[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:矿井水是煤矿排放量最大的一项废水,从矿井水资源化、减少矿井水涌出量和矿 井水污染程度3个方面,对矿井水污染进行控制,不仅能解决矿井水污染问题和矿区缺水 问题,而且充分利用了矿井水水资源,节约了地下水资源,有利于促进矿区可持续发展.
    关键词:矿井水;资源化;污染控制;环境保护 煤炭作为不可再生资源,在我国能源生产和消 费中一直占有极其重要的地位,为了满足国民经济 发展的需要,近年来我国煤炭产量一直稳定在10亿 t以上。随着我国煤炭的大规模开发和利用,水资 源遭受了严重的污染,其中矿井水是煤矿排放量最 大的一项废水。全国煤矿外排矿井水约为22亿m3 以上,大部分矿区的吨煤排水量约为2~4 m3 [1].
    这些废水如果不加处理任意排放,不仅浪费宝贵的 水资源,而且严重污染环境,淤塞河道,破坏景观,影 响人民生活和农林鱼牧业的生产和发展。据统计, 我国约有70%的矿区面临缺水, 40%的煤矿严重缺 水, 80%的煤矿职工饮用不洁水[2]。矿井水的污染 控制及资源化可以解决煤矿水资源污染和短缺问 题,对煤炭企业可持续发展有着重大意义.
    1　矿井水对环境的污染 矿井水是伴随煤炭开采而产生的地表渗透水、 岩溶水、矿坑水、地下含水层的疏放水以及生产、防 尘用水等组成,通常含有大量的悬浮物,有的还呈现 出高矿化度或酸性,甚至还含有放射性元素及氧化 物等,若直接外排会对地表河流等水资源产生较严 重的污染。高矿化度的矿井水排出后,若用于农田 浇灌,则会引起土壤性能的改变,如土壤的盐化等.
    此外,高矿化度的矿井水排入地表后,引起地表水矿 化作用的增强而产生水生生物效益问题,从而引起 无脊椎动物及渔群贫乏化的巨变,甚至完全死亡.www.QiQi8.CN   778论文在线
    酸性矿井水腐蚀管路及设备,污染地表水体和土壤, 破坏自然景观,危害动植物的生长发育等,例如:美 国阿巴拉契亚地区1700 km河流的水质,有1000 km被井下和露天的酸性矿坑水所污染,使水生物减 少,甚至灭绝。酸性矿井水可改变水体和土壤的pH 值,从而危及鱼类的生存、繁殖(允许pH值为4. 5~ 9)及农作物的生长(允许pH4. 5~9. 0)[3]。再者酸 性污染物可造成水体硬度的增高,导致工业用水水 质处理费用的提高。饮用过高硬度的水对人的健康 会产生一定的影响。此外,酸性废水可增加一些重 金属的溶解,从而加大了废水的毒性。含放射性元 素的矿井水严重危及人民生命安全和正常生产活动 的进行,据对全国重点煤矿矿井水、饮用水天然α、 总β放射性水平调查,我国有将近50%左右的矿区 的矿井水和饮用水总α放射性超标,有的甚至超标 数十倍[4].
    矿井水的大量排放,一方面严重污染了水源,另 一方面也破坏了地下水的循环系统,甚至导致矿区 地下水位下降,同时也给人民生命安全带来危害,且 矿井水排放量大、持续时间长、污染范围大、影响地 区广,严重影响了人类生活环境.
    2　矿井水污染的控制技术 矿井水对水资源的污染,可以通过矿井水资源 化,利用特殊开采技术减少矿井水涌出量和降低其 污染程度来控制.
    2.1　矿井水的资源化 矿井水由于受到开采、运输过程中散落的粉煤 灰、岩粉和矿工生产活动及煤中伴随矿物的分解氧 化的污染,按其含污物特性一般分为:洁净矿井水、 含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水及含 特殊污染物的矿井水等.
    (1)洁净矿井水。洁净矿井水多数是从奥陶纪 石炭二叠系的太原组及茅口组灰岩中涌出的,其水 质较好,一般pH呈中性,硬化度与浊度低,不含有 毒有害离子。只需在井下涌水水源处妥善截流,通 过专用管排至井底,再经水泵排至地表,不用处理或 经简单消毒即可作为生活饮用水,有的还含有多种 有益元素,可直接开发作为矿泉水.
    (2)含悬浮物矿井水。含悬浮物矿井水一般指 除悬浮物、细菌及感官指标外,其它理化指标均满足 饮用水卫生标准的矿井水。其悬浮物含量多在100 ~400 mg/,l在我国北方矿区分布较广,如平顶山、 焦作、开滦及华东、华北矿区的矿井水多数属这种水 质。最常规方法主要是采用混凝、沉淀、过滤、消毒 杀菌处理工艺,经处理后的矿井水,可作为生活饮用 水及井上、下工业用水[1]。常用的处理工艺流程见 图1.

　　(3)高矿化度矿井水。高矿化度矿井水也称含 盐矿井水,它是由于地下水与碳酸盐和硫酸盐岩层 的接触融蚀,使水中Ca2+、Mg2+、CO2-3、HCO-3、SO2-4 等离子增多而形成的,矿化度大多为1000~4000 mg/,l水质多呈碱性,带苦涩味,其硬度往往也较高.
    高矿化度水处理分两步进行:一是预处理(主要去 除悬浮物),主要采用混凝沉淀技术去除悬浮物及 杂质;二是脱盐处理,使处理后水含盐量符合我国卫 生饮用水要求。脱盐处理方法有蒸馏法、电渗析、反 渗透法。常用方法是电渗析法,目前我国处理高矿 化度矿井水几乎全部采用电渗析技术[2]。经处理 后的矿井水一般可做工业用水.
    (4)酸性矿井水。酸性矿井水主要是因为被采 煤层中含有大量的硫铁矿,在有充足的氧气和细菌 的情况下,黄铁矿氧化生成亚硫酸和硫酸,造成矿井 水呈酸性,一般含有大量的Fe(Fe2+、Fe3+)。它严 重腐蚀矿山设备和管道,未经处理排入地面水体,会 危害水生生物,并使禾苗枯死。目前我国大多数采 用酸碱中和法处理这类矿井水,即用廉价的碱性物 质和石灰作中和剂处理酸性水。由于酸性矿井水水 质一般较复杂,若将其处理为生活用水,其成本较 高,经处理后的酸性矿井水,一般可作为工业用水和 达标后排放用作浇灌农田,也可作为矿井锅炉房除 尘,井下防尘用水.
    (5)含特殊污染物的矿井水。一些含重金属、 放射性元素、氟化物等的矿井水,首先应去除悬浮 物,然后对其中不符合标准水质的污染物质进行处 理,对含氟水,可用活性氧化铝吸附除去氟。含铁、 锰水,通常采用混凝、沉淀、吸附、离子交换和膜技术 等处理方法[5]。它们对环境的污染和人体的健康 危害性较大,且处理工艺较复杂,成本也较高,按常 规处理后很难满足生活饮用水及工业用水的标准, 通常只要求达标排放或仅作农灌用.
    2.2　采用特殊开采技术减少矿井水涌出量 (1)当煤层顶板一定距离内有较大含水层时 (如三叠纪的某些灰岩),可采取一些采后顶板移近 量较小的特殊开采技术(如条带式采煤法、充填采 煤法,房柱式采煤法,离层带的注浆充填法等),以 最大程度地降低顶板下沉量,使煤层顶板冒落的高 度不致导通上覆的含水层[6].
    (2)当煤层底板有强含水层时(如某些北方矿 区的奥灰岩、南方某些矿区的茅口灰岩),井下巷道 布置应与这些含水层保持一定的安全距离。如遇断 层切割,则应进行渗水和突水的严密封堵.
    (3)当矿区地面有湖泊、河流、水库等水体时, 应在地下相应范围留设保安煤柱或采用充填采煤 法、条带采煤法等特殊采煤方法,严格控制采动影响 范围,力求避免由于采动引起的采动裂隙导通上覆 水体.
    (4)对于实现水力化采煤的矿井,应用闭路循 环供水系统,使废水在生产过程中多次重复使用.
    (5)对地表的塌陷区和和裂缝应采用密封性能 较好的材料进行填堵.
    2.3　降低矿井水的污染程度 定期对井下水仓进行清理;完善井下排水系统, 水沟规范并加盖板;以水介质代替乳化液或尽量采 用油路系统的闭路循环;加强井下环境卫生的管理, 严禁粪便及腐烂物混入矿井水;对充填或灌浆污水, 必须先进行井下沉淀后方可排入井下水仓.
    3　结　语 矿井水资源化和污染控制可以有效解决环境污 染问题,净化处理后的矿井水作为生产、生活用水及 其它用水,不仅能解决矿区缺水问题,而且充分利 用了矿井水水资源,节约了地下水资源,保护矿区 地下水和地表水的自然平衡。此外,还能避免因水 污染引起的与当地农民的纠纷,有利于当地经济的 发展,保证煤矿企业的正常生产和经营,提高煤矿企 业的综合效益,促进矿区的可持续发展.
    参考文献: [1]刘　萍,周锡德.煤矿“三废”的资源化探讨[J].矿业安全与 环保, 2005, (3) : 43~44.
    [2]田采霞,宋小梅,郭宝华.论我国煤矿环境问题及对策[J].矿 业安全与环保, 2004, 31(2): 4

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