[本篇论文由5var5VAR论文频道为您收集整理，5VAR论文频道http://paper.5var.com将为您整理更多优秀的免费论文，谢谢您的支持]摘　要:矿井水是煤炭开采中不可避免的伴生资源。分析了我国煤矿矿井水资源化利用现状,指出了矿井水资源化对实现 矿区的科学发展具有重要战略意义;通过对矿井水资源化利用途径、效益、原则的进一步分析,表明在矿区实现矿井水资源 化不仅是可行的,而且也会带来巨大的环境、经济、社会效益;概述了矿井水资源化处理的一般工艺,对我国矿区水资源化 利用具有指导意义.
    关键词:矿井水;资源化;处理工艺;问题对策;发展趋势 

 Abstract:Mine water is unavoidable associated resource in coal mining. The paper has analyzed the present situ- ation of mine water resources in China\'s coal mines and pointed out mine water resources is of strategic signifi- cance to the scientific development of mining area. On the basis of the further analysis of utilization, benefits and principle of mine water resources, it is demonstrated that mine water resources in mining area is not only feasible but also brings great environmental, economic and social benefits. The paper has also summarized the general techniques of handling mine water resources, which is of guiding significance to mine water resources in China\'s mining area.
    Key words:mine water; resources; treatment process; problems and countermeasures; developing trend 　　

    水资源危机是21世纪人类面临的最严峻的问题之 一。在我国,煤炭生产以地下开采为主,为了确保井下安 全,必须排除大量的矿井水。据统计我国每年矿井水排放 量高达45亿m3,而利用率仅为43。8%。其中大部分矿 井水未经处理就直接排放到江河湖泊,造成严重的环境污 染,从而也加重了水资源的短缺问题,已影响到我国煤炭 工业的进一步发展。全国约有70%的矿区面临缺水,有 40%的煤矿严重缺水,国有煤矿缺水达69·86万m3/d, 其中生活用水缺33·06万m3/d。煤矿排出的矿井水水 质差异非常大,少量矿井水质较好,无需处理,即可达到饮 用水标准;但大量的矿井水受开拓及采煤的影响,含有大 量悬浮物、高矿化度、显酸性、甚至含重金属离子,有的还 含氟、有机污染物和放射性物质等污染物,这些矿井水污 染程度低,资源化相对容易,成本较低,经处理后有多方面 的用途。因此矿井水的资源化对于缓解矿区面临的资源 和环境问题,提高人民生活质量,实现矿区的科学发展具 有重要战略意义.
    1　矿井水资源化利用途径分析 矿井水受开拓及采掘影响,含有大量煤粉、岩石粉尘 等悬浮物杂质和微生物,颜色呈灰黑色;开采高硫煤层的 矿井水,由于硫铁矿等含硫化合物的氧化作用,呈现酸性, 并含有大量的铁和重金属离子等污染物;此外有些矿井水 含有相当高的盐,有的还含有氟和放射性物质等污染物.
    矿井水利用应为先井下,后井上,先工业后生活,最后是农 业。目前矿井水综合利用方向主要有两个,即生产用水和 生活用水。其中生产用水又分为工业用水和农业用水.
    从煤矿水的用途来看,真正作生活饮用水的不到20%,绝 大部分是工业和生活杂用水。而这些用水对水质要求并 不高,一般矿井水经简单净化处理即可满足要求。因此, 煤矿完全可以通过分质供水来充分利用净化后的矿井水.
    将矿井水处理利用并取代地下水,可以减少地下水的超量 开采,实现矿井水资源化利用,促进矿区可持续发展.www.QiQi8.CN   778论文在线
    2　矿井水资源化原则 (1)节约为主,因地制宜,因水制宜,选取适用技术.
    矿区用水首先应该以节约为主,合理提高水资源利用率.
    各矿矿井水排放量及水质状况差异较大,应结合实际情 况,因地制宜地安排矿井水利用方向和利用量.
    (2)三效益统一。对于矿井水的资源化处理,应充分 考虑到经济、环境以及社会效益的统一,使企业在赢利的 同时减少对周边环境的不利影响.
    (3)就近原则。矿区生产用水对水质的要求较低,且 可就地取水,输送简单.
    3　矿井污水资源化处理技术 3·1　含悬浮物矿井水处理工艺 煤矿矿井水流经采掘工作面时带入了大量的煤粉、岩 粉、煤粒、岩粒等悬浮物,从而形成了含悬浮物矿井水。在 我国煤矿中,含悬浮物矿井水约占矿井排水量的60%,这 种矿井污水多成黑色,含有较多的细菌,水质简单,易于处 理。目前国内有着成熟的技术,一般采用混凝、沉淀、过 滤、消毒等工艺处理后,即可达到生产和生活的需求。如 图1所示是该类矿井污水处理经常使用的一种方法,比较 简单,不做赘述.
    

3·2　高矿化度矿井水处理工艺 矿井水中,一般把含盐量高于1000mg/L的污水称为 高矿化度矿井水。这类矿井水的含盐量主要来自Ga2+、 Mg2+、Na+、K+、SO42-、Cl-等离子,其硬度也较高。在采 掘活动中产生的这类污水还含有较高的煤、岩粉等悬浮 物,浊度大。我国煤矿高矿度矿井水的含盐量一般在1000 ~3000mg/L之间,少数矿区高达4000mg/L。形成矿井水 高矿化度的主要原因有气候干燥、易熔岩溶解、硫化物氧 化、海水混入等。处理这种污水的关键在于脱盐,目前国 内主要采用的方法是膜分离法,包括电渗析和反渗透两种 脱盐技术(见图2)。作为淡化技术的重要方法,离子交换 法和热力淡化法在处理高矿度矿井水中的实例并不多见, 有待于进一步的开发与研究.


3·3　酸性矿井水处理工艺 所谓煤矿酸性矿井水是指pH小于6·5的矿井水。在 我国,酸性矿井水的pH一般介于2·3—5·7之间。其主要 来源为硫化物的氧化、金属硫酸盐水解、H2CO3的酸性等.
    因其显酸性,所以对煤矿排水设备、轨道及其他机电设备 等均有很强的腐蚀性破坏;该污水排至地面,将会造成矿 区周围水体的严重污染,使土壤板结,农作物枯死。这类 污水主要分布在我国南方的大部分矿区。由于受到技术、 经济等方面的限制,国内煤矿酸性矿井水处理方法主要是 中和法。中和剂通常为碱性物质石灰石或石灰。此外生 物化学处理法、人工湿地工程、离子交换法等仍处于研究 阶段,尚未成熟,所以并没有得到广泛的应用,加深对酸性 矿井水处理技术的研究仍将是一重要课题。图3为石灰 石石灰联合中和法处理酸性水的优化工艺.

3·4　含重金属矿井水处理工艺 含重金属矿井水是指矿井水中含有的Hg、As、Pb、Cr 等元素的含量超过我国生活饮用水卫生标准的,对自然环 境和人类健康危害最大的一种工业废水。我国大部分矿 区的矿井水中不含重金属或重金属含量很低,只有东北、 华北北部、淮南等矿区有些矿井的矿井水含铁、锰离子较 多,同时也含有少量的重金属离子,且超过生活饮用水的 标准。由于无论采用何种方法处理重金属污水均不能分 解破坏重金属,所以只能通过转移其存在的位置、改变其 物理或化学形态的方法对其进行处理。目前,国内煤矿由 于受经济和技术的制约,对含重金属矿井水处理的实例很 少。国外主要采用的方法有沉降法(如离子交换法、氧化 还原法、硫化法等)和分离法(如反渗透法、电渗析法等), 处理后的矿井水可直接排放,而沉淀污泥或浓缩产物等剩 下的一部分处理物还要经过进一步的工序进行处理,以防 二次污染.
3·5　含放射性污染物矿井水处理工艺 随着人们对矿井污水成分的深入研究,我国越来越多 的矿区发现含放射性污染物。据检测,我国矿井污水放射 性超标的主要是α粒子,及少量的β粒子和γ射线。这些 放射性射线会损害人体组织,在体内大量蓄积会引起畸 形、突变,诱发癌症等,严重者可导致死亡。因此,矿区应 该加强对该类矿井水的综合治理。目前广为接受的处理 方法有化学沉淀法、离子交换法和蒸发法。化学沉淀法多 用于低放和中放废水处理;离子交换法技术在处理污水上 的成效已经日益突出;蒸发法虽然耗能较多,但在煤矿区, 可以开发利用煤矸石和低热值煤做供热原料。但总体而 言,矿井水中的天然放射性核素经历了漫长的地质时期, 放射性衰变产物与其母体达到放射性平衡状态,处于低放 射性水平,放射性核素的浓度一般低于生活饮用水的标 准,不影响生活饮用水.

3·6　高氟矿井水处理工艺 高氟矿井水

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