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摘要：绝大部分地区，如“甘肃，大西北”等都是干旱少雨，水资源匮乏，但是地下却埋藏着丰富的矿产资，像珍贵的煤炭资源绝大部分就都分布在水源短缺地区，水源的短缺制约了煤炭的开发利用及深加工。为了解决矿区用水需求，就必须投入大量的资金，引入大量的设备，研发新型的开发技术，这样才能使煤炭成本增加，降低了产品的竞争力，否则将会使矿区缺少发展后劲，步入恶性循环。所以说，对煤矿井下水的处理刻不容缓。
关键词：煤炭资源：井下水；开发利用；矿场资源；环境保护
引言
水资源，煤炭资源的短缺已经严重制约了我国部分地区人民生活水平的提高和经济的发展，随着生产力的不断提高，对水资源和矿产资源的渴求也是日益增长，因此，水、煤炭等矿产资源的开发利用已经刻不容缓，寻求先进而又可行的处理开发技术迫在眉睫，必须把煤矿井下水开发处理作为人民生活中的经济用水，已成为保证煤炭工业正常生产经营，实现可持续发展的重要途径。
1、我国煤矿井水的现状以及迫切需要处理的原因
(1)受国家宏观政策、经济发展水平、科技发展水平和传统观念的影响，多年来，我国的水资源一直被严重浪费，造成了今日水资源严重短缺的局面，甚至至今很多人在思想上还没有意识到水资源短缺的严重性。而在很多煤炭资源丰富的地方，水和煤炭资源都一直未被重视，进行严重浪费，国家必须制定相关的法律法规改变此局面，让人民意识到问题的严重性。
(2)由于对矿井水缺乏基础性的化学水平研究，目前煤矿区对矿井水的利用仍是比较粗放和简单化的，而人类在思想上认为矿井水的有害性，就算是处理后仍不敢放心饮用，很大程度上制约了对矿井水的处理。
(3)为提高我国煤矿井水处理的技术水平，必须在详细分析矿井水的化学组成和物化性质的基础上，研究合适的矿井水处理工艺和参数，以提高煤矿井水利用的技术水平
2、矿井水(主要是煤矿井水)的一特殊水质、主要成分及识别方法
矿井水不是普通的水，它由于长期被埋在地下，很多的微生物、有害细菌和大量的矿物质资源都融入在其中。近年来，由于人类开采活动的频繁，导致绝大部分的矿井水都受到了油类等有机物质的侵害，进入到水中，破坏了水原本的结构，使水的成分变得非常复杂。因此，从水化学角度研究与分析矿井水中悬浮性的、溶解性的和处于胶体状态的各种物质的组成。目前为止，虽然很多矿井水的成分已经被破坏和改变，但从本质上来看，还是可以从中找出和水基本相同的成份，只要对这些成份加以研究和分析，对其他的有害成份加以剔除，就可以净化矿井水，使之变成能饮用的干净的水。
一般识别矿井水，主要是通过颜色来辨别，下表是地下水颜色与其中存在物质的关系：
3、我国矿井水的特殊性及处理过程中存在的技术瓶颈
我国酸性矿井水基本上是采用中和化学法处理，投加碱性药剂或以石灰石、白云石为滤料进行过滤中和。此外，人工湿地生态工程处理法处理酸性矿井水是近年来迅速发展起来的一种处理技术，具有很好的推广前景
(1)煤矿井水中最主要的污染物质为煤屑，这些煤屑由于长期的开采漂浮在水上，不能够饮用，需要添加一些化学药剂加以松散和沉淀，再把上面的干净的水加以提炼，是使水质能够达到人类饮用的标准。不光是煤矿井水的处理和利用，很多大型的工程也通过这种提炼的方法提炼水，效果很好。
(2)由于地理位置的差异和地理环境的不同，不同地方的煤矿井水的含悬浮物的浓度也各不相同。有些地方甚至因为混凝剂选用时的成份或者分量不恰当而破坏的了水的水质，提炼不成功，使处理后的矿井水达不到预期的效果。现在许多处理矿井水的工程仍然只用水泵和加药装置，不能很好的控制进出水量，加药量，水流量等，使矿井水处理的效果不明显。
(3)煤矿井下生产使用的采掘机械需要使用乳化油和机油，油类物质进入矿井水中，采用常规混凝、斜管沉淀和过滤技术不能有效去除矿井水中的油类物质。
目前各种类矿井水处理都存在这样那样的问题，有必要对各种类的矿井水进行深入的研究，探讨相应的处理新方法，提高矿井水的资源化利用率，解决制约煤矿企业发展的“瓶颈”问题。
4、根据矿井水水质的不同，常用的处理矿井水的方法
矿井水的处理不同于其他污水，含有的有机污染物比较少，处理过程也相对较为简单。为了最有效地净化矿井水，必须在综合考虑技术经济指标及矿井水的类型和所含污染物的成分、工艺流程的热性，净化指标的要求及最终用途的基础上，选择技术上可行的、经济上合理的、操作简单的净化工艺流程。但是不论采用什么样的工艺流程，其中最基础的工艺流程都是相似的。
矿井水处理的常用方法：中和、沉降、混凝、过滤、消毒和辅助处理。
(1)中和：矿井水一般呈酸性，所以中和是必不可少的方法。酸性的矿井水可以使用任何碱性物质进行中和，当然，在选用的过程中，尽量遵循价格、反应效果、运输方便、产生的泥水沉积物性质及所要求的净水质量，最常用的物质是石灰或是熟石灰，它的使用效果最好最明显。下表为水的酸碱性分类表：
(2)沉降：在处理矿井水的过程中，悬浮固体的去除一般是采用重力沉降来实现的，这是一种最经济实用的方法。沉降效果取决于池深，水在池内停留时间等因素。一般在沉降池中投加石灰增强沉降效果。
(3)氧化：一般有空气氧化、化学氧化、点解氧化三种方式。空气氧化主要是曝气和充氧；化学氧化是利用氧化剂氧化水中的污染物；电解氧化则是指在还原剂的作用下发生的氧化作用。矿井水净化主要是用自然曝气充氧过程，在此过程中可降低COD，去除FC。
(4)混凝：矿井水混凝阶段所处理的对象主要是煤粉、岩粉等悬浮物及交替杂质，它是矿井水处理中十分重要的环节。为了增强凝聚效果，经常与助凝剂混在一起投入矿井水中。
(5)过滤：过滤一般是指以石英砂等粒状滤层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程，它是去除浓度比较低的悬浊液中微笑颗粒的一种有效方法，在矿井水中有着重要的作用。它不仅能进一步降低水的浊度，而且水有机物、细菌乃至病毒将会随着浊度的降低而被除去。 (6)消毒：消毒的目的在于杀灭水中的有害病毒生物，防止传染病的危害。分为化学和物理两类。化学一般是投化学药剂，如臭氧、氯、重金属等；物理方法则是进行加热消毒，紫外线消毒等。
(7)辅助处理：一般采用板框式压滤机、自动清料问式压滤机、连续旋转压滤机进行固液分离处理。处理后的污泥，可做成原料或肥料。
5、如何采用新工艺解决长期来在处理矿井水时所遇到的技术难题
矿区生产的发展和人民生活水平的提高，必然导致需水量的不断增加，特别是随着我国的重点产煤区逐渐向西北部干旱和半干旱地区转移，矿区供水紧张的矛盾将会日益突出。近年来，在国家产业政策和宏观调控措施指导下，大部分煤矿己改变原来将矿井水简单处理后直接排放的做法，而是将矿井水处理后作为宝贵的水资源加以充分利用，这势必对现有的水处理艺技术提出更高的要求。因此，在没有发达国家同类技术得以借鉴的情况下，开展矿井水处理水质特性及其处理技术的攻关研究是非常必要的。根据国内煤矿矿井水处理的实际需求及所碰到的技术难题，目前应该集中解决一下技术问题：
(1)处理矿井水的新技术、新工艺的研究和开发。煤矿井水中的漂浮物和悬浮颗粒主要是煤屑，只能靠沉降的方式来提炼水，但煤矿在生产过程中不可避免地会将乳化油和废机油混入到矿井水中，这些物质由于密度比较小，漂浮在水上，不可能用沉降的方法解决，给处理矿井水带来许多困难。要想解决这个问题，必须考虑到这些物质密度的问题，可以使用一些药剂将悬浮在上面的油类物质吸走或去除，这种方法已经有过很多次尝试，但目前为止，效果并不显著，必须通过试验或工程实践加以判别种方法各自的处理效率和优缺点。
(2)处理矿井水的本质方法还是药品净化剂的开发和使用。传统的方式通常是铝盐、铁盐及其聚合物，尽管一直有新药品研究上市，但总体来讲，效果并不是太好。随着经济和科技的不断发展，药剂净化仍会成为处理煤矿井水的主要方式和手段。但助凝剂却与此有很大的差别，有不同的新的药剂出现，就需要有不同的助凝剂，然后，对助凝剂的研究仍是技术上的瓶颈，还有很大的提升空间。
(3)硬度物质在水中的去除方法。不难发现，现在很多的地下矿井水中与之相接触的输送管、输送设备上都有很多的硬性物质，长期积淀下来就形成了硬度水，这些物质通常是钙、镁等成分较多，这是由于煤矿矿井水由于常年处于地下，水的流动性差，大量矿物质溶入其中，长期积淀而成的。对此，需要开发研究一种方法将这些硬物质进行有效去除，通常的方法是使用具有酸性的化学药剂进行溶解，因为钙、镁等都属于碱性较强的物质，只用用酸性的物质与之产生反映，很快就能去除。
6、结语
到如今，全球的煤炭资源已经非常的匮乏，尤其是我国，煤炭资源主要集中在陕西省、内蒙古自治区、陕西省等主要缺水的地区，对煤矿井水的处理和利用迫在眉睫，对改善当地人民的生活水平具有重要的意义。而目前，我国矿井水的利用率仅为30％左右，与发达国家之间还存在很大的差距，只有进一步开发研究新工艺、新技术，才能解决当前所需。
关键词：煤炭资源：井下水；开发利用；矿场资源；环境保护
引言
水资源，煤炭资源的短缺已经严重制约了我国部分地区人民生活水平的提高和经济的发展，随着生产力的不断提高，对水资源和矿产资源的渴求也是日益增长，因此，水、煤炭等矿产资源的开发利用已经刻不容缓，寻求先进而又可行的处理开发技术迫在眉睫，必须把煤矿井下水开发处理作为人民生活中的经济用水，已成为保证煤炭工业正常生产经营，实现可持续发展的重要途径。
1、我国煤矿井水的现状以及迫切需要处理的原因
(1)受国家宏观政策、经济发展水平、科技发展水平和传统观念的影响，多年来，我国的水资源一直被严重浪费，造成了今日水资源严重短缺的局面，甚至至今很多人在思想上还没有意识到水资源短缺的严重性。而在很多煤炭资源丰富的地方，水和煤炭资源都一直未被重视，进行严重浪费，国家必须制定相关的法律法规改变此局面，让人民意识到问题的严重性。
(2)由于对矿井水缺乏基础性的化学水平研究，目前煤矿区对矿井水的利用仍是比较粗放和简单化的，而人类在思想上认为矿井水的有害性，就算是处理后仍不敢放心饮用，很大程度上制约了对矿井水的处理。
(3)为提高我国煤矿井水处理的技术水平，必须在详细分析矿井水的化学组成和物化性质的基础上，研究合适的矿井水处理工艺和参数，以提高煤矿井水利用的技术水平
2、矿井水(主要是煤矿井水)的一特殊水质、主要成分及识别方法
矿井水不是普通的水，它由于长期被埋在地下，很多的微生物、有害细菌和大量的矿物质资源都融入在其中。近年来，由于人类开采活动的频繁，导致绝大部分的矿井水都受到了油类等有机物质的侵害，进入到水中，破坏了水原本的结构，使水的成分变得非常复杂。因此，从水化学角度研究与分析矿井水中悬浮性的、溶解性的和处于胶体状态的各种物质的组成。目前为止，虽然很多矿井水的成分已经被破坏和改变，但从本质上来看，还是可以从中找出和水基本相同的成份，只要对这些成份加以研究和分析，对其他的有害成份加以剔除，就可以净化矿井水，使之变成能饮用的干净的水。
一般识别矿井水，主要是通过颜色来辨别，下表是地下水颜色与其中存在物质的关系：
3、我国矿井水的特殊性及处理过程中存在的技术瓶颈
我国酸性矿井水基本上是采用中和化学法处理，投加碱性药剂或以石灰石、白云石为滤料进行过滤中和。此外，人工湿地生态工程处理法处理酸性矿井水是近年来迅速发展起来的一种处理技术，具有很好的推广前景
(1)煤矿井水中最主要的污染物质为煤屑，这些煤屑由于长期的开采漂浮在水上，不能够饮用，需要添加一些化学药剂加以松散和沉淀，再把上面的干净的水加以提炼，是使水质能够达到人类饮用的标准。不光是煤矿井水的处理和利用，很多大型的工程也通过这种提炼的方法提炼水，效果很好。
(2)由于地理位置的差异和地理环境的不同，不同地方的煤矿井水的含悬浮物的浓度也各不相同。有些地方甚至因为混凝剂选用时的成份或者分量不恰当而破坏的了水的水质，提炼不成功，使处理后的矿井水达不到预期的效果。现在许多处理矿井水的工程仍然只用水泵和加药装置，不能很好的控制进出水量，加药量，水流量等，使矿井水处理的效果不明显。
(3)煤矿井下生产使用的采掘机械需要使用乳化油和机油，油类物质进入矿井水中，采用常规混凝、斜管沉淀和过滤技术不能有效去除矿井水中的油类物质。
目前各种类矿井水处理都存在这样那样的问题，有必要对各种类的矿井水进行深入的研究，探讨相应的处理新方法，提高矿井水的资源化利用率，解决制约煤矿企业发展的“瓶颈”问题。
4、根据矿井水水质的不同，常用的处理矿井水的方法
矿井水的处理不同于其他污水，含有的有机污染物比较少，处理过程也相对较为简单。为了最有效地净化矿井水，必须在综合考虑技术经济指标及矿井水的类型和所含污染物的成分、工艺流程的热性，净化指标的要求及最终用途的基础上，选择技术上可行的、经济上合理的、操作简单的净化工艺流程。但是不论采用什么样的工艺流程，其中最基础的工艺流程都是相似的。
矿井水处理的常用方法：中和、沉降、混凝、过滤、消毒和辅助处理。
(1)中和：矿井水一般呈酸性，所以中和是必不可少的方法。酸性的矿井水可以使用任何碱性物质进行中和，当然，在选用的过程中，尽量遵循价格、反应效果、运输方便、产生的泥水沉积物性质及所要求的净水质量，最常用的物质是石灰或是熟石灰，它的使用效果最好最明显。下表为水的酸碱性分类表：
(2)沉降：在处理矿井水的过程中，悬浮固体的去除一般是采用重力沉降来实现的，这是一种最经济实用的方法。沉降效果取决于池深，水在池内停留时间等因素。一般在沉降池中投加石灰增强沉降效果。
(3)氧化：一般有空气氧化、化学氧化、点解氧化三种方式。空气氧化主要是曝气和充氧；化学氧化是利用氧化剂氧化水中的污染物；电解氧化则是指在还原剂的作用下发生的氧化作用。矿井水净化主要是用自然曝气充氧过程，在此过程中可降低COD，去除FC。
(4)混凝：矿井水混凝阶段所处理的对象主要是煤粉、岩粉等悬浮物及交替杂质，它是矿井水处理中十分重要的环节。为了增强凝聚效果，经常与助凝剂混在一起投入矿井水中。
(5)过滤：过滤一般是指以石英砂等粒状滤层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程，它是去除浓度比较低的悬浊液中微笑颗粒的一种有效方法，在矿井水中有着重要的作用。它不仅能进一步降低水的浊度，而且水有机物、细菌乃至病毒将会随着浊度的降低而被除去。 (6)消毒：消毒的目的在于杀灭水中的有害病毒生物，防止传染病的危害。分为化学和物理两类。化学一般是投化学药剂，如臭氧、氯、重金属等；物理方法则是进行加热消毒，紫外线消毒等。
(7)辅助处理：一般采用板框式压滤机、自动清料问式压滤机、连续旋转压滤机进行固液分离处理。处理后的污泥，可做成原料或肥料。
5、如何采用新工艺解决长期来在处理矿井水时所遇到的技术难题
矿区生产的发展和人民生活水平的提高，必然导致需水量的不断增加，特别是随着我国的重点产煤区逐渐向西北部干旱和半干旱地区转移，矿区供水紧张的矛盾将会日益突出。近年来，在国家产业政策和宏观调控措施指导下，大部分煤矿己改变原来将矿井水简单处理后直接排放的做法，而是将矿井水处理后作为宝贵的水资源加以充分利用，这势必对现有的水处理艺技术提出更高的要求。因此，在没有发达国家同类技术得以借鉴的情况下，开展矿井水处理水质特性及其处理技术的攻关研究是非常必要的。根据国内煤矿矿井水处理的实际需求及所碰到的技术难题，目前应该集中解决一下技术问题：
(1)处理矿井水的新技术、新工艺的研究和开发。煤矿井水中的漂浮物和悬浮颗粒主要是煤屑，只能靠沉降的方式来提炼水，但煤矿在生产过程中不可避免地会将乳化油和废机油混入到矿井水中，这些物质由于密度比较小，漂浮在水上，不可能用沉降的方法解决，给处理矿井水带来许多困难。要想解决这个问题，必须考虑到这些物质密度的问题，可以使用一些药剂将悬浮在上面的油类物质吸走或去除，这种方法已经有过很多次尝试，但目前为止，效果并不显著，必须通过试验或工程实践加以判别种方法各自的处理效率和优缺点。
(2)处理矿井水的本质方法还是药品净化剂的开发和使用。传统的方式通常是铝盐、铁盐及其聚合物，尽管一直有新药品研究上市，但总体来讲，效果并不是太好。随着经济和科技的不断发展，药剂净化仍会成为处理煤矿井水的主要方式和手段。但助凝剂却与此有很大的差别，有不同的新的药剂出现，就需要有不同的助凝剂，然后，对助凝剂的研究仍是技术上的瓶颈，还有很大的提升空间。
(3)硬度物质在水中的去除方法。不难发现，现在很多的地下矿井水中与之相接触的输送管、输送设备上都有很多的硬性物质，长期积淀下来就形成了硬度水，这些物质通常是钙、镁等成分较多，这是由于煤矿矿井水由于常年处于地下，水的流动性差，大量矿物质溶入其中，长期积淀而成的。对此，需要开发研究一种方法将这些硬物质进行有效去除，通常的方法是使用具有酸性的化学药剂进行溶解，因为钙、镁等都属于碱性较强的物质，只用用酸性的物质与之产生反映，很快就能去除。
6、结语
到如今，全球的煤炭资源已经非常的匮乏，尤其是我国，煤炭资源主要集中在陕西省、内蒙古自治区、陕西省等主要缺水的地区，对煤矿井水的处理和利用迫在眉睫，对改善当地人民的生活水平具有重要的意义。而目前，我国矿井水的利用率仅为30％左右，与发达国家之间还存在很大的差距，只有进一步开发研究新工艺、新技术，才能解决当前所需。