第４６卷第９期 ２０１８年 ９月 煤炭科学技术 Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．４６ Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．２０１ ８ 煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新 何绪文 ，张晓航 ，李福勤 ，张春晖 （１．中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京１０００８３；２．河北工程大学能源与环境工程学院，河北邯郸０５６０３８） 摘要：为了更好地指导煤矿矿井水处理的工程实践，以“两山论”、“生命共同体”、“治水十六字方针”等新 理念为指导，总结了分质供水梯级利用、井下处理就地复用、高品质按需供水以及零排放４种矿井水资源化 利用的新模式；介绍了矿井水资源化生态化利用技术体系、酸性矿井水处理技术、相互冲洗滤池、溶解性总 固体ＴＤｓ处理工艺中反渗透ＲＯ浓水利用技术以及人工湿地与生态塘等矿井水资源化利用的新技术；指出 了现有矿井水处理技术中存在涌水量预测不精准、井下高效处理设备参数与“三化”研发不足，以及含特殊 污染物矿井水处理领域成套可行性技术较少等短板，并提出涌水量要从开发准确有效，具有动态性、综合性 的预测方法来考虑；井下高效处理设备要注重相关工艺设备参数、运行参数与工艺控制条件等基础数据的 积累，并加强矿井水处理设备的“三化”研发与相关标准的订立；含特殊污染物矿井水处理要协调好不同矿 区、不同矿井及时间尺度上的共性与个性的统一问题，在相关领域加强研究与应用，以形成最佳可行技术。 关键词：矿井水；分质利用；水资源；涌水量预测 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标志码：Ａ 文章编号：０２５３－２３３６（２０１８）０９—０００４—０８ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ＨＥ Ｘｕｗｅｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｈａｎｇ。ＬＩ Ｆｕｑｉｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎｈｕｉ ，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ 黼 （１．Ｓｃｈｏｏｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｔｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｎｄａｎ ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｇｕｉｄｅ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｇｕｉｄｅｄ ｂｙ ｎｅｗ ｃｏｎｃｅｐｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ“Ｔｗｏ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ Ｔｈｅｏｒｙ”．“Ｉ ｉｔｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ”ａｎｄ“Ｓｉｘｔｅｅｎ—ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ”．ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｍｎｍａｒｉｚｅｓ ｆｏｕｒ ｎｅｗ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｒｅ— ｓｏｕｒｃｅｓ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｎａｍｅｌｙ，ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃａｓｃａｄｅｓ，ｉｎ—ｓｉｔｕ ｒｅｕｓｅ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｚｅｒｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｙｓｔｅｍ，ａｃｉｄ ｎｌｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ，ｍｕｔｕａｌ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ，ＲＯ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＴＤＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｓ．ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｏｎｄｓ．Ｉｔ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ—ｐｌａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｍｆｌｏｇｙ ｈａｓ ｉｎａｃｃｕｒａｔｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ，ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｈｉｇｈ—ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎａｄｅｑｕａｔｅ，ａｎｄ ｆｅｗｅｒ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ．Ｉｔ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ ｍｕｓｔ ｂｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｃｃｕｒａｔｅ。ｅｆｔ￣ｃｔｉｖｅ，ｄｙｎａｍｉｃ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅ ｕｎｄｅｒ— ｇｒｏｕｎｄ ｈｉｇｈ—ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｆｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｈｏｕｌｄ ｐａｙ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｄａｔａｓｕｃｈ ａｓ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｐａ— ，ｒａｍｅｔｅｒｓ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ／ｎｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｗｅｌｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｎｉｌｉｕｎｆｉｔｙ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎａｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｔｉｍｅ ｓｃａｌｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｉｎｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａｓｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ，ｉｎ ｒｅｌａｔｅｄ ｆｉｅｌｄｓ ｔｏ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ；ｓｅｐａｒａｔｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ 收稿日期：２０１８－０６—０８；责任编辑：代艳玲ＤＯＩ：１０．１３１９９／ｊ．ｅｎｋｉ．ｃｓｔ．２０１８．０９．００２ 基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０１ ８ＹＦＣ０４０６４０３） 作者简介：何绪文（１９６４～），男，湖南涟源人，教授，博士生导师，博士。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｅｘｕｗｅｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｉｎ．ｃｎ 引用格式：何绪文。张晓航。李福勤，等．煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新［ｊ］．煤炭科学技术，２０１８，４６（９）：４一ｌ１． ＨＥ Ｘｕｗｅｎ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｈａｎｇ，ＬＩ Ｆｕｑｉｎ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，４６（９）：４—１１． ４ 何绪文等：煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新 ０ 引 言 近年来，生态环境保护受到了国家、企业及社会 的广泛关注，新一届提出了“两山论”、“山水林 田湖是一个生命共同体”、“治水十六字方针”等新 发展、新理念，对促进生态文明与美丽中国建设提供 理论支撑。水作为生态环境保护中的重要一环，我 国却长期为水所困，作为全球最缺水的国家之一， ２０１６年人均水资源量不足２ ３５０ １３１ ，水资源形势极 为严峻 Ｊ。我国煤炭资源分布具有西多东少、北多 南少和东深西旱特征 Ｊ。水资源却与煤炭资源呈 逆向分布，中西部富煤地区多处于干旱和半干旱的 生态脆弱区，水资源短缺且地表生态脆弱 Ｊ，矿区 建设往往面临找水、水资源综合利用和水权配置难 题 。我国煤炭以井工开采为主，约占整个煤炭产 量的９７％ ，在煤炭开采的过程中，采煤层及开拓 巷道附近的地下水及少部分地表水经岩层裂隙渗入 巷道从而形成矿井水，由于受到水文地质条件、水动 力学、地质化学、矿床地质构造、开采方法及人类活 动等因素的综合影响 ｊ，使矿井水水质与地表水水 质有明显差异，从而具有显著的煤炭行业特征 Ｊ。 矿井水的直接排放，不仅污染环境，还会造成水资源 的巨大浪费 。据统计，我国开采１ ｔ煤炭约产生 ２．１ ｔ矿井水，每年产生矿井水约７０亿ｔ，矿井水利 用率６０％左右。当前煤炭仍是我国的主体能源，长 期占我国一次能源生产和消费的７０％左右，而且这 种局势短期内不会有根本变化 。在煤炭企业 经济发展中，需要摒弃以往粗放式的经济发展观，努 力追求“绿水青山就是金山银山”的矿区生态发展 观，树立“矿区与周边环境是一个生命共同体”理 念，对矿井水进行无害化处理及资源化利用，激发矿 井水所蕴含的巨大环境和社会效益 ＇“ 。 根据矿井水所含污染物特征，一般将其分为洁 净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性 矿井水和含特殊污染物的矿井水¨ 。近年来，国内 外学者在矿井水处理方面开展大量研究工作。李福 勤等¨ 介绍了矿井水井下复用的方向、水质要求、 新技术以及工程问题。何绪文等 对矿井水水质 进行了分析，介绍了矿井水处理新技术，总结了井下 处理就地复用关键技术，并探讨了矿井水处理的新 模式。周如禄等¨ 对煤矿井下采空区采用曝气氧 化池和压力式气水相互冲洗滤池结合工艺，将处理 后矿井水作为防尘洒水和设备冷却用水就地复用， ２０１８年第９期 取得了良好的效果，具有自动化程度高、流程简单、 运行稳定、处理成本低等优点。毛维东等¨ 对高矿 化度矿井水零排放处理工艺路线进行了总结，并介 绍了实际工程案例。笔者从矿井水资源化利用的新 模式及新技术２个方面对较成熟的矿井水综合利用 体系进行总结，并详细阐述矿井水的无害化处理及 资源化利用的方式方法，以期为矿井水的资源化利 用提供技术参考。 １ 矿井水资源化利用的新模式 １．１ 分质供水、梯级利用工艺 矿井水含有大量的悬浮物，主要由煤粉、岩粉和 黏＝Ｅ组成。悬浮物的去除是矿井水处理的首要亦是 最关键的一步，悬浮物的去除效率对后续工艺的处 理效果将产生直接影响，从而影响最终的出水水质 与复用途径。分质供水、梯级利用模式典型工艺流 程如图１所示，此工艺为各矿区矿井水处理与资源 化利用的常规工艺，适用于以去除悬浮物为主要对 象的矿井水。井下水仓中矿井水经加压泵送至地 面，经各种构筑物处理，达到复用水质要求后，部分 地面利用，部分再返回井下利用。其中，澄清池出水 可以作为选煤厂选煤用水；滤池出水井上利用可作 为地面降尘、农用、生态、锅炉用水，井下利用可作为 乳液配制、防尘与冷却用水。由于我国现有矿井中 约６０％的矿井水需解决水中悬浮物的污染问题，而 此：［艺具有流程简单、配置灵活、易于管理、运行成 本较低等优点，并经过多年不断发展，相关理论与技 术均较成熟，实际应用中具有相当的普适性，是矿井 水处理中的经典工艺。 外 引用水 图１ 分质供水、梯级利用典型工艺流程 Ｆｉｇ．１ Ｔｙｐｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｅ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｃａｓｃａｄｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ １．ｒ）井下处理、就地复用工艺 目前，我国大部分煤矿井工开采深度在数十米 ５ ２０１８年第９期 煤炭科学技术 第４６卷 至数百米之间，若将矿井水加压至地面处理，存在耗 电量过大、加压泵泵壳易损、上水管道压力过高、下 水管道减压难度大的问题。另外，由于神东煤炭集 团、中煤平朔集团等千万吨级矿井的建设，矿井宽阔 的巷道也为井下水处理设备的运输与吊装提供可能 性。同时，综采设备的冷却与液压支架用水对水质、 水量均提出较高要求，若将矿井水直接用于冷却液 压支柱将会堵塞、腐蚀管道和设备 Ｊ。在此情况 下，井下处理、就地复用就是必然选择。此模式典型 工艺流程如图２所示。矿井水经废弃巷道预沉淀 后，混凝沉淀去除悬浮物，最后经过滤后进入清水 池。处理后的水可用于井下的乳液配制、防尘与冷 却用水。混凝沉淀所产生的泥浆经板框压滤机脱水 后可与煤一起抬升至地面外运。此模式是将处理流 程放置于井下巷道中，与地面处理相比，不仅节省管 网投资与用电费用，也不存在上述各种问 题 ’ 。但井下巷道空间有限，处理工艺的高效 与高集成度就极为重要，故具有高负荷快速沉降性 能的磁砂 和瓷砂 高效处理工艺就具较大优 势。同时，井下对机械设备有极高的防爆要求，因此 要求井下水处理设备亦要具有安全等级高，智能化 水平强，鲁棒性好等特点。随着大数据、人工智能等 技术的发展，井下处理、就地复用工艺的“自动处 理，无人值守”将彻底实现。 乳液刖水 防 ｌｊ｝ｌ＇Ｉ水 冷却川水 图２ 井下处理、就地复用典型工艺流程 Ｆｉｇ．２ Ｔｙｐｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｒｅｕｓｅ １．３高品质按需供水工艺 高品质按需供水典型工艺流程如图３所示。矿 井水经地面处理工艺或井下处理工艺去除悬浮物和 特殊污染物后，经过反渗透装置去除水中大部分的 阴阳离子，达到除盐的效果，以供对水中离子含量控 制严格的用户使用。以微滤装置或超滤装置作为反 渗透装置的预处理工艺，进一步去除水中的微小悬 浮物，以减轻反渗透装置的膜污染。此模式需要重 点解决反渗透浓水的处理问题。与前２种模式相 比，此模式是上述２种模式的深度处理，出水中悬浮 物浓度、含盐量、金属离子浓度等大幅度下降，出水 品质极高。该模式适用于矿井附近依托于煤炭的煤 电、煤化工业园等上下游产业链聚集区。由于工业 ６ 园内往往包含不同产业的多经营主体，对用水水质、 水量具有阶梯化、多样化要求，且不乏电厂、煤化工 厂等对水质要求较高的用户，故此模式对煤电、煤化 工业园的节水、节能、降耗、降成本具有积极作用。 以上是从需求端分析高品质按需供水的必要性，另 外，从供给端考虑，部分分布于内蒙古、等草原 地区的煤矿，由于当地特有的自然环境结构，使得矿 井水完全禁止排放，故需将矿井水处理至较高品质， 以供矿区生产、生活使用。 ｆ铀 品 质 水 川 图３ 高品质按需供水典型工艺流程 Ｆｉｇ．３ Ｔｙｐｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗ ｏｆ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｏｎ ｄｅｍａｎｄ １．４矿井水废水零排放工艺 高矿化度矿井水经过去除悬浮物和脱盐浓缩 后，以及第１．３节高品质按需供水处理后均会形成 一部分高含盐量浓水。随着环保要求日益严格，废 水零排放已经在内蒙古、宁夏等煤矿主产地开始实 施，因此，这些高含盐量浓水的去除也需要重点考 虑。废水零排放典型工艺流程如图４所示，反渗透 浓水经浓缩、纯化与蒸发结晶后得到回用水。浓缩 过程包括化学软化、过滤＋超滤和反渗透（ＲＯ）＋深 度软化＋ＳＲＯ，化学软化可去除水中硬度、重金属和 ＳｉＯ：，过滤＋超滤可进一步去除悬浮物ｓｓ和胶体物 质，ＲＯ＋深度软化＋ＳＲＯ可进一步去除硬度以确保 反渗透及蒸发器稳定运行，高倍浓缩可浓缩减量，降 低整体投资和运行费用。纯化过程包括化学除杂、 浓缩分离、深度除杂以及氧化吸附，纯化的目的是去 除杂盐中的有机物和钙、镁、重金属等杂质，以进一 步提高盐的白度。目前常用蒸发结晶技术有多效蒸 发（ＭＥＥ）、压汽蒸发（ＭＶＲ）和自然蒸发 。３种 蒸发方式各有特点，实际工程中使用较多的为多效 蒸发与压汽蒸发。蒸发结晶的过程中采用结晶分盐 技术可实现氯化钠和硫酸钠的分离，从而实现矿井 水处理中的“零排放”。此模式更适用于环境容量 低、生态承载力差的生态脆弱地区以及环保要求高 的无排放地区，可通过综合考虑煤电煤化工产业链 用水耦合与蒸发结晶来达到零排放的目的 。目 前此技术仍需建设更多示范工程，并进行更详细的 技术经济评估。 何绪文等：煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新 ｒ曩 习；氯化钠 ｒ硫酸钠 回用水 图４ 高矿化度矿井水零排放工艺流程 Ｆｉｇ．４ Ｚｅｒｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗ ｏｆ ｈｉｇｈｌｙ—ｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ２矿井水资源化利用新技术 ２．１ 矿井水资源化、生态化利用技术体系 矿井水资源化、生态化利用技术体系如图５所 示。根据水的使用方向，可将矿井水复用于工业、生 活、农业与生态。工业用水分为井下用水与地面用 水，井下用水部分已在第１．１节阐述，地面用水的重 点与难点在于协调各用水单位的用水诉求，满足各 单位对水质、水量的要求，提出客观可行的水循环利 用方案，并求出矿井水处理成本、地面用水成本和生 态成本３方面的最优解。因此需要做统一的供、排 水规划，要根据煤矿矿区本身以及周边产业结构的 实际情况进行合理配置。生活用水包括居民家庭用 水、公共服务用水、生产运营用水以及消防及其他用 水，矿井水回用作为居民家庭用水和公共服务用水 除了需要满足必要的水质、水量、水压要求外，不仅 要在价格上有足够优势，还要加强相关宣传，以破除 居民心中矿井水“脏水，差水”的认识，使居民“喜欢 用，愿意用”，以促进矿井水生活回用的良性发展。 农业用水包括灌溉用水、农业设施用水、水库补水、 水产养殖以及动物饮用。未处理的矿井水一般会含 有大量的悬浮物以及盐分，有的还含有一定量的重 金属和放射性物质。若不经处理直接用于农业，则 会造成土壤板结、粮食减产、水库水质变差、水产减 产以及动物死亡等严重后果，因此，回用于农业的矿 井水必须经处理符合相应的水质标准。生态用水包 括公园用水、景观用水、湿地补水、绿化用水、地面补 水与地下补水。由于过往城市景观绿化类回用水往 往采用城市市政污水，对于矿井水用于生态补水的 实例较少，故在此领域尚未见相关标准，可以参考 ＧＢ／Ｔ １ ８９２０－－２００２｛城市污水再生利用城市杂用水 水质》和ＧＢ／Ｔ １８９２１－－２００２（（城市污水再生利用景 观环境用水水质》等相关标准进行矿井水处理工艺 设计与运营。对于地下补水，可以参考ＧＢ １９７７２— ２０１８年第９期 ２ｏｏｚｓ（（城市污水再生利用地下水回灌水质》标准。 对我国宁夏、山西等部分允许排放但无环境容量地 区，当地要求外排水需满足《地表水环境质量标准》 三类水体要求，事实上大部分矿井水经处理可达到 并优于饮用水标准，但考虑到技术经济等各项因素， 在矿井水预处理将悬浮物、Ｆｅ、Ｍｎ及特殊污染物基 本去除前提下，重点考虑去除矿井水中的石油类、表 面活性剂等污染物质，再利用人工湿地和生态塘相 结合的深度处理工艺，最后达到地表水三类标准在 技术上是可行的。该体系基本囊括了矿井水回用的 所有可能途径，可满足不同单位的用水需求。但在 现有的矿井水回用报道和实际工程中，１分质供水、 梯级利用和Ⅲ农业供水均已取得了较为广泛的应 用，Ⅱ安全、卫生供水和Ⅳ生态供水和超净排放应用 较为薄弱，仍需加强相关研发与实践。 Ｉ二二二 呤却ｆ｝】水Ｈ锅炉川水 ．Ｉ灌溉｝｝ｊ水ｌ 冷却用水卜 Ｉ｛供水 ｌ农业 ．１水库补水 骑 用水１． １”Ｆ Ｊｌ】水Ｈ一：业 用水 一水产养殖 孔 『殳 玳１．Ｊ １分质供水一……‘－、梯级利圳 ‘ Ｉ密禽饮＂ｊ 。ｒｔ～．～ｌ 苦 零段至Ｌ 川水 ｌ 一公同刚水 北服务Ｉ－ 卜 、ｌ 牛态¨Ｊ水｝ ．｛景 川水 ，｝】水 ｌ ．Ｊ湿地补水 ｝产运营Ｌ ｖ牛态 ．｛绿化川水 潲盼 ｆＪ水１１ Ｉ超净排放 ．｛供水 地ｌｈ】补水 ●…Ｊ—ｌ 他用水广 ＩＩ安个、ｉ 生供水 一地Ｆ补水 图５矿井水资源化、生态化利用技术体系 Ｆｉｇ．５ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ２．２酸性矿井水处理技术 ２．２．１ 轻烧镁粉中和法 传统酸性矿井水处理采用石灰中和法，此方法 缓冲性能差，不易控制投加量，易造成中和过度。同 时会形成ＣａＳＯ 、ＣａＣＯ 等沉淀物，不仅造成二次污 染，还会造成管路的堵塞，提高运行成本。轻烧镁粉 来源于菱镁矿尾矿，菱镁矿主要化学成分为碳酸镁， 工业上主要用来制备各种耐火材料和镁盐。与其他 碱类物质相比，由于轻烧镁粉来源于尾矿，故其具有 相当大的成本优势。轻烧镁粉的主要成分是活化氧 化镁，氧化镁在与矿井水中酸性物质反应的过程中， 即使投加量过大，溶液的ｐＨ值也不会超过９。若中 ７ ２０１８年第９期 煤炭科学技术 第４６卷 和对象为硫酸，通常无沉淀物生成，故不会发生结垢 问题。中和产物是硫酸镁，还可以作为一种含硫酸 镁肥料加以回用。用氧化镁中和酸性矿井水，废水 中某些金属离子亦会形成沉淀。与石灰、烧碱中和 处理法比较，轻烧镁粉法所生成的沉淀大而密实，很 容易沉淀、澄清和过滤，可以有效减少泥浆体积，降 低处理成本 。ＳＥＵＮＧ等 用氢氧化镁结合光气 法处理酸性废水，不仅起到降低废水酸度，脱除重金 属离子，还减少了泥浆产量，更利于过滤分离。文献 ｆ２７］对轻烧镁粉处理酸性矿物排放液做了详细研 究。试验表明，用轻烧镁粉作处理剂，酸性矿井水中 的酸度和所溶解的金属离子均可脱除，ｐＨ值最高不 超过９．５，且沉淀物体积密实，远优于消石灰和烧碱。 ２．２．２高浓度泥浆法 与传统的石灰中和法工艺相比，高浓度泥浆法 （ＨＤＳ）将浓密池中沉积的部分底浆返回反应池，提 高了石灰的利用效率，降低了石灰的消耗量。同时， 由于泥浆中固体颗粒物浓度较大，可提高颗粒物之 间的碰撞概率，加快了沉降和分离的速度。与常规 石灰法（ＬＤＳ）相比，此工艺可减少５％～１０％石灰用 量；处理能力提高１～２倍；污泥含固率达到２０％～ ３０％，可有效节省污泥输送费用。此工艺出水中钙 离子浓度显著降低，有效延缓设备、管道的结垢现 象，保证处理设施的正常运行 。杨晓松等 采 用此法处理德兴铜矿矿山酸性废水和碱性废水混合 液，认为随污泥不断回流，可以使ＬＤＳ工艺沉淀底 泥中有效钙得到充分利用；确定了ＨＤＳ处理酸性废 水为酸碱中和、金属离子沉淀以及Ｆｅ（ＯＨ） 和 ＡＩ（ＯＨ） 絮凝沉淀共同作用的结果。 ２．３相互冲洗滤池 过滤可有效保证水中悬浮物的去除效果，矿井 水处理中常用滤池有普通快滤池和无阀滤池。普通 快滤池需设置专门的反冲洗装置；无阀滤池可依靠 水力自动反冲洗，但反洗效果无保证，会造成出水水 质不稳定。据此中国煤炭科工集团杭州研究院设计 研发了一种新型相互冲洗滤池，该滤池一般由多个 密闭的滤格组成，采用压力式进出水，保证了过滤和 反冲洗时所需要的水压。与快滤池相比，相互冲洗 滤池节省了快滤池进行水反冲洗时所需的冲洗水泵 或高位冲洗水塔和管路系统；和无阀滤池相比，该滤 池不需要上部体积很大的冲洗水箱。相互冲洗滤池 内外部结构简单，检修维护工作量小，特别适合于 中、小处理规模且空间狭小的场所，尤其适合煤矿井 ８ 下巷道断面尺寸和工作环境ｌ３…。荣伟国 使用相 互冲洗滤池处理济宁三号煤矿矿井水，出水可满足 ＭＴ ７６—２００２《煤矿企业矿山支护标准一液压支架 （柱）用乳化油、浓缩物及其高含水液压液》中，配置 乳化液用水水质要求，同时满足防尘洒水和设备冷 却用水要求。 ２．４ ＴＤＳ处理工艺中ＲＯ浓水利用技术 高矿化度矿井水除盐ＲＯ浓水利用技术如图６ 所示。ＲＯ浓水去除Ｃａ 、Ｍｇｎ等硬度离子后可作为 选煤用水。ＲＯ浓水还可调制水煤浆，水煤浆作为 气化原料，既可用于生产化工产品，如合成氨、二甲 醚等，还可用于煤制油、煤制气、联合循环发电 （ＩＧＣＣ）及以煤气化为基础的多联产等领域 。 ＲＯ浓水经蒸发结晶与分盐结晶后还可产出工业 盐。ＲＯ浓水还可排入自然盐湖和人工盐湖中，排 入自然盐湖中可与湖中现有盐化工以及氯碱产品链 融合，从而实现环境效益和经济效益的双重提升。 人工盐湖的设置应注意克服蒸发塘所具有的缺点， 通过加强管理、生态结合等手段提高人造盐湖周边 的环境适宜度，并可采用机械雾化和蒸发等手段控 制池容，以实现工业与环境的协调发展。 图６ ＴＤＳ处理工艺中ＲＯ浓水利用 Ｆｉｇ．６ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＲＯ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｉｎ ＦＤＳ ｐｒｏｃｅｓｓ ３现有矿井水处理技术短板 ３．１涌水量预测 从煤炭开采的角度来看，矿井涌水是一种水患， 矿井涌水量的准确预测可保证矿井的安全生产，并 降低矿井水害的可能性。但矿井水也是一种资源， 从矿井水资源化复用的角度来思考，涌水量的准确 预测对于后续处理工艺条件的优化以及抗冲击负荷 调节均具有积极意义。现常用涌水量预测方法有： 何绪文等：煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新 水均衡法、解析法、数值法、水文地质比拟法 。这 些方法都只是或多或少的强调了影响矿井涌水的单 一因素，而在多要素协同作用下的矿井涌水量分析 方面仍有欠缺，往往过多考虑影响矿井涌水量的水 动力条件和求解方法的精确性，却很少考虑过水通 道结构、性质、形成条件、出现的位置和时间等 ５＿ 重要因素，也没有将矿井涌水发生的时间、地点与采 掘工程的进展有机的结合起来，从而导致所预测出 来的涌水量是静态量，而非随工程进度而变化的动 态量，大幅减弱了预测结果对实际生产的指导性。 同时，我国陕甘宁晋蒙疆等主要大型煤炭基地矿井 涌水除断裂带水外还有大量的孔隙水（过去未考 虑）致使矿井涌水比预测量大很多。因此，继续深 入研究并开发准确有效，具有动态性的、综合性的涌 水量预测方法十分重要。 ３．２高效分离设备与井下处理技术的“三化”研发 传统矿井水井上处理具有投资与运行成本高、 占地面积大等缺点，而井下处理则具有相当的优势。 但由于巷道空问有限，故充分掌握井下空间特征，最 大效能利用废弃巷道就显得十分重要 。与传统 混凝＋沉淀相比，磁砂与瓷砂分离工艺由于将磁种 或瓷砂作为絮体的凝结核，可使絮体沉淀速度显著 提升，有效提高设备负荷，显著降低设备的占地面积 与体积，更适用于井下的特殊环境。但相关工艺设 计参数、运行参数与工艺控制条件等基础数据依旧 不足，大部分实际工程均处于试点阶段，距离大规模 的应用还需做更多工作。与此同时，随着千万吨级 矿井的出现，对井下综采设备的模块化、智能化、标 准化的“三化”要求越来越高，使得对井下矿井水水 质要求有大跨度的提高，因此，对矿井水处理设备的 “三化”研发与相关标准的订立对于实现井下矿井 水处理工艺精细化与无人值守化具有显著意义。 ３．３含特殊污染物矿井水的处理 由于特殊的水文地质条件，使一些微量元素或 放射性元素等有毒有害物质进入矿井水中，形成含 特殊污染物矿井水，如放射性矿井水、含铁锰矿井 水、高氟矿井水和含重金属矿井水。由于含特殊污 染物矿井水的形成过程各异，就导致对于此种矿井 水的处理缺乏普适性的工艺方案，不同污染物需要 完全不同的工艺流程与设计，而各个矿区的实际情 况又不甚相同，同时也会涉及到井上、下处理以及不 同回用途径等问题。此相关领域研究还鲜有报道， 故仍需加强相关领域的研究与应用，以形成最佳可 ２０１８年第９期 行技术。 ４展 望 １）在矿井水零排放模式中，要加强高效纯化、 蒸发结晶等新技术、新设备方面的研发工作，并加强 工程实践探讨，使得企业在保证绿色环保的同时，达 到兼顾提升纯度、提高产率、降低处理成本的目的， 并深入挖掘结晶盐所蕴含的潜在经济价值和社会 价值。 ２）加强矿井水资源化、生态化利用技术体系的 建设，特别是在生活供水和生态供水方面。生活供 水方面除了满足用水点的水质、水量、水压要求外， 还需根据不同矿井水水源水质类型建立完备的围绕 规划、设计、施工的“一揽子”技术方案方法；生态供 水方面应根据矿区周边生态环境的实际情况确立切 实可行的补水途径，并需加强相关排放标准的制定。 ３）涌水量的准确预测对建立矿井水的前馈处 理、应急处理机制具有重要意义。需从空间和时间 ２个维度，综合考虑过水通道结构、性质、条件、位置 以及采掘计划等因素对涌水量的影响，并建立相关 数学模型以及求解方法。 ４）随着开采深度的增加以及千万吨级矿井的 出现，使得矿井水的井下处理具有明显优势，但影响 井下处理工艺广泛应用的掣肘亦非常显著，故需对 各高效工艺通过小试、中试装置对处理机理作深入 研究，并对相关工艺的设计、运行参数和工艺控制条 件作深入总结。同时，亦要加强相关设备的“三化” 研发和相关标准的订立。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ［１］ 中华人民共和国水利部．２０１６年中国水资源公报［Ｚ］．２０１６一 Ｏ７—１１． ［２］ 田山岗，尚冠雄，唐辛．中国煤炭资源的“井”字型分布格局： 地域分异性与资源经济地理区划［Ｊ］．中国煤田地质，２００６，１８ （３）：１—５． ＴＩＡＮ Ｓｈａｎｇａｎｇ，ＳＨＡＮＧ Ｇｕａｎｘｉｏｎｇ，ＴＡＮＧ Ｘｉｎ．Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｏａｌ ｒｅ— ｓｏｕｒｃｅ ｏｃｔｏｔｈｏｒｐｅ ｓｈａｐｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎ： ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｅａｌ ｄｉｖｉｓｉｏｎ［Ｊ］． Ｃｏａｌ Ｇｅｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，２００６，１８（３）：卜５． ［３］ 顾大钊，张 勇，曹志国．我国煤炭开采水资源保护利用技术 研究进展［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１６，４４（１）：１—７． ＧＵ Ｄａｚｈａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ，ＣＡＯ Ｚｈｉｇｕｏ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，４４（１）：１—７． ［４］ 彭苏萍．煤炭资源与水资源：中国煤炭清洁高效可持续开发利 ９ ２０１８年第９期 煤炭科学技术 第４６卷 用战略研究［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１４． ［５］ 郭雷，张硌，胡婵娟，等．我国矿井水管理现状分析及对策 ［Ｊ］．煤炭学报，２０１４，３９（１２）：４８４—４８９． ＧＵＯ Ｌｅｔ，ＺＨＡＮＧ Ｌｕｏ，ＨＵ Ｃｈａｎｊｕａｎ，ｅｔ ａ１．Ｓｔａｔｕｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ『Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１４，３９（１２）：４８４—４８９． ［６］何绪文，李福勤．煤矿矿井水处理新技术及发展趋势［Ｊ］．煤炭 科学与技术，２０１０，３８（１１）：１７－２２． ＨＥ Ｘｕｗｅｎ，Ｌ１ Ｆｕｑｉｎ．Ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３８ （１１）：１７—２２． ［７］ 高亮，周如禄，徐楚良，等．煤种与煤矿矿井水水质特性之间 的相关性探讨［Ｊ］．能源环境保护，２００４，１８（６）：４６—４８． ＧＡＯ Ｌｉａｎｇ，ＺＨＯＵ Ｒｕｌｕ，ＸＵ Ｃｈｕｌｉａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅ— ｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏａｌ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｍｉｎｅ ｄｒａｉｎａｇｅ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｖｉｒｏｍｎｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２００４，１８（６）： ４６－４８． ［８］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． ＨＥ Ｘｕｗｅｎ，ＹＡＮＧ Ｊｉｎｇ，ＳＨＡＯ Ｌｉｎａｎ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００８，３３（１）：６３—６６． ［９］ 郦建强，王建生，颜勇．我国水资源安全现状与主要存在问 题分析 Ｊ］．中国水利，２０１１（２３）：４２—５１． Ｉａ Ｊｉａｎｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉａｎｓｈｅｎｇ，ＹＡＮ Ｙｏｎｇ．Ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｆ Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｗａｔｅｒ Ｐｔｅｓｏｎｒｃｅｓ，２０１ １（２３）：４２—５１． ［１Ｏ 李井峰，熊日华．煤炭开发利用水资源需求及应对策略研究 ［Ｊ］．煤炭工程，２０１６，４８（７）：１１５—１１７，１２１． Ｉ Ｉ Ｊｉｎｇｆｅｎｇ．ＸＩＯＮＧ Ｒｉｈｕａ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｃｏａｌ～ｂａｓｅｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｅｎｇｉ— ｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，４８（７）：ｌ１５一ｌ１７，１２１． ［１１］陈佩佩．西北矿区供水现状及矿井水综合利用研究［Ｊ］．煤矿 开采，２０１７，２２（５）：６０—６３． ＣＨＥＮ Ｐｅｉｐｅｉ．Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，２２（５）：６０—６３． ［１２］戚鹏，武强，李晓翔，等．矿井水处理工艺及治理效益分析 ［Ｊ］．水处理技术，２０１０，３６（４）：１２５－１２６． ＱＩ Ｐｅｎｇ，ｗｕ Ｑｉａｎｇ．ＬＩ Ｘｉａｏｘｉａｎｇ．ｅｔ ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｄｉｓｐｏｓａｌ ａｎｄ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ｏｎ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ［Ｊ］． Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，２０１０，３６（４）：１２５－１２６． ［Ｉ３］ 袁航，石辉．矿井水资源利用的研究进展与展望［Ｊ］．水 资源与水工程学报，２００８，１９（５）：５０－５７． ＹＵＡＮ Ｈａｎｇ，ＳＨＩ Ｈｕｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｃｏａｌ ｎｆｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉ Ｊ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ＆ Ｗａｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，１９（５）：５０—５７． ［１４］ 李福勤，李硕，何绪文，等．煤矿矿井水处理工程存在的问题 及对策［Ｊ］．中国给水排水，２０１２，２８（２）：１８－２０． Ｌ１ Ｆｕｑｉｎ，ＬＩ Ｓｈｕｎ，ＨＥ Ｘｕｗｅｎ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｏｒｋｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｗａｔｅｒ＆Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ， ｌ０ ２０１２，２８（２）：１８—２０． ［１５］ 李福勤，何绪文，吕晓龙，等．煤矿矿井水井下处理新技术及工 程应用［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１４，４２（１）：１１７—１２０ ＬＩ Ｆｕｑｉｎ，ＨＥ Ｘａｗｅｎ，ＬＹＵ Ｘｉａｏｌｏｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔ— ｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，４２（１）：１１７—１２０． ［１６］ 周如禄，高亮，郭中权，等．煤矿矿井水井下直接处理及循环 利用［Ｊ］．中国给水排水，２０１３，２９（４）：７ｌ－７４． ＺＨＯＵ Ｒｕｌｕ，ＧＡＯ ｌｉａｎｇ，Ｇｕｎ Ｚｈｏｎｇｑｕａｎ，ｅｌ ａ１．Ｕｍｔｅｒｇｒｏｕｎｄ ｄｉｒｅｃｔ ｔｒｅａｔｎｌｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｃｙｃｌｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｆ Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｗａｔｅｒ ＆Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，２０１３，２９（４）：７１—７４． ［１７］ 毛维东，周如禄，郭中权．煤矿矿井水零排放处理技术与应用 ［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１７，４５（１１）：２０５—２１０． ＭＡＣ Ｗｅｉｄｏｎｇ，ＺＨＯＵ Ｒｕｌｕ，Ｇｕｎ Ｚｈｏｎｇｑｕａｎ．Ｚｅｒｏ ｌｉｑｕｉｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０】７，４５（１１）： ２０５—２１０． ［１８］ 刘秀云，牛曙光．单体液艋支柱防腐蚀研究［Ｊ］．煤矿机械， ２００４（８）：３６—３７． ＬＩＵ Ｘｉｕｙｕｎ，ＮＩＵ Ｓｈｕｇｕａｎｇ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｔ ｓｉｎｇｌｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｒｏｐ［Ｊ］．ＣｏａＩ Ｍｉｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２００４ （８）：３６—３７． ［１９］ 张猛，宋恩民．唐日矿井井下排水及供水系统方案的设计优 化［Ｊ］．给水排水，２００９，３５（９）：７２—７４． ＺＨＡＮＧ Ｍｅｎｇ，ＳＯＮＧ Ｅｎｍｉｎ．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｄｒａｉｎａｇｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｔａｎｇｋｏｕ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ［Ｊ］ Ｗａｔｅｒ＆Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，３５（９）：７２—７４． ［２Ｏ］ 何广东，邵立南，蒋先锋，等．神东矿区矿井水井下处理工艺研 究［Ｊ］．煤炭工程，２００７（８）：７９－８１． ＨＥ Ｇｕａｎｇｄｎｎｇ，ＳＨＡＯ Ｉ，ｉｎａｎ，ＪＩＡＮＧ Ｘｉａｎｆｅｎｇ，ｅｔ ａ１． Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ Ｓｈｅｎｄｏｎｇ Ｍｉｎｉｎｇ Ａｒｅａ［ｊ］． Ｃｏａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７（８）：７９—８１． ［２１］ 张晓航，何绪文，王 浩，等．磁絮凝工艺对含悬浮物矿井水处 理效果的研究［Ｊ］．水处理技，水，２０１８，４４（４）：１２２－１２６． ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｈａｎｇ．ＨＥ Ｘｕｗｅｎ，ＷＡＮ（；Ｈａ０ ｅｔ ａ１．Ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｗｉｔｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｏｅｃｕｌａｌｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｆｌｏｃｓ ｆｒａｅｔａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｏｈ）ｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，２０１ ８， ４４（４）：１２２～１２６． ［２２］ 王浩，张晓航，何绪文，等．神经网络对微砂加重絮凝处 矿 井水效果预测［Ｊ］．煤炭技术，２０１８，３７（３）：１８８－１９１． ＷＡＮＧ Ｈａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｈａｎｇ，ＨＥ Ｘｕｗｅｎ，ｅｔ ａ１．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｗｉｔｈ ｍｉｃｒｏ—ｓａｎｄ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｎ ｂｙ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，３７（３）：】８８—１９１． ［２３］ 王璐．煤制天然气固定床气化废水零排放技术进腱［Ｊ］．煤 炭加工与综合利用，２０１７（２）：３４－３８． ＷＡＮＧ Ｌｕ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｉｆｘｅｄ ｂｅｄ ｇａｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｚｅｒｏｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｎ ｃｏａｌ ｂａｓｅｄ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｐｒｏ— ｃｅｓｓｉｎｇ＆Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，２０１７（２）：３４—３８． ［２４］ ＨＡＮ Ｄ．ＨＥ Ｗ，ＹＵＥ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｚｅｒｏ—ｅ— ｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ［Ｊ］． Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ，２０１７，１８５（２）：１４９０—１４９６． 何绪文等：煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新 ［２５］ 何绪文，贾建丽．矿井水处理及资源化的理论与实践［Ｍ］．北 京：煤炭工业出版社，２００９． ［２６］ ＳＥＵＮＧ Ｊｕｎ Ｋｙｕｎｇ，ＫＩＭ Ｈｙｕｍ Ｓｕ，ＫＩＭ Ｊｏｅ Ｙｏｎｇ．Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｒｅａｔｉｎｇ ａｃｉｄｉｃ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｆｏｒ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｍｅｔａｌｓ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｉｄｉｃ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｈｉｌｅ ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｕｄｇｅ ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ，２００８，１４８（６）：１２７—１５５． ［２７］ ＳＨＡＮＤ Ｍ Ａ．Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍａｈｇｎｅｓｉａ［Ｍ］． Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ：Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，２００６：１５５—２５４． ［２８］ 宋文涛．高浓度泥浆法（ＨＤＳ）：铁盐处理工业污酸废水半工 业试验［Ｊ］．有色金属（冶炼部分），２０１１（１１）：５１－５４． ＳＯＮＧ Ｗｅｎｔａｏ．Ｐｉｌｏｔ—ｐｌａｎｔ ｔｅｓｔ ｏｆ ａｃｉｄ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｂｙ ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｓｌｕｒｒｙ（ＨＤＳ）ｆｅｒｒｏｕｓ ｓａｌｔ ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ（Ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ），２０１１（１１）：５１—５４． ［２９］ 杨晓松，邵立南，刘峰彪，等．高浓度泥浆法处理矿山酸性废水 机理［Ｊ］．中国有色金属学报，２０１２，２２（４）：１１７７－１１８３． ＹＡＮＧ Ｘｉａｏｓｏｎｇ，ＳＨＡＯ Ｌｉｎａｎ，ＬＩＵ Ｆｅｎｇｂｉａｏ，ｅｔ ａ１．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｍｉｎｅ ａｃｉｄｉｃ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｓｌｕｄｇｅ［Ｊ］．Ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ，２０１２，２２（４）：１１７７－１１８３． ［３０］ 周如禄，张广文，郭中权，等．压力式气水相互冲洗滤池的开发 与应用［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１３，４１（２）：１１３—１２０． ＺＨＯＵ Ｒｕｌｕ，ＺＨＡＮＧ Ｇｕａｎｇｗｅｎ，ＧＵＯ Ｚｈｏｎｇｑｕａｎ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｖｅｌｏｐ－ ｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ ｇａｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｅｄ ｌｆｕｓｈｉｎｇｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，４１（２） １１３—１２Ｏ． ２０１８年第９期 ［３１＿】 荣伟国．矿井水井下处理用互冲洗过滤装置开发［Ｊ］．能源环 境保护，２０１７，３１（４）：４９—５２． ＲＯＮＧ Ｗｅｉｇｕｏ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｌｕｓｈ ｆｉｌｔｅｒ ｄｅｖｉｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｗｅｌｌ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０１７，３ １ （４）：４９—５２． ［３２］ 王金华．我国煤炭高效洁净利用新技术［Ｊ］．煤炭科学技术， ２０１２，４０（１）：１—４． ＷＡＮＧ Ｊｉｎｈｕａ．Ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏａｌ ｈｉｇｈ ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，４０ （１）：１—４． 一 ［３３］ 虎维岳，闫丽．对矿井涌水量预测问题的分析与思考［Ｊ］．煤 炭科学技术，２０１６，４４（１）：１３－１７． ＨＵ Ｗｅｉｙｕｅ，ＹＡＮ Ｌｉ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ ｖｏｌｕｍｅ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，４４（１）：１３—１７． ［３４】 周如禄，戴振学，李颖．矿井涌水量预测的理论与实践［Ｊ］． 煤炭科学技术，１９９８，２６（６）：４７—４９． ＺＨＯＵ Ｒｕｌｕ，ＤＡＩ Ｚｈｅｎｘｕｅ，ＬＩ Ｙｉｎｇ．Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１ ９９８， ２６（６）：４７—４９． ［３５ 管恩太，武强．矿井涌水量预测评述［Ｊ］．中州煤炭，２００５ （１）：７—８． ＧＵＡＮ Ｅｎｔａｉ．ｗｕ Ｑｉａｎｇ．Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ［Ｊ］．Ｚｈｏｎｇｚｈｏｕ Ｃｏａｌ，２００５（１）：７－８． １ １
