让煤矿井下采空水“自净自用”

在陕煤集团黄陵矿业公司一号煤矿井下，一套融合混凝分离与反渗透技术的智能水处理系统平稳运转，采空水经过多级净化后，化作汩汩清流注入生产管网。

自2022年9月投运以来，这套国内首创的井下采空水深度处理系统已累计处理采空水141.5万立方米，其中84.9万立方米水实现就地复用，开创了煤矿井下采空水“自净自用”新模式。

井下处理，就地利用

煤矿采空水通常通过管路和水沟流入水仓，再由离心泵排至地面污水处理站，经处理达标后才可外排。为解决传统采空水地面处理能耗高、利用率低的问题，该矿创新提出了“井下处理、就地利用”的技术路线。

2022年3月，北一复用水处理站启动建设。建设内容包括来水、排水管路改造与铺设，在北一进风巷建设调节池、混凝分离系统、中间水池、成品水池、浓水池，并安装调试设备。2022年9月初，土建、设备安装和调试工作全部完成。

北一复用水处理站

北一复用水处理站的水源来自5个采空区，收集后流入北一泵房和三盘区水仓，再由潜水泵供给北一复用水处理站调节池。高压风机为调节池提供曝气，以确保水质和水量稳定，随后由提升泵将水输送至混凝分离系统。

该矿机电部部长宋焘详细介绍了工艺流程。他们在混凝分离系统第一反应池安装了酸碱检测计，水的酸碱值适中，无需调节；水流入第二反应池、混凝分离池，经初步过滤去除杂质后，由提升泵送至中间水池；在中间水池短暂停留后，水流径反渗透膜；反渗透膜二次过滤后，产生浓水和成品水，分别流入浓水池和成品水池；成品水供北一盘区生产，浓水则排至地面污水处理站处理，达标后用作地面洒水和花园浇水，实现采空区水资源就地利用。

立体防护，杜绝渗漏

北一复用水处理站位于北一、二进风巷联络巷之间，巷道宽5米、高3.75米。

“为了节省空间并提高施工效率，我们依据地势高低落差设计建设水池，显著减少了池体的开挖工作量。同时，池底采用阶梯式设计，最大化利用井下有限的空间。未来，该处理站周边将布置多个采煤工作面。”黄陵矿业公司一号煤矿生产技术部主管荆琪说。

随着采煤作业推进，北一复用水处理站可能面临底鼓和渗漏等问题。因此，如何确保北一复用水处理站稳定运行，成为亟待解决的关键问题。

北一复用水处理站水仓侧重防渗漏底鼓，底板侧帮采用“锚杆+锚索梁+金属网+喷砼”支护方式，墙体以“井字型”螺纹钢混浇筑，形成立体防护体系。这套防护体系如同给水仓穿上“防弹衣”。

距离北一复用水处理站只有100米的501采煤工作面，于2023年6月闭采、密闭。截至目前，北一复用水处理站未出现底鼓和渗漏现象。

“混凝分离器对采空水中悬浮物、微颗粒进行物理分离，即初步过滤，再通过反渗透膜去除分离水中盐分离子。运行中，平均4天加注一桶阻垢剂，防止设备生长水垢。‘自净自用’采空水全部采用纯物理分离技术，处理过程不添加化学药剂。反渗透系统产生的浓水经地面二次处理后用于矿区绿化，最终实现废水零排放。”该矿机电队技术员缑晓康说。

“智能化控制技术的成功应用，不仅提高了采空水复用效率，还提升了复用水质量。下一步，我们将继续优化系统，提升采空水复用水平。”黄陵矿业公司一号煤矿机电副总经理张玉良表示。

作者：张毅 版面编辑：杜明阳

来源：中国煤炭报

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