古交市宏祥煤業(yè)洗煤廠取用水合理性分析

閆文生

（太原市晉祠水利管理處，山西 太原 030024）

1 項(xiàng)目概況

古交市宏祥煤業(yè)有限公司年產(chǎn)量150萬(wàn)t坑口重介洗煤改擴(kuò)建項(xiàng)目，原有生產(chǎn)規(guī)模為年入洗原煤40萬(wàn)t，改擴(kuò)建后采用重介旋流器主選、煤泥浮選的聯(lián)合洗煤工藝，年生產(chǎn)規(guī)模為150萬(wàn)t。改擴(kuò)建后建設(shè)項(xiàng)目總?cè)∷繛?77.06 m3/d，其中生產(chǎn)取水量為366.36 m3/d，生活取水量為10.7 m3/d。宏祥煤業(yè)有限公司在正常生產(chǎn)情況下，年取新水總量為12.48萬(wàn)m3，其中洗煤廠生產(chǎn)取水量12.09萬(wàn)m3（洗煤系統(tǒng)按330 d計(jì)），職工生活取水量0.39萬(wàn)m3（生活用水按365 d計(jì)）。

2 區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析

2.1 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2009年，全市國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門總?cè)∷?297.65萬(wàn)m3，按部門分為城市生活用水464.2萬(wàn)m3，農(nóng)村生活用水168萬(wàn)m3。第一產(chǎn)業(yè)用水198萬(wàn)m3，第二產(chǎn)業(yè)用水1 387.45萬(wàn)m3，第三產(chǎn)業(yè)用水50萬(wàn)m3，生態(tài)用水30萬(wàn)m3。按水源類型分為地表水744.2萬(wàn)m3，地下水1126.45萬(wàn)m3，其中孔隙水727.15萬(wàn)m3，巖溶水399.3萬(wàn)m3；其它427萬(wàn)m3。

2.2 用水水平

2009年，全市城鎮(zhèn)供水人口12.79萬(wàn)，人均生活用水指標(biāo)99 L/（人·d），小于《山西省用水定額》規(guī)定的城市居民生活用水120 L/（人·d）的標(biāo)準(zhǔn)。2009年，古交市全市共有規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)43個(gè)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值為11.37億元，工業(yè)總?cè)∷? 387.45萬(wàn)m3，萬(wàn)元產(chǎn)值取水量122.02 m3/萬(wàn)元。全市農(nóng)田灌溉取水量168萬(wàn)m3，全市農(nóng)村人畜生活用水總量168萬(wàn)m3。

3 區(qū)域水資源開發(fā)利用存在的主要問(wèn)題

3.1 水資源利用結(jié)構(gòu)問(wèn)題

古交市現(xiàn)狀用水水源主要包括地下水及汾河管道供水，地表水受季節(jié)影響明顯，基本沒有攔蓄工程，同時(shí)污染嚴(yán)重，無(wú)法控制利用；引黃水輸水管道雖然途經(jīng)市境，但在古交境內(nèi)及上游未建立水處理廠，引黃水質(zhì)無(wú)法保證；中心污水處理廠現(xiàn)狀日處理能力在2萬(wàn)t以上，但處理設(shè)施落后，且運(yùn)行成本高，故現(xiàn)狀污水基本沒有回用。

由于管理體制分割等原因，目前水資源難以有效配置。一方面，地下水大量開采；另一方面，汾河供水管道利用量很少，供水能力閑置；同時(shí)，大量中水無(wú)法統(tǒng)一配置利用。目前，裂隙水可開采量已接近臨界狀態(tài)，由于采煤漏水和礦井排水，幾近疏干；巖溶水地處晉泉保護(hù)區(qū)和徑流補(bǔ)給區(qū)，省、市水資源管理部門均嚴(yán)格設(shè)限開采，巖溶水難以再擴(kuò)大開采。

3.2 煤礦開采對(duì)水資源的影響加劇

煤礦開采對(duì)地表水的影響。采空區(qū)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致大面積土地塌陷、地面裂縫、裂隙潛水位下降，以致疏干、包氣帶厚度加大、陸面蒸發(fā)增加，水土保持條件破壞，植被減少，水土流失加重。水文下墊面條件的破壞和礦坑排水量大幅度增加，必然使得河川基流量大幅度減少，河流的環(huán)境功能下降，河川基流量明顯減少。

煤礦開采對(duì)地下水的影響。一是對(duì)孔隙水的影響，有資料表明，上部巖層均可形成不同程度的彎曲下沉和裂隙，所以該地區(qū)煤礦開采排水后對(duì)汾河沿岸孔隙水及地表水都有一定影響。二是對(duì)裂隙水的影響，停采后這部分水滯流于舊礦坑中，增加了煤系地層地下水的儲(chǔ)存量，在長(zhǎng)期還原環(huán)境中，地下水礦化度、硬度逐漸增加，污染逐年加劇。三是對(duì)巖溶水的影響，深層巖溶水上部地層向下越流補(bǔ)給量減少，下伏深層承壓巖溶水可能突破煤系地層底板隔水層發(fā)生礦坑底板突水。

3.3 水資源浪費(fèi)嚴(yán)重

古交市是新興的工礦城市，主要是工業(yè)用水和城鎮(zhèn)生活用水。除古交城區(qū)外，駐地大礦和其它企業(yè)大多使用自備井，受企業(yè)用水無(wú)計(jì)劃、不計(jì)量、無(wú)考核及水價(jià)太低等因素的影響，工業(yè)萬(wàn)元增加值取水量偏高，工業(yè)用水重復(fù)利用率偏低，用水浪費(fèi)現(xiàn)象較嚴(yán)重。

4 建設(shè)項(xiàng)目取用水合理性分析

4.1 建設(shè)項(xiàng)目取水合理性分析

4.1.1 產(chǎn)業(yè)政策的相符性

本項(xiàng)目改擴(kuò)建后年生產(chǎn)規(guī)模為150萬(wàn)t，符合2013年2月16日國(guó)家發(fā)展改革委第21號(hào)令公布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）（修正）》中，鼓勵(lì)類第三款“煤炭”第2條“120萬(wàn)t/a及以上高產(chǎn)高效煤礦（含礦井、露天）、高效選煤廠建設(shè)”的要求，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。

4.1.2 水資源配置合理性分析

項(xiàng)目廠址位于古交市西曲街道辦永樹曲村東北1 km處納狼溝內(nèi)，距離汾河約2 km，該段汾河為季節(jié)性河流，平時(shí)地表徑流量不大，在枯水年份或者上游汾河水庫(kù)蓄水期間，河床基本干涸，廠址周圍沒有可以利用的地表供水工程，不能滿足本項(xiàng)目的用水需求。

項(xiàng)目位于汾河谷地，含水巖組主要是近代河谷沖積層，由砂、砂礫及卵石等組成的第四系松散巖類孔隙水，該層一般厚20～30 m，接受補(bǔ)給強(qiáng)、徑流路徑短、富水性強(qiáng)。河谷沖積層孔隙水水量豐富，可作為本項(xiàng)目生產(chǎn)生活用水水源。

根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)乜晒┧辞闆r，項(xiàng)目生產(chǎn)生活用水取水水源為汾河河谷沖積層孔隙水，符合當(dāng)?shù)厮Y源合理配置的要求，取水水源合理可行。

4.2 建設(shè)項(xiàng)目用水合理性分析

4.2.1 生產(chǎn)工藝分析

項(xiàng)目生產(chǎn)主要包括原煤準(zhǔn)備、分選作業(yè)、煤泥水作業(yè)等步驟。原煤經(jīng)汽車運(yùn)至洗煤廠堆放在儲(chǔ)煤場(chǎng)，去除大于250 mm大塊后，原煤落至受煤坑，受煤坑原煤經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至原煤分級(jí)篩，50 mm以上的篩上煤塊進(jìn)入破碎機(jī)，經(jīng)破碎后與50 mm以下的篩下煤，一并進(jìn)入跳汰機(jī)洗選。經(jīng)跳汰分選后選出三種產(chǎn)品：精煤、中煤、矸石。中煤和矸石分別進(jìn)入脫水斗式提升機(jī)，脫水后成為最終產(chǎn)品。精煤進(jìn)入篩孔為5 mm的脫水分級(jí)篩，進(jìn)行脫水分級(jí)，篩上物作為精煤產(chǎn)品，篩下物經(jīng)離心機(jī)脫水后，作為末精煤產(chǎn)品。煤泥水經(jīng)攪拌筒攪拌后去浮選，浮選精煤有壓濾機(jī)脫水后摻入末精煤，浮選尾煤進(jìn)入濃縮池，其底流入壓濾機(jī)脫水回收煤泥，濃縮池溢流水和壓濾機(jī)濾液，分別進(jìn)入循環(huán)水池作為洗煤水循環(huán)回用。

4.2.2 用水環(huán)節(jié)分析

本項(xiàng)目用水包括生活用水和生產(chǎn)用水，生活用水以辦公區(qū)公共設(shè)施用水為主，主要指保證職工安全生產(chǎn)和身體健康等附屬用水，包括辦公樓、單身宿舍、食堂及浴室用水；生產(chǎn)用水包括選煤系統(tǒng)用水、原煤堆場(chǎng)灑水、鍋爐補(bǔ)充水、化驗(yàn)室用水、綠化及降塵灑水。

4.2.3 污廢水處理及回用

項(xiàng)目洗煤系統(tǒng)用水實(shí)現(xiàn)一級(jí)閉路循環(huán)，不外排，產(chǎn)生的污廢水主要為生活污水和鍋爐、化驗(yàn)室廢水。生活污水來(lái)源主要為食堂、洗浴、單身樓和辦公樓用水，由排水管直接排至地埋式污水處理系統(tǒng)處理。鍋爐、化驗(yàn)室廢水排放量較少，由排水管收集后送地埋式污水處理系統(tǒng)統(tǒng)一處理。生活、生產(chǎn)污廢水處理后全部回用于廠區(qū)綠化灑水和原煤堆場(chǎng)灑水。

4.2.4 用水指標(biāo)分析

根據(jù)本項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝和用水特點(diǎn)，選取重復(fù)利用率、新水利用系數(shù)、單位產(chǎn)品取水量和職工人均生活日取水量進(jìn)行計(jì)算分析。

重復(fù)利用率。項(xiàng)目經(jīng)處理后的回用水量為9.21 m3/d，循環(huán)水量為7 337.28 m3/d，則重復(fù)利用水量為7 346.49 m3/d。項(xiàng)目新水量為377.06 m3/d，則用水量為7 723.55 m3/d，重復(fù)利用率R為95.1%。

新水利用系數(shù)。項(xiàng)目產(chǎn)生的廢污水經(jīng)處理后全部回用，不外排，新水利用系數(shù)為1。

單位產(chǎn)品取水量。項(xiàng)目生產(chǎn)取水量為366.36 m3/d，年運(yùn)行時(shí)間以330 d計(jì)，生活取水量為10.7 m3/d，年用水時(shí)間為365 d，則年取水總量為12.48萬(wàn)m3。改擴(kuò)建后項(xiàng)目年生產(chǎn)規(guī)模為150萬(wàn)t，則單位產(chǎn)品取水量為0.08 m3/t。符合《山西省用水定額》中現(xiàn)有重介生產(chǎn)工藝洗精煤用水定額為0.10 m3/t的要求。

職工人均生活日取水量。項(xiàng)目勞動(dòng)定員為90人，生活取水量為10.7m3/d，人均生活取水量為118.9L/（人·d），符合《山西省用水定額》中120 L/（人·d）的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)與國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的相符性、與區(qū)域水資源條件及水源配置的合理性分析，項(xiàng)目取水是合理的；通過(guò)對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)工藝、用水環(huán)節(jié)和用水指標(biāo)的計(jì)算、分析與比較，項(xiàng)目用水也是合理的。項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)改善當(dāng)?shù)厮Y源利用結(jié)構(gòu)、改變水資源浪費(fèi)現(xiàn)狀，起到了一定的引領(lǐng)示范作用。