煤礦兼并重組整合項(xiàng)目取用水合理性分析

胡照耕

（太原理工大學(xué)，山西 太原 030024）

1 項(xiàng)目概況

長治吉安煤礦地處沁水煤田潞安礦區(qū)東北部，為兼并重組整合礦井，整合后礦井年生產(chǎn)能力為60萬t。整合后的井田范圍為由20個拐點(diǎn)連線組成的不規(guī)則多邊形，南北長2.5 km，東西寬1.2 km，面積約2 km2。

全井田設(shè)兩個主水平和一個輔助水平，開采3、8-2號煤層和15-1、15-3號煤層，煤礦采用走向長壁和傾斜長壁相結(jié)合的采煤方法，全部垮落式管理頂板。根據(jù)整合前原煤礦巷道以及井下采空區(qū)的分布情況，秉著利用已有井巷的原則，礦井采用立井開拓方式。

2 取水合理性分析

2.1 產(chǎn)業(yè)政策相符性

本項(xiàng)目為煤礦兼并重組整合項(xiàng)目，符合國家和山西省關(guān)小建大的煤炭發(fā)展戰(zhàn)略，符合山西省政府關(guān)于“資源整合、聯(lián)合改造、淘汰落后、優(yōu)化結(jié)構(gòu)”的指導(dǎo)方針，符合山西省政府《關(guān)于加快推進(jìn)煤礦企業(yè)兼并重組的實(shí)施意見》和《關(guān)于進(jìn)一步加快推進(jìn)煤礦企業(yè)兼并重組整合有關(guān)問題的通知》的精神。

2.2 水資源配置合理性

本項(xiàng)目生產(chǎn)取水?dāng)M采用礦坑排水作為供水水源，生活用水?dāng)M由當(dāng)?shù)貛r溶地下水解決。取水水源選擇遵循“先污水，后地表水，再地下水”的取水次序；取水水源方案符合建設(shè)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、綜合效益大的原則。因此，從節(jié)約水資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境角度出發(fā)，項(xiàng)目取水水源符合當(dāng)?shù)厮Y源合理配置的要求。

3 用水合理性分析

3.1 主要用水環(huán)節(jié)分析

根據(jù)取水水源和用水水質(zhì)、用水條件的不同，煤礦采取分質(zhì)供水，供水系統(tǒng)分為生產(chǎn)供水系統(tǒng)和生活供水系統(tǒng)，煤礦用水相應(yīng)地劃分為生產(chǎn)用水和生活用水兩部分。生產(chǎn)用水主要包括井下降塵灑水、黃泥灌漿用水、鍋爐用水、動篩補(bǔ)水、道路灑水等用水環(huán)節(jié)。生活用水主要包括辦公區(qū)用水、食堂用水、單身宿舍用水、浴室用水、洗衣房用水等用水環(huán)節(jié)。

3.2 業(yè)主提出的用水方案分析

根據(jù)業(yè)主提出的用水方案，煤礦總?cè)∷繛?95.86 m3/d。其中生產(chǎn)取水量為788.63 m3/d，生活取水量為207.23 m3/d。煤礦設(shè)計(jì)年生產(chǎn)規(guī)模為60萬t，勞動定員為677人，年工作時間為330 d。計(jì)算得出的采煤單位產(chǎn)品取水指標(biāo)為0.55 m3/t，高于《山西省用水定額》中0.25 m3/t的要求；職工生活用水指標(biāo)為306.1 L/（p·d），高于《山西省用水定額》260 L/（p·d）的要求。煤礦的生產(chǎn)和生活用水指標(biāo)均高于用水定額的要求，用水不合理，應(yīng)對各用水環(huán)節(jié)的用水量進(jìn)行合理性的核減。

3.3 合理用水量的核定

根據(jù)煤炭工業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，核減后生產(chǎn)用水量為430.65 m3/d，包括井下降塵灑水261.75 m3/d，黃泥灌漿用水82.7 m3/d，鍋爐用水57.6 m3/d，動篩補(bǔ)水4.6 m3/d和道路灑水24 m3/d?？鄢?jīng)污水處理站處理后回用的再生水136.6 m3/d，則煤礦生產(chǎn)取水量為294.05 m3/d。

3.3.1 各生產(chǎn)環(huán)節(jié)用水量核減如下：

井下降塵灑水。井下灑水主要用于噴霧降塵，根據(jù)《煤礦井下消防、灑水設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，井下噴霧降塵裝置用水指標(biāo)見表1。

井下灑水日用水量按下式計(jì)算：

表1 井下噴霧除塵裝置用水指標(biāo) 單位：L/min

式中：Qd——井下灑水日用水量，m3/d；

K——富余系數(shù)，取1.25～1.35；

qi——某用水項(xiàng)的流量指標(biāo)，L/min；

針對津保橋的實(shí)際情況,經(jīng)過認(rèn)真研究，用MIDAS/Civil有限元分析軟件建立該橋有限元模型，墩底邊界條件用墩底固結(jié)模擬[3]。墩底固結(jié)的橋梁模型不考慮墩與基礎(chǔ)的變形[4]。主梁端部為豎向彈性約束。在進(jìn)行反應(yīng)譜分析時，第一步輸入合適的反應(yīng)譜參數(shù)，使其自動生成對應(yīng)的反應(yīng)譜曲線。曲線生成后，有限元軟件自動建立地震響應(yīng)運(yùn)動方程，然后進(jìn)行求解。全橋及裸塔模型如圖1、圖2所示。

ti——某用水項(xiàng)一天中的使用時間，h。

經(jīng)計(jì)算，井下降塵裝置用水量之和為209.4 m3/d，取富余系數(shù)K為1.25，則井下降塵灑水用水量為261.75 m3/d。

黃泥灌漿用水。根據(jù)《煤礦注漿防滅火技術(shù)規(guī)范》，煤礦黃泥灌漿用水量根據(jù)每日灌漿所需黃泥量和灌漿水泥比所確定，每日灌漿所需黃泥量按下式計(jì)算：

式中：Qh2——日灌漿所需泥量，m3/d；

K——灌漿系數(shù)，為灌漿材料的固定體積與所需灌漿的采空區(qū)容積之比；

G——礦井日產(chǎn)量；

γ——煤的容重。

煤礦日采原煤為1 818 t，容重為1.45 t/m3，灌漿系數(shù)取值為0.03，則煤礦日灌漿所需泥量為37.6 m3/d。

每日制泥漿用水量為每日灌漿所需泥量與水泥比之積。灌漿泥水比應(yīng)根據(jù)黃泥漿的輸送距離、煤層傾角、灌漿方式及灌漿材料和季節(jié)，根據(jù)本礦實(shí)際情況，水泥比取值為2∶1，則每日制泥漿用水量為75.2 m3/d?？紤]到用于沖洗管路防止堵塞的備用水量，取系數(shù)1.1，則黃泥灌漿用水量為82.7 m3/d。

鍋爐用水。煤礦鍋爐房設(shè)三臺蒸汽鍋爐，鍋爐額定蒸發(fā)量分別為2 t/h、4 t/h、6 t/h，日用時為16 h，根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，鍋爐補(bǔ)充水量按鍋爐總額定蒸發(fā)量的30%計(jì)算，則鍋爐補(bǔ)充水量為57.6 m3/d。

動篩補(bǔ)水。參考同等規(guī)模的煤礦用水量，本項(xiàng)目動篩補(bǔ)水量核定為4.6 m3/d。

道路灑水。根據(jù)《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，澆灑道路用水按澆灑面積以2.0 L/（m2·d）計(jì)算，回車場、場地、道路面積1.2萬m2，則道路灑水用水量為24 m3/d。

3.3.2 生活用水量的核定

根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的生活用水指標(biāo)，結(jié)合煤礦的勞動定員，核減后生活取水量為126.4 m3/d，其中辦公區(qū)7.74 m3/d，食堂19.04 m3/d，單身宿舍47.6 m3/d，浴室17.34 m3/d，洗衣房34.68 m3/d。

辦公區(qū)生活用水指標(biāo)為30 L/（p·d），用水人數(shù)為258人。用水量為7.74 m3/d。職工食堂用水指標(biāo)為20 L/（p·餐），兩餐計(jì)算，用水人數(shù)為476人，用水量為19.04 m3/d。單身宿舍用水指標(biāo)為100 L/（p·d），用水人數(shù)為476人。用水量為47.6 m3/d。浴室用水指標(biāo)為60 L/人，用水人數(shù)為289人，用水量為17.34 m3/d。洗衣房干衣用水指標(biāo)為80 L/kg，用水人數(shù)為289人，每人每天洗衣1.5 kg，用水量為34.68 m3/d。

3.3.3 用水量合理性分析

經(jīng)核定，煤礦生產(chǎn)取水量為294.05 m3/d，生活取水量為126.4 m3/d，總?cè)∷繛?20.45 m3/d。計(jì)算得核減后的采煤單位產(chǎn)品用水指標(biāo)為0.24 m3/t，職工生活用水指標(biāo)為186.7 L/（p·d），均符合用水定額要求。

4 結(jié)語

綜上所述，本項(xiàng)目的建設(shè)符合國家和山西的煤炭發(fā)展戰(zhàn)略，符合山西省的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，項(xiàng)目取水水源確定為生產(chǎn)用水采用礦坑排水，生活用水采用當(dāng)?shù)貛r溶地下水，符合區(qū)域水資源合理配置的要求，項(xiàng)目取水方案合理。本文根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對煤礦項(xiàng)目生活和生產(chǎn)的主要用水環(huán)節(jié)的取用水量進(jìn)行了合理優(yōu)化，核定后用水指標(biāo)符合當(dāng)?shù)赜盟~的要求，項(xiàng)目用水方案合理。