以邢東礦為例探討煤炭企業(yè)水資源綜合利用管理

◎于經(jīng)

引言

邢東礦致力于建設(shè)“節(jié)能型、環(huán)保型、生態(tài)綠色型”的花園式礦井，也致力于打造節(jié)水型企業(yè)，不斷探索水資源綜合利用新途徑。通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和創(chuàng)新，對(duì)兩座礦井、生活污水處理廠進(jìn)行改擴(kuò)建。新增1套礦井水處理系統(tǒng)作為備用處理系統(tǒng)用于應(yīng)急處理礦井水，處理能力由4000m3/d擴(kuò)容至12000m3/d，生活污水處理廠采用SBOT同步生物氧化法處理工藝，處于全國(guó)先進(jìn)水平。不斷優(yōu)化礦區(qū)中水回用管網(wǎng)，除必要的生活用水使用新水外，超高水充填、井下降塵、沖車系統(tǒng)、原煤線噴淋、辦公樓沖廁、清掃車等全部實(shí)現(xiàn)中水再利用，并在礦區(qū)主要道路安裝高壓噴槍，低位噴霧設(shè)施，生態(tài)園金牛湖和園林灌溉用水全部使用中水，有效減少了新取水量，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

一、水資源綜合利用的意義

我國(guó)是水資源短缺的國(guó)家，缺水問(wèn)題比較突出，而同時(shí)污水排放量的快速增長(zhǎng)也影響到了自然界的水環(huán)境，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。隨著我國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程明顯加快，對(duì)污水處理回用提出了更高要求。城市污水處理回用在替代清潔水源的同時(shí)減少了污水排放量，降低了城市排污負(fù)荷，具有水量穩(wěn)定、輸水距離短、制水成本低等特點(diǎn)，可以提供安全可靠的替代水源，是解決缺水問(wèn)題的戰(zhàn)略選擇。

鑒于邢東礦處于邢臺(tái)市市區(qū)的特殊位置，環(huán)保壓力異常嚴(yán)峻，水資源費(fèi)用也居高不下。目前邢東礦水資源方面需要繳納的費(fèi)用，主要涉及到水務(wù)局的水資源稅、環(huán)保局的排污稅、水業(yè)集團(tuán)的污水處理費(fèi)等項(xiàng)目，每年水資源方面需要繳納的費(fèi)用近千萬(wàn)元。節(jié)水降費(fèi)的任務(wù)迫在眉睫。降低清水的取用量，提高中水回用量，減少外排量是降低各項(xiàng)稅費(fèi)的根本方法，也是最直接和最有效的方法。同時(shí)提高中水品質(zhì)，探索外部其他利用方向和渠道，可實(shí)現(xiàn)增收、節(jié)支、降耗一舉多得。既能緩解環(huán)保壓力，也能降低各項(xiàng)稅費(fèi)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

二、煤礦水資源治理利用的途徑

我國(guó)煤礦礦井水的利用率還很低，平均僅為22%。雖然我國(guó)有意識(shí)的綜合利用礦井水起步較晚，利用率只有15%左右。但就目前來(lái)說(shuō)，隨著各礦水資源的緊張，許多礦區(qū)都進(jìn)行了不同程度的綜合利用工作，主要利用有工業(yè)用水、生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉。

除了這些常規(guī)的利用外，要開(kāi)發(fā)新的利用方式。

1.利用礦井水和電廠余熱實(shí)現(xiàn)辦公樓冷暖空調(diào)水源熱泵技術(shù)是一項(xiàng)新興的節(jié)能空調(diào)技術(shù)，可達(dá)到節(jié)約投資及運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)約能耗，節(jié)約用水，減少對(duì)環(huán)境影響的效果。

2.井下處理利用。含懸浮物礦井水污染程度較低，易于凈化處理，如果在井下采取諸如清濁分流、水倉(cāng)預(yù)沉等措施，會(huì)使礦井水的井下處理難度更低。因此建立井下礦井水處理系統(tǒng)，改進(jìn)礦井現(xiàn)有的供水系統(tǒng)，使部分礦井水在井下實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，在技術(shù)上完全是可行的。建立井下礦井水處理系統(tǒng)，將礦井地面供水變?yōu)榫鹿┧?，可?jié)省大量的礦井排供水費(fèi)用，對(duì)開(kāi)采深度較大的礦井來(lái)說(shuō)，其經(jīng)濟(jì)效益更顯著。

3.與附近的城市綜合利用，將礦井水資源納入全市水資源管理規(guī)劃，實(shí)行統(tǒng)一管理。充分利用地面供水主干網(wǎng)，將其礦井水直接向市區(qū)供水，以緩解市區(qū)用水緊張的狀況。

三、提高煤炭企業(yè)水資源綜合利用策略

1.水資源綜合管理體系建設(shè)。

為能進(jìn)一步深入加強(qiáng)對(duì)邢東礦水資源的管理和利用，成立水資源管理領(lǐng)導(dǎo)小組，節(jié)能環(huán)保企管科定期組織召開(kāi)會(huì)議并做好會(huì)議記錄，召集各相關(guān)部門(mén)對(duì)全礦取水、用水、排水情況進(jìn)行詳細(xì)摸底，集思廣益探討節(jié)水降費(fèi)的可行方法，最大程度的實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。同時(shí)下設(shè)水資源管理辦公室，辦公主任由節(jié)能環(huán)保企管科科長(zhǎng)兼任。

領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)制定節(jié)水降費(fèi)的實(shí)施方案，引導(dǎo)、協(xié)調(diào)、督促全礦各部門(mén)優(yōu)化用水方式，落實(shí)節(jié)水措施，探索中水綜合利用途徑，提高中水回用率，減少外排水量，最大限度實(shí)現(xiàn)節(jié)水降費(fèi)。

為切實(shí)做好節(jié)水降費(fèi)工作，領(lǐng)導(dǎo)小組首先確定節(jié)水目標(biāo)：除了生活必需的飲用水、澡堂用水采用清水以外，地面降塵、井下充填、井下抑塵、沖車系統(tǒng)、原煤線噴淋、辦公樓沖廁、金牛湖景觀、生態(tài)園澆灌、清掃車灑掃、煤倉(cāng)及副井口噴淋系統(tǒng)，全部采用中水，最大限度的降低清水取用量。

針對(duì)這一目標(biāo)，領(lǐng)導(dǎo)小組及時(shí)組織協(xié)調(diào)各部門(mén)分工合作，有條不紊地扎實(shí)推進(jìn)中水回用改造工程：

（1）后勤部負(fù)責(zé)繪制全礦供水、排水管路現(xiàn)狀圖，在繪制和測(cè)量過(guò)程中遇到的問(wèn)題，動(dòng)力科負(fù)責(zé)協(xié)助；遷建辦負(fù)責(zé)中水管路的網(wǎng)絡(luò)圖，動(dòng)力科負(fù)責(zé)井下供排水、污水廠的網(wǎng)絡(luò)圖。

（2）遷建辦負(fù)責(zé)將礦井水廠西側(cè)預(yù)沉池清理改造為中水蓄水池，完成中水利用泵房及管網(wǎng)改造敷設(shè)，連通注漿站、煤倉(cāng)、矸石倉(cāng)、副井口、原煤線。

（3）除遷建辦負(fù)責(zé)的中水回用管路敷設(shè)以外的管網(wǎng)改造工作由后勤部負(fù)責(zé)，包括調(diào)度辦公樓、生產(chǎn)樓和污水處理樓的沖廁改造，完成調(diào)度辦公樓沖廁的自動(dòng)切換；金牛湖、生態(tài)園澆灌、清掃車用水的改造；礦區(qū)地面降塵改造。

（4）動(dòng)力科負(fù)責(zé)原煤線噴淋降塵的中水改造；煤銷部負(fù)責(zé)煤倉(cāng)、矸石倉(cāng)噴淋降塵的中水改造；

（5）企管科負(fù)責(zé)對(duì)中水回用情況的協(xié)調(diào)、管理等工作。

各相關(guān)單位認(rèn)真按照水資源管理領(lǐng)導(dǎo)小組研究制定的方案措施，盡職履責(zé)，密切配合，不等不靠，高效推進(jìn)，確保水資源管理與利用再上新臺(tái)階，節(jié)水降費(fèi)工作早見(jiàn)成效。

2.以循環(huán)、降耗、增效為重點(diǎn)的水資源綜合利用管理模式創(chuàng)新。

以滿足消費(fèi)者需求和社會(huì)清潔環(huán)境的需要為企業(yè)的最高責(zé)任，堅(jiān)持提高資源率和堅(jiān)持污染物“零排放”并舉的原則，在現(xiàn)有“廢水”治理基礎(chǔ)上，加大科技金、專家力量投入，多次利用資源，構(gòu)造內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)，參與地區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，達(dá)能、降耗、增值、清潔的多重目標(biāo)。

及時(shí)更新觀念，是強(qiáng)化提高“廢水”治理水平的基礎(chǔ)。企業(yè)的“廢水”治理符合建立節(jié)約型社會(huì)的宏觀趨勢(shì)，及時(shí)更新觀念，不斯地提高”廢水”治理水平，是企業(yè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要任務(wù)。必須建立以過(guò)控制為主、末端擁有高水平治理工藝的系統(tǒng)化、規(guī)范化的清潔生產(chǎn)管理體系。

推進(jìn)環(huán)境管理體系，搭建水資源綜合利用平臺(tái)。企業(yè)全面推行ISO14001環(huán)境管理體系，編制環(huán)境管理手冊(cè)，以節(jié)能染防治、廢物回收等內(nèi)容為主線，突出企業(yè)環(huán)境高效、環(huán)保為原則，以節(jié)能降耗理，并制定了污染物防治應(yīng)急處理、物資使用和回收、資源能源節(jié)約等方面的管理控制程序。環(huán)境管理體系的推行為廢水治理建立了宏觀組織架構(gòu)和管理平臺(tái)，為實(shí)施以循環(huán)、降耗、增效為重點(diǎn)的廢水資源綜合利用打下了良好的基礎(chǔ)。

3.升級(jí)治理設(shè)施，源頭降低污染，增加利用途徑。

邢東礦生活污水來(lái)自工業(yè)廣場(chǎng)的職工公寓、食堂、辦公樓、洗浴等的排水。生活污水處理廠采用“調(diào)節(jié)池+SBOT生化池”工藝，處于全國(guó)先進(jìn)水平。生活廢水經(jīng)處理后全部回用于玻纖用水、工業(yè)廣場(chǎng)灑水、抑塵用水、綠化景觀用水，沖車系統(tǒng)、辦公樓沖廁。礦井水處理廠要處理礦井水，設(shè)計(jì)處理能力4000m3/d，經(jīng)“預(yù)沉調(diào)節(jié)+絮凝沉淀+多介質(zhì)過(guò)濾”處理工藝處理后，處理達(dá)標(biāo)的礦井水用于充填開(kāi)采、廠區(qū)綠化、抑塵用水以及外供邢臺(tái)市市政灑水用水。2017年邢東礦礦井水處理廠進(jìn)行升級(jí)改造，礦井水處理廠擴(kuò)容升級(jí)改造工程：新增1套礦井水處理系統(tǒng)作為備用處理系統(tǒng)用于應(yīng)急處理礦井水，建設(shè)內(nèi)容包括提升泵房、加藥間、應(yīng)急（蓄）排水池、高效澄清池、多介質(zhì)濾池、煤泥濃縮池、煤泥脫水間等設(shè)施。改造后處理工藝仍為“預(yù)沉調(diào)節(jié)+絮凝沉淀+多介質(zhì)過(guò)濾”工藝，處理能力由4000m3/d擴(kuò)容至12000m3/d，出水指標(biāo)保持不變。處理達(dá)標(biāo)后的礦井中水回用于超高水充填、廠區(qū)綠化、抑塵用水以及外供邢臺(tái)市市政灑水用水、園博園內(nèi)湖，實(shí)現(xiàn)了零外排。

4.井下中水回用

充填開(kāi)采在國(guó)外始于20世紀(jì)60年代，波蘭、德國(guó)、法國(guó)等煤礦都曾采用過(guò)充填法采煤。最初采用尾砂膠結(jié)充填技術(shù)，后來(lái)發(fā)展為高濃度充填技術(shù)、膏體充填、塊石砂漿膠結(jié)充填和全尾礦膠結(jié)充填等新技術(shù)。國(guó)內(nèi)礦山從20世紀(jì)60年代開(kāi)始采用水砂充填工藝，但粗骨料膠結(jié)充填的輸送工藝復(fù)雜，且對(duì)物料級(jí)配的要求較高，在70年代至80年代，上述充填幾乎被細(xì)砂膠結(jié)充填完全取代。20世紀(jì)80～90年代出現(xiàn)了高濃度充填技術(shù)、膏體充填、塊石砂漿膠結(jié)充填和全尾礦膠結(jié)充填等新技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)礦山應(yīng)用的主要充填開(kāi)采方法可分為三類，分別為：干式充填、膏體充填和超高水材料充填等。

超高水材料充填是在水中添加超高水材料，配制成兩種以水為主要成分的具有高流動(dòng)性的漿體（水含量95%以上），在即將進(jìn)入充填區(qū)之前進(jìn)行混合，使流入采空區(qū)的混合漿體在可控時(shí)間內(nèi)膠結(jié)、凝聚，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)充填采空區(qū)，控制圍巖變形，避免地表下沉的目的。

超高水材料充填開(kāi)采較其它方法優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

（1）材料流動(dòng)性好，兩種漿體以水為主要成分（95%以上），未混合前不凝聚、不膠結(jié)；

（2）混合后，膠結(jié)、凝聚時(shí)間可控性強(qiáng)，流動(dòng)性好，能充分填充采空區(qū)、破碎矸石縫隙以及采場(chǎng)頂板暴露期所產(chǎn)生的新裂隙。

（3）材料具有穩(wěn)定性、不收縮，不怕水，有微膨脹現(xiàn)象。

（4）具有重結(jié)晶性，當(dāng)超高水材料硬化體壓裂后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，壓裂的硬化體裂縫能夠重新彌合而恢復(fù)強(qiáng)度。

超高水材料充填固體料用量少，形成的固結(jié)體水含量可達(dá)95%以上，且充填用水可直接使用礦井污水處理廠的中水，來(lái)源可靠，同時(shí)也降低了礦井排水費(fèi)用，是一種可行的方法。

供水管網(wǎng)改造如下：優(yōu)化供井下中水管路，污水處理廠中水池連接至至副井口蓄水池，并中水管路進(jìn)行保溫和防腐處理。

邢東礦礦井污水處理廠的中水主要用于井下超高水充填外，其余部分用于井下噴淋抑塵、打眼、冷卻水等途徑，節(jié)約清水取用量非?？捎^。

5.地面中水回用。

結(jié)合前期的調(diào)研準(zhǔn)備工作，對(duì)全礦的中水回用管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造，其中包括辦公樓沖廁、生態(tài)園、沖車系統(tǒng)、玻纖供水、原煤線降塵等回用渠道，確定整個(gè)工程的基本方案如下：

（1）將礦井水廠西側(cè)預(yù)沉池清理改造為中水蓄水池，可以滿足1000方的需水量。花房?jī)?nèi)200方的水池完成污泥清理、沖洗、清理干凈池壁，并做防水處理。

（2）優(yōu)化改造辦公樓供水系統(tǒng)，原供水管道連接至中水池，使辦公樓沖廁實(shí)現(xiàn)中水回用。

（3）優(yōu)化改造煤場(chǎng)沖車系統(tǒng)供水系統(tǒng)，原供水管道接通中水池，使沖車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中水回用。

（4）安裝1套向生態(tài)園自動(dòng)供水系統(tǒng)，管道連接中水水池。使金牛湖用水、生態(tài)園綠化澆灌實(shí)現(xiàn)中水回用。

（5）原煤線分級(jí)篩、破碎機(jī)、皮帶機(jī)、刮煤機(jī)等26個(gè)卸載點(diǎn)的高壓噴霧設(shè)備，接通中水管路。使原煤線噴淋降塵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中水回用。

（6）煤倉(cāng)矸石倉(cāng)、副井口廢料場(chǎng)、注漿站噴淋降塵實(shí)現(xiàn)中水回用。將污水處理廠內(nèi)處理的中水引至花房地下中水池，并接通生態(tài)園內(nèi)泵房、原煤線、煤倉(cāng)、副井口廢料場(chǎng)、注漿站東西儲(chǔ)料罐封閉廠房等降塵主管道，安裝連接煤倉(cāng)內(nèi)降塵噴頭及管道。

（7）其他回用渠道。礦區(qū)內(nèi)卷盤(pán)箱、垃圾清掃車、礦區(qū)主干路高低位噴霧、外供園博園內(nèi)湖等途徑。

經(jīng)過(guò)對(duì)中水管網(wǎng)的優(yōu)化改造，可以實(shí)現(xiàn)生活污水廠的中水全部回用，有效降低清水取用量。礦井污水廠的中水除了礦區(qū)回用外，剩余部分通過(guò)外排管路直達(dá)園博園內(nèi)湖，我礦和邢東新區(qū)達(dá)成了一致協(xié)議，價(jià)格按1元/方計(jì)算，每年中水外供可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收、零排放一舉多得。除了創(chuàng)收的效益外，邢東礦主動(dòng)履行社會(huì)責(zé)任，積極建立良好的政企關(guān)系，為邢東新區(qū)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

6.健全廢水資源綜合利用考核制度。

在公司的領(lǐng)導(dǎo)下，邢東礦健全了水資源綜合利用的考核制度和監(jiān)督機(jī)制，自上面下建立了公司、廠部、車間三級(jí)考核體系。企業(yè)將要完成的廢水治理及綜合利用目標(biāo)進(jìn)行量化，形成《部門(mén)績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)》，考核結(jié)果作為每月獎(jiǎng)金分配的重要依據(jù)。然后各生產(chǎn)廠將公司下達(dá)的指標(biāo)分解到車間，車間再將指標(biāo)分解到個(gè)人，這樣就形成了有效的三級(jí)考核體系從而使公司的廢水治理及利用目標(biāo)與職工的崗位目標(biāo)達(dá)到有機(jī)結(jié)合。在責(zé)任制度考核的推動(dòng)下，車間領(lǐng)導(dǎo)自發(fā)組織職工進(jìn)行改革創(chuàng)新，企業(yè)上下人人從自身傲起，從小事做起，以制度為紐帶，形成了積極開(kāi)展清潔生產(chǎn)的良好氛圍。

結(jié)束語(yǔ)

煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源，又是一種寶貴的水資源。目前我國(guó)很多煤礦一方面嚴(yán)重缺水，另一方面未經(jīng)處理直接外排，造成大量水資源的浪費(fèi)，并且污染環(huán)境。因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業(yè)用水或生活飲用水，不僅解決了礦區(qū)缺水問(wèn)題，而且充分利用了礦井水資源，節(jié)省了地下水資源，具有明顯經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。