煤矿井水如何“变废为宝”

正值汛期，煤矿水害事故的易发期、高发期随之而来。国家矿山安全监察局于近日印发《关于加强汛期矿山安全生产工作的通知》，河北、安徽等多地也纷纷启动汛期监察工作，安全生产这根弦不可放松。

“目前，煤炭安全生产形势整体不断转好，但矿井水害仍是仅次于瓦斯事故的第二大灾害。水害事故一旦发生，往往淹没浸泡矿井，巷道工程、机械设备等设施基本报废，抢险救援难度也比较大，所造成损失在各类事故中算是最严重的。”中国工程院院士、中国矿业大学（北京）教授表示，随着煤矿开采规模、强度及方法等变化，采掘环境发生着明显变化，过去认为水文地质条件简单的矿井正在复杂化，矿井水处置问题值得加强关注。

处置不当造成危害，用好了就是资源

矿井水来自于地表水源、井下含水层，以及煤矿停产后长期停止排水而积存的老空水。我国吨煤开采约产生2吨矿井水，若不加以重视，大量矿井水将造成环境污染、水害威胁等影响。

在中央环保督察日前通报的典型案例中，山西焦煤下属斜沟煤矿就因违法排污而被点名。早在2015年，山西省水利厅关于斜沟煤矿及选煤厂项目水资源论证报告书意见即要求，“该项目生产、生活废水必须经处理后全部回用，不得外排，不得设置入河排污口”。由于矿井水综合利用相关项目未建成，该矿每年通过厂外排污渠直排河道的废水总量约80万-100万吨，外排矿井水总氮指标超过地表水环境质量Ⅲ类标准3.1倍。

处置不当还将带来更严重的后果。据国家矿山安监局稍早前通报，新疆丰源煤矿“4·10”透水事故造成21人被困，透水量约4.3万立方米。原因正是未查明矿井及周边水文地质条件，未建立矿井水文动态观测系统。井田范围及周边分布有5处已关闭矿井，且矿矿相通，地表河流白杨河河水渗入采空区，采空区内积水量很大。物探和钻探相结合的探放水措施落实不到位，在掘进过程中未严格按要求进行探放水，综掘机掘透采空区引发事故。

不过，矿井水并非一无是处。晋能控股煤业集团同忻煤矿地测部副部长李玉兵告诉记者，同忻井田上部有侏罗系5个煤层采空区，积水面积627.75万平方，加上井田上覆区域的动态补给水，矿井水量丰富。“为避免事故，常用方法是经无害化处理再外排。但其实，这也是一种浪费，矿井水用好了就是资源。我们利用井下废弃巷道等闲置空间建设井下水库，处理后的矿井水可作为工业用水。井下废水不出井，有效解决采掘工作面增多带来的处置难题，地下水库每年还可节省水费600多万元。”

矿井水资源量丰富，实际利用率偏低

事实上，矿井水资源化利用越来越受重视。“此前，《煤炭法》更强调防治水害，修订的草案征求意见稿明确指出，煤矿企业应当依法回收、处理和综合利用矿井水、工业废水和生活污水，国家引导和鼓励矿井水利用产业化发展。《关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知》也提出，矿井水应优先用于项目建设及生产，并鼓励多途径利用多余矿井水。”中国工程院院士顾大钊表示。

中国矿业大学矿业工程学院教授王方田也称，矿井水治理不当是害，妥善科学处置则能变害为利。“关键是如何充分利用起来。目前，我国煤矿矿井水年产生量达60多亿立方米，由于矿井条件、处理成本、技术成熟度等制约，实际利用率依然偏低。”

记者了解到，每年现有近50亿吨矿井水未能得到有效利用，相当于我国工业和民用缺水量的50%。“特别是在西部干旱、半干旱区域，一边面临水资源短缺难题，一边又存在大量矿井水未被利用，这一矛盾非常突出。”王方田坦言。

“对于矿井水资源量到底有多少，长期以来说法不一。从企业角度，谈到矿井水产生、排出量，多希望往少了说；谈到实际利用，往往又想往多了说。经过深入50多个典型矿井、相关企业及政府部门调研，我们已基本摸清家底。”顾大钊发现，受到水量大小、水质及周边产业布局、用水需求等影响，不同矿区对矿井水利用的差异也比较大，综合利用率高的超过80%、低的仅有20%左右。

另有不愿具名的企业人士认为，矿井水处置利用的相关标准需要研究更新。“多项政策虽鼓励矿井水资源化利用，但落到操作层面还有很多不确定性。比如，矿井水资源如何界定计量、分类使用水质标准、可享受哪些优惠等尚无统一说法，在一定程度上影响企业积极性。”

矿井水可作为中长期稳定的水资源

而今，矿井水处置问题更显严峻。由于易采资源逐渐枯竭，东部矿区多剩下难采的“硬骨头”，水文地质条件更趋复杂；随着生产重心西移，西部煤矿开采由浅部转向深部，矿井水量持续增加。充分利用矿井水，兼具安全、环保、经济等多重效益。

“西部矿井数目增多，开采规模和强度逐渐增大，许多矿井正常涌水量和矿井突水量已经逼近、甚至超过中东部矿井。过去认为西部缺少大江大河的覆盖，大气降雨量偏少，对水文地质条件判断相对简单。但目前，排水量最大的矿井恰恰就在西部。”武强指出，矿井水防治应遵循“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”，地面发现疑点是第一道防线，井下超前探放水是关键。

在防治的同时，处置同样重要。王方田表示，针对含特殊组分矿井水、酸性矿井水等不同类型，处置要求及技术、成本各不相同。“诸如，悬浮物处理技术现已非常成熟，高矿化度矿井水零排放难度较大，工艺有待进一步提升。矿井应根据实际情况建设相应的处理系统，既需要与涌水量相匹配，也要强化设备设施、专业人才，这样才能实现快速、系统、完善处置。”

记者了解到，矿井水包括降尘、喷洒等井下复用，选煤用水、植被灌溉等地面生产生活使用，以及外供矿区周边电厂、煤化工企业等用途。“到2035年，西部六省区煤炭产量占比将达到90%左右，届时矿井水利用率若能提升80%，西部矿区可多利用23亿立方米矿井水，有力支撑生态修复和煤基能源产业发展。”顾大钊认为，我国煤炭与水资源呈逆向分布，矿井水将是中长期稳定的水资源，应坚持“分级处理、分质利用”。“矿井水不是处理等级越高越好，而应根据用水需求指标适度处理。科学合理制定矿井水排放和利用标准，特别是生态利用标准，避免不必要地增加成本和企业负担。”