淮河流域通过“源头防控—过程治理—资源利用”——
探寻矿井水保护利用新路径
发表时间:2025-05-08分享到:
复制链接成功
□本报记者 李海川 滕红真 通讯员 周耀坤
淮河两岸,花开绚烂。地层深处,轰隆隆的采煤机正切割着黑色煤层,为国家能源供应输送着源源不断的“乌金”。
淮河流域作为我国重要的能源基地,煤炭资源储量达137.62亿吨,坐拥两淮、鲁西、河南等3个亿吨级煤炭生产基地,每年产出全国1/7的煤炭,在保障国家能源安全中发挥着举足轻重的作用。
当“乌金”涌向全国,一场关于水的“绿色革命”,正在这片土地悄然进行——
曾经被视为“生态负担”的矿井水,如今通过“源头防控—过程治理—资源利用”全链条保护利用,“变废为宝”滋养流域两岸,在煤炭资源开发与地下水资源保护协同发展中,实现“重生”!
保水开采——
从被动排放到主动留水
什么是矿井水?中水淮河规划设计研究有限公司正高级工程师詹同涛解释,在矿山开采过程中,地下水、地表水以及大气降水等各类水体,通过采矿造成的导水通道涌入矿井,混合而成的水体便是矿井水,属于一种重要的非常规水源。
据相关统计,我国吨煤开采约产生两吨矿井水,每年产生煤矿矿井水约68.8亿立方米。然而,目前我国煤矿矿井水利用率明显偏低,平均利用率不足50%。
“我国煤炭开采行业过往采用‘大排大放’的模式处理矿井水,不仅造成地下水资源浪费,还会导致区域地下水水位急剧下降、含水层结构遭受破坏,甚至引发地面沉降等严重次生地质灾害。”詹同涛说。
面对煤水矛盾,2024年2月,国家发展改革委、水利部等八部门联合印发《关于加强矿井水保护和利用的指导意见》,对加强矿井水源头保护、分类处理、综合利用作出系统部署。
如何破题?“我们按照《指导意见》要求,在煤矿取水许可审批和事中事后监管过程中,将地下水资源保护措施落实情况作为管控重点,会同流域各级水行政主管部门,积极引导企业采取矿井水源头保护、分级分类处理和资源化利用等一系列关键措施,切实提升流域矿井水综合治理效能。”水利部淮河水利委员会水资源管理处副处长王启猛介绍。
从源头减少矿井水外涌,保水开采功不可没。在对采煤活动给覆岩和含水层结构带来的影响进行科学系统评估后,通过实施保水开采、条带开采、防水煤柱留设等多种技术手段,打造出一套完整的工程防护系统,可以避免或减少对关键含水层的破坏,最大程度减轻煤炭开采对水资源的扰动影响。
河南省禹州市梁北二井煤矿给含水层“穿”上了“铠甲”——通过多分支定向钻探工艺,对石炭系太原组下段灰岩进行精准注浆封堵,将其改造为相对隔水层,有效阻断了地下水补给通道。
监测数据显示,这一技术的运用,使梁北二井矿井水年涌水量控制在200万至220万立方米,与平顶山矿区其他同等规模矿井相比,矿井涌水量减少60%以上。
“在有效预防地面塌陷等地质灾害的同时,节省了矿井水处理、生态修复赔偿等大量费用,大幅度降低了企业运营成本。”河南平煤神马梁北二井煤业有限公司后勤中心主任周进说。
分类处理——
从粗放混排到梯级利用
矿井水成分复杂,悬浮物、矿物质、酸性物质等含量较高。传统矿井水的处理方法是在矿井水统一进入井下水仓后,通过水泵抽排至地面的矿井水处理设施进行处理,达到复用水质要求后,部分在地面利用,部分再返回井下利用。这种“一刀切”的水处理模式效率低、成本高。
“我们按照清污分流、分质利用的原则,根据矿井水水质差异,科学精准实施矿井水分类、分质、分级的无害化、资源化高效处理。这样既能降低处理成本,又能提高水资源利用率。”淮河能源集团资源环保部资深主管黄世伟说。
在淮河能源集团潘三煤矿井下,清污分流系统正在发挥效益。巷道内设置分流沟渠,不同浊度的水分类收集后分别进入井下清水仓与污水仓,实现煤矿内部生产和辅助生产用水的分质供水与梯级利用。
“清水入仓可直接复用于井下消防洒水、防火灌浆等生产环节;含煤灰较高的矿井水,将抽排至井上进行常规处理,根据水质差异实施精准化利用,满足选煤厂生产、车辆冲洗、道路降尘、职工宿舍冲厕、矿区绿化等需求。”淮河能源集团潘三煤矿资源环保科科长程慧介绍。
通过分质分类处理,矿井水“摇身一变”成为矿区的“第二水源”,构建起从生产到生活的全链条分质用水体系。如今,潘三煤矿矿井水年利用量超200万立方米,其中井下直接利用量达40万立方米左右,每年节约处理成本300余万元,经济效益、生态效益显著。
综合利用——
从废弃排放到循环重生
“大型煤炭基地大多存在不同程度缺水情况,一方面面临水资源短缺难题,另一方面大量矿井水未被利用,矛盾尤为突出。”詹同涛坦言。
中国工程院院士、煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室主任顾大钊表示,矿井水将是我国中长期稳定的非常规水源。将矿井水纳入综合水资源管理体系,为水资源配置提供多元化的补充,提高矿井水利用率,将有助于缓解煤水矛盾和区域性水资源供需不平衡。
“我们积极推进矿井水综合利用,在煤炭开采过程中,对矿井水进行科学处理和合理调配,努力将矿井水转化为可供生产、生活、农业和生态使用的优质水源,推动解决矿井水对环境的潜在污染问题,同步缓解煤炭产区普遍面临的水资源短缺困境。”王启猛介绍。
河南省永城市是重要煤炭生产基地,拥有车集、新桥、陈四楼等大型煤矿,矿井水日均涌出量超6.5万立方米。过去,这些矿井水大多直接排入河道。
一边是大量矿井水“无处安放”,一边是龙宇煤化工等周边大型企业的旺盛用水需求。永城市针对水资源供需矛盾,积极探索矿井水资源化利用路径,打破了“一矿一厂”的局限,建立了“集中收储—统一处理—统筹分配”的矿井水区域协同利用机制。
“各煤矿将自用后剩余矿井水输送至永城开控水务公司统一集中处理,再通过专用管网输送至周边用水大户,构建起区域水资源循环利用网络,日均调配量达3.5万立方米。”永城市水利局局长白宏伟介绍。
该模式实施后,永城市矿井水资源循环利用率提升至85%,年减少地下水开采量约400万立方米,为资源型城市破解“水荒”难题提供了可复制的解决方案。
保水开采、分类处理、循环利用,淮委推动流域煤矿企业探索出一条从源头到末端保水、治水、节水的创新路径,流域矿井水综合利用率达到了75%。
“华丽转身”的矿井水,从煤炭开采的“附属品”蝶变为绿色发展的“新引擎”,开创了煤炭开采与生态保护双赢新局面。
《指导意见》明确提出,到2025年,全国矿井水利用量持续提高,利用率不断提升,矿井水保护利用政策体系和市场机制基本建立;到2030年,矿井水管理制度体系、市场调节机制和技术支撑能力不断增强,矿井水利用效率和效益进一步提高。
“淮委将进一步强化矿井水取用水管理,系统推进综合配置利用,完善提升计量监测能力,健全全链条监管体系,并积极探索矿井水保护利用的市场化机制,持续推动这一‘生态负担’向‘绿色资产’的质变,为美丽中国建设贡献淮河经验。”淮委副主任姬宏表示。
来源:中国水利报 2025年5月8日
责任编辑:王瑜