產工作的通知》（國發(fā)〔2010〕23號）的精神，梅花井礦組織實施和完善了礦井水監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、供排水施救系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)和通信聯(lián)絡系統(tǒng)。

建立健全了“四大系統(tǒng)”管理機構，配備管理人員、專業(yè)技術人員、值班人員和維護人員等，建立健全“四大系統(tǒng)”管理制度，明確責任?！八拇笙到y(tǒng)”管理機構實行了24小時值班制度，當系統(tǒng)發(fā)出報警、斷電、饋電異常、系統(tǒng)故障等信息時，及時上報并處理。

1.2 推廣礦井水監(jiān)測系統(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+850主排水系統(tǒng)和11采區(qū)排水系統(tǒng)進行改造，并配套建設完善關鍵部位以及各機房的通信聯(lián)絡系統(tǒng)和視頻監(jiān)控聯(lián)動系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人值守。

結合該礦的生產實際，在地面調度室使用遠程集控，實現(xiàn)了+850主排水泵房水泵“一鍵啟?！?；+850主排水泵房和11采區(qū)取水泵房通過技術改造，均實現(xiàn)無人值守。

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

同時對井下11個環(huán)形水倉，52個臨時水倉安裝自動監(jiān)測排水設備，完成對小水泵自動監(jiān)測改造工程。

1.3 礦井水管理精細化

為實現(xiàn)對礦井水的監(jiān)控，梅花井煤礦實施礦井水精細化管理系統(tǒng)，通過全方位、全過程控制，加強礦井水利用和控制，杜絕浪費，實現(xiàn)礦井水的控制、分析、考核一體化。

礦井水的精細化管理，精細到工程、精細到班組、精細到人員。在業(yè)務流程處理的過程中實現(xiàn)定額控制，復用率監(jiān)控，超排放預警，自動統(tǒng)計，數(shù)據(jù)分析的功能，達到日事日畢、日清日高，在透明、公平、公正、公開的基礎上進行考核，進而提高員工復用礦井水的積極性，節(jié)約資源、降低成本，實現(xiàn)雙增雙節(jié)的目標。

該系統(tǒng)充分考慮了先進性和實用性，系統(tǒng)具有良好的人機界面，系統(tǒng)與管理人員交互簡單、明了，同時適合礦管理人員的操作習慣，為管理層提供個性化的圖表。

1.4 其他方面

一是致力于技術創(chuàng)新，與中國礦業(yè)大學、西安科技大學等國內知名院校加強技術合作與系統(tǒng)開發(fā)，在改進生產工藝、水文監(jiān)測監(jiān)控方面取得了一定突破，實踐了產、學、研結合新路子。

二是成立了以礦長為組長，各專業(yè)負責人為成員的礦井水利用與控制工作推進領導小組，對礦井水管理進行規(guī)劃，確定主要實施內容、資金投入、實施步驟、考核指標等。

三是建立健全礦井水管理的保障機制，同時強化新技術、新工藝的應用，努力做到排水、供水、生態(tài)環(huán)保的有機結合，確保礦井水的有效控制和利用[4]。

2 梅花井煤礦礦井水復用模式探索[5-6]

結合礦井實際，梅花井煤礦逐步探索了一條符合自身特色的礦井水復用模式，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)地質勘探資料，梅花井煤礦在各回采工作面輔運巷及掘進巷道指定地點，沿回采或掘進方向以100m間距（局部受聯(lián)絡巷、調車硐室影響可調）施工頂板探放水鉆孔，利用導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罐，實現(xiàn)轉移、儲存頂板探放涌水。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。其利用方式分兩個方面，一是噴霧降塵，主要作為回采工作面或掘進工作面的灑水、井下各轉載點的灑水以及各輔運巷、回風巷、運輸巷的風流凈化水幕；二是設備冷卻，主要作為回采工作面三機冷卻水使用。

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)處理后實現(xiàn)循環(huán)利用。復用方式集中體現(xiàn)在以下五個方面：

一是再造鴛鴦湖補水。梅花井煤礦周邊有兩個10000m2的人工湖，受干燥氣候影響，湖水蒸發(fā)量較大。被處理的礦井水經環(huán)保在線監(jiān)測系統(tǒng)檢驗合格后，為梅花井周邊鴛鴦湖提供補充水，及時補充湖水量，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。為了對礦井火災進行有效地預防和在緊急情況下快速反應，迅速控制火災，減少災害損失，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。

四是選煤廠生產補充水。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，實現(xiàn)節(jié)約資源、降本增效目標。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經過集團公司有關部門協(xié)調，決定從污水處理站至洗煤廠鋪設一條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，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，營造了優(yōu)美和諧的生產生活環(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

目前，我國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)實際的礦井水復用模式，才能實現(xiàn)礦井水價值的最大化利用。事實表明，礦井水資源化利用具有顯著的環(huán)境效益、經濟效益和社會效益，推進礦井水資源化利用已經成為行業(yè)共識。

參考文獻：

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