浅谈煤炭矿井水处理技术及其发展趋势

杨思

摘 要：煤炭矿井水具有悬浮物多、锰铁元素含量高等特性，因此需要对矿井水进行特殊的处理，以提高矿井水的质量，确保它可以重复利用。该文主要针对当前时期以及未来煤炭矿井水的处理技术进行简要的阐述，以期望提高矿井水的利用率，同时还可减少对地下水的污染。

关键词：矿井水 处理技术 发展趋势 悬浮物

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0040-01

我国是一个资源丰富的国家，尤其是煤炭资源，它是我国工业发展的基础。然而，在煤矿挖掘过程中，需要向外排出大量的矿井水，且因为矿井水中含有较多的悬浮物、较高含量的锰铁杂质，对周围地下水产生较大的危害，导致淡水资源严重污染。因此，在煤炭采掘过程中，需要对矿井水进行有效的处理，降低矿井水中悬浮物的含量，提高矿井水的重复利用率，减少煤炭采掘过程中对水资源的浪费。据相关资料证明，煤炭矿井水资源的处理技术已经成为决定煤矿企业长久发展的决定性因素。

1 矿井水的水质特征及其类型

矿井水主要来自地下水，它是在煤炭挖掘工作中，煤炭与地下水接触，从而导致地下水中的悬浮物、锰铁杂质的含量较多等，这些杂质之间还会发生物理以及化学反应，由此便形成了形成了矿井水，其特性由煤炭所处的地层环境以及所处地层中包含的化学物质所决定。

矿井水的水质特性主要受煤炭区的水文地质影响，且各地因地域的不同水质有较大的差异。研究发现，煤炭企业采掘1 t的原煤资源，将会向地下排放出5～8 m3的矿井水。矿井水具有地下水的主要特性，并兼有地表水的特性，与工业废水相比，污染程度相对较轻，水质放射性物质含量较少，对人体产生的影响相对较小。通过对矿井水含有成分的检测，可将矿井水分为纯净矿井水、含悬浮物矿井水、矿化矿井水、酸性矿井水以及含特殊杂质的矿井水五大类。

2 煤炭矿井水的处理技术

为了减少矿井水内部的悬浮物以及减少锰铁杂质，需要采取适宜的矿井水处理方法。经有效处理后的矿井水，可直接排放，或作为生产、生活用水。

2.1 纯净矿井水

纯净矿井水，其内部含有的杂质较少，具有悬浮物含量少、矿化程度低，无剧毒、有害元素等，因此，它基本可以满足居民的生活用水的要求。

在煤矿采掘中，一般对纯净矿井水的处理方法是采取井下清污两种矿井水分流的方法，将污染程度较高的矿井水与纯净矿井水分开向外排放，这样减少了对纯净矿水的污染，也减少了对矿井水除污的工作，大大提高了矿井水的可持续性，此方法是一种经济、简捷的处理技术。

2.2 含悬浮物矿井水处理技术

研究发现，这类矿井水的分布范围比较广泛，大多数煤矿的矿井水都含有煤颗粒、岩石颗粒等悬浮物杂质，且悬浮物呈黑色，但因为其内部含有悬浮物的硬度与矿化程度比较低，因此，这种水在处理后常作为生活、生产用水加以再次利用。对待这种水的关键处理措施是除去矿井水内部的细菌与悬浮物，在煤炭矿井水的处理方法中，经常采用混凝沉淀原理除去其内部的悬浮物，然后排放到地面，再进行常规的污水处理工艺，最后矿井水便可达到居民饮用的标准。

此外，在煤炭采掘以后，往往造成大范围的塌陷区域，在塌陷区域进行适当的改造处理，将其变成氧化塘，然后通过氧化塘的生物自然处理原理消除矿井水的悬浮物。还可以在氧化塘的水面放养水草、荷花等绿化植物，不仅可以有效的起到净化水质的作用，还可以在水中放养鱼苗，既美化了环境，又增加了经济效益。

2.3 高矿化度矿井水处理技术

在处理高矿化度矿井水时，一般采用反渗透处理方法，但是由于其水质成分的特殊性，常在处理过程中产生膜状物质，堵塞反渗透的继续进行。因此需要做好反渗透的预处理工作。

研究发现，传统的反渗透预处理技术，其主要利用混凝沉淀过滤原理，一些反渗透处理技术还在反渗透前增加了活性炭处理工艺。矿井水工程处理实践证明，高矿化度矿井水采用单级过滤处理工艺不足以达到SDI<4的指标。而采用活性炭，其在处理的早期吸附效果比较好，但是当其吸附处理一定时间段后，它的吸附作用达到饱和，若不及时再生，将会生长出微生物，阻碍了活性炭的吸附性能。

这几年，随着膜技术的快速发展，在反渗透的前期预处理采用超滤技术，减少了微生物的生长，提高了矿井水的处理水质质量。但其较活性炭的成本较高，因此影响它的普及应用。

2.4 酸性矿井水处理技术

传统的酸性水的处理工艺，主要采用加入碱性物质（石灰）以中和酸性，但是此方法容易在中和矿井水的过程中产生硫酸钙等难溶物，给矿井水生成了多余的杂质。此外，采取这种的处理方法，缓冲速度较慢，而且投石灰的量不容易进行控制，常造成矿井水的过度中和，增加了矿井水的处理成本。

近几年，在处理酸性矿井水时，常采用轻烧镁粉的处理方法。由于它的来源较容易，可以在菱镁矿尾矿中获得，在我国的东北、华北均有产菱镁矿的企业。研究发现，菱镁矿的主要组成物质是碳酸镁，在工业生产中，通常用菱镁矿生产各种镁盐、耐火材料等，且由于它是工业生产的废品，因此制备轻烧镁粉的生产费用较低。其主要的处理矿井水的化学物质是活性氧化镁，其可以有效的中和矿井水的酸性，且当过量使用轻烧镁粉时，也不会对矿井水的酸碱性超标产生较大影响，且较易被控制。

2.5 含特殊污染物矿井水

其主要为含有氟、铁、锰以及含有重金属的矿井水。这类矿水的发现量较少，且处理方法根据含有元素的不同采取不同的处理技术。如含氟采用离子交换法、膜处理等，含铀矿井水则利用气浮法处理工艺。

3 煤炭矿井水处理技术的发展趋势

首先，要加强各地对矿井水处理技术的交流活动，逐渐完善以企业为主的矿井水处理技术体系，从而有效的促进矿井水处理技术的发展；其次，逐渐提高矿井水的综合利用，提高矿井水的利用率，减少对水资源的浪费；最后，加强矿井水处理新技术的研发，加强对矿井水化学性质的研究，提高矿井水的处理技术。

4 结语

综上所述，矿井水受多因素的影响，造成其化学成分较复杂，因此针对其成分的不同采取不同的处理技术，提高矿井水的利用率，减少水资源的浪费。

参考文献

[1] 何绪文，杨静，邵立南，等.我国矿井水资源化利用存在的问题与解决对策[J].煤炭学报，2008，33（1）：63-66.

[2] 杨静，李福勤，邵立南，等.矿井水中悬浮物特征及其净化关键技术[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2008，28（3）：458-460.

[3] 李福勤，杨静，何绪文，等.高矿化度高铁锰矿井水回用处理工艺研究[J].中国矿业大学学报，2006，35（5）：638-641.

[4] 王春荣，何绪文，胡建龙，等.以火山岩为载体的除铁除锰改性滤料及其制备方法：中国，ZL200810056873.9[P].2008-11-19.endprint