關(guān)于礦井水復(fù)用的煤礦供水系統(tǒng)優(yōu)化改造探討

張洪亮

摘 要：如何提高水的重復(fù)利用率和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活分質(zhì)供水一直是各大工業(yè)企業(yè)探究的課題。本文從提高紅柳煤礦礦井水復(fù)用率的方面入手，提出了分質(zhì)供水的設(shè)想和方案，并對(duì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，探討了對(duì)煤礦供水系統(tǒng)優(yōu)化改造提高水的重復(fù)利用率。

關(guān)鍵詞：煤礦供水；分質(zhì)供水；礦井水復(fù)用；優(yōu)化改造

紅柳黃河水泵站和紅柳日用泵站位于紅柳煤礦工業(yè)廣場(chǎng)，紅柳黃河水泵站是將上級(jí)泵站的來(lái)水加壓轉(zhuǎn)輸送至金鳳泵站，而不直接向紅柳煤礦供水，屬增壓泵站。紅柳日用泵站擔(dān)負(fù)著向紅柳煤礦及選煤廠和麥垛山煤礦供給生產(chǎn)、生活用水，屬配水泵站。這兩座泵站的水源均取自鴨子蕩水庫(kù)處理后的黃河水，且進(jìn)水水質(zhì)均滿足生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。紅柳煤礦及選煤廠用水量約為6900m3/d；麥垛山煤礦用水量約為2700m3/d，而紅柳煤礦處于半干旱半沙漠大陸性氣候地帶，平均降水量少而蒸發(fā)量非常大，水資源十分短缺，這也給企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了很大的難題。

礦井在開(kāi)采過(guò)程中由于井巷穿越含水層都會(huì)產(chǎn)生涌水，紅柳礦井下排水量為632m3/h，麥垛山礦井下排水量766m3/h，礦井涌水按60%水量復(fù)用，而經(jīng)除鹽后按復(fù)用水量75%計(jì)，兩座礦井除鹽后合計(jì)可用水量約為15000m3/d，這些水量不但可以滿足兩座礦井的生產(chǎn)、灌漿、井下降塵用水，還可以補(bǔ)充選煤廠用水、地面綠化和澆灑用水，是利用價(jià)值非常大的再生水資源。

1 改造原則

如果能將礦井復(fù)用水充分利用，不但可以解決企業(yè)生產(chǎn)用水短缺的難題，而且提高了水的循環(huán)使用率，從而降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，更重要的是從根本上減少了水資源的浪費(fèi)。本次優(yōu)化改造的基本原則如下：①本著技術(shù)上科學(xué)可靠、經(jīng)濟(jì)上節(jié)約合理的原則確定改造方案和改造規(guī)模。②要達(dá)到礦井生活用水和生產(chǎn)用水實(shí)現(xiàn)分質(zhì)供水的目的，即生活用水要使用黃河水，而生產(chǎn)、消防和降塵用水要使用礦井復(fù)用水。③在保證供水安全的前提下，充分利用原有供水設(shè)施和設(shè)備。

2 改造方案

兩套方案都是對(duì)現(xiàn)有兩座泵房及蓄水池功能進(jìn)行調(diào)整，但在規(guī)劃方面會(huì)有所不同，方案內(nèi)容如下：

方案一：原有泵房不需要擴(kuò)建，將紅柳日用泵站內(nèi)紅柳生活水泵、麥垛山生活水泵拆除，將紅柳黃河泵站內(nèi)第四臺(tái)向金鳳泵站增壓供水泵拆除，從而將日用泵站拆除的紅柳生活水泵和麥垛山生活水泵轉(zhuǎn)移安裝至黃河水泵站內(nèi)。在日用泵站原紅柳和麥垛山生活水泵的位置和泵房原有預(yù)留空間新安裝生產(chǎn)供水泵2臺(tái)（單臺(tái)流量200m3/h，揚(yáng)程44m，功率45kW）、井下灑水泵2臺(tái)（單臺(tái)流量180m3/h，揚(yáng)程20m，功率18.5kW）、選煤廠補(bǔ)水泵2臺(tái)（單臺(tái)流量200m3/h，揚(yáng)程28m，功率30kW），新增水泵直接與泵房母管連接。

同時(shí)，增加紅柳礦井水處理站至紅柳日用泵站北側(cè)水池的聯(lián)接管道，管道末端分別引至日用泵站兩個(gè)水池。從而將處理后的復(fù)用水從處理站引到了日用泵站水池，作為生產(chǎn)、消防和其他非生活飲用水的水源。該聯(lián)通管道設(shè)計(jì)管徑為DN500，管材選用內(nèi)外涂塑螺旋焊接鋼管，管線長(zhǎng)度930m，焊接連接，管道承壓1.0MPa。管道在廠區(qū)管溝內(nèi)沿地敷設(shè)，出管溝直埋敷設(shè)，管頂埋深1.5米。

最后，將日用泵站水池黃河水進(jìn)水管截?cái)喾舛?，防止礦井復(fù)用水返流造成二次污染。

方案二：在現(xiàn)有黃河水泵房西側(cè)擴(kuò)建泵房，將紅柳日用泵站內(nèi)的紅柳、麥垛共4臺(tái)生活水泵拆除并遷移至黃河水?dāng)U建泵房?jī)?nèi)，同時(shí)把日用泵站內(nèi)的二次消毒設(shè)備遷移安裝至黃河水?dāng)U建泵房?jī)?nèi)?？紤]黃河水泵站后期擴(kuò)容增量，在新擴(kuò)建泵房?jī)?nèi)預(yù)留4臺(tái)機(jī)組的安裝位置。然后在日用泵站原紅柳和麥垛山生活水泵的位置和泵房原有預(yù)留空間新安裝生產(chǎn)供水泵2臺(tái)（單臺(tái)流量200m3/h，揚(yáng)程44m，功率45kW）、井下灑水泵2臺(tái)（單臺(tái)流量180m3/h，揚(yáng)程20m，功率18.5kW）、選煤廠補(bǔ)水泵2臺(tái)（單臺(tái)流量200m3/h，揚(yáng)程28m，功率30kW），新增水泵直接與泵房母管連接。

將礦井水處理站處理后的復(fù)用水接入日用泵站水池的方式與方案一基本相同，不同點(diǎn)是在日用泵站水池黃河水進(jìn)水管上安裝逆止閥和閘閥，并不截?cái)喾舛略摱芜M(jìn)水管。

3 方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

對(duì)上述2個(gè)方案從固定資產(chǎn)投資方面進(jìn)行比較，如下表：

通過(guò)對(duì)比2個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)性可知：方案一比較方案二在各項(xiàng)費(fèi)用的投資上都少，其中在土建工程投資中2個(gè)方案相差最多，這也是造成總投資費(fèi)用相差很多的最主要原因。

4 結(jié)語(yǔ)

①方案一不需要新建土建工程，而在原有設(shè)施上進(jìn)行優(yōu)化改造，固定資產(chǎn)投資少，有節(jié)省資金的優(yōu)點(diǎn)。但是，方案一中拆除了黃河水泵站內(nèi)1臺(tái)向金鳳泵站增壓輸水的泵組，若后期供水量不足，仍然需要擴(kuò)建泵房來(lái)增加水泵，反而增加了二次改造的投資費(fèi)用。另外，方案一中還截?cái)嗔巳沼帽谜舅氐狞S河水進(jìn)水管，若礦井水處理站故障檢修，產(chǎn)水量減少或不產(chǎn)水，造成復(fù)用水水源供給不足，進(jìn)而影響礦井的生產(chǎn)、消防用水，而黃河水又不能補(bǔ)充，給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)了很大的隱患。②方案二需要在黃河水泵站西側(cè)新建泵房，增加了土建工程投資，有投資過(guò)大、費(fèi)用過(guò)高的缺點(diǎn)。但這樣做不僅達(dá)到了本次優(yōu)化改造的目的，而且一次性地解決了黃河水泵站后期擴(kuò)容的問(wèn)題。還將飲用水消毒設(shè)備遷移到黃河水泵站，保障了生活飲用水的供水水質(zhì)。此外，方案二中在日用泵站黃河水進(jìn)水管上裝設(shè)了逆止閥和閘閥，而沒(méi)有徹底截?cái)帱S河水水源。這樣做不僅保證了在復(fù)用水水源不足時(shí)，黃河水能夠及時(shí)補(bǔ)充到礦井生產(chǎn)、消防用水中，消除了礦井生產(chǎn)供水不足的隱患，而且在復(fù)用水正常供水時(shí)，逆止閥和閘閥能夠有效阻止復(fù)用水返流到黃河水中去，避免了水質(zhì)的二次污染。③方案一和方案二都實(shí)現(xiàn)了煤礦生活供水和生產(chǎn)供水分開(kāi)的分質(zhì)供水方式，達(dá)到了礦井復(fù)用水重復(fù)利用的目的，這對(duì)水資源匱乏地區(qū)的工業(yè)企業(yè)將如何提高水的循環(huán)使用率和做好節(jié)水節(jié)能的工作有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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