"煤礦采空區"變"天然凈水廠"
神華神東煤炭集團大柳塔煤礦近年來致力于井下水資源綜合利用開發和應用，獨創采空區凈水技術、鄰近煤層鉆孔自流供水系統以及采空區自流泄放排水系統，實現了井下水立體循環，不僅解決了煤礦水患問題，而且每年節約污水處理費用近400萬元，累計創造經濟效益突破2300萬元。
“所謂井下水立體循環，簡單說就是把井下采空區變成天然凈水廠。”采空區凈水技術研發人、大柳塔煤礦總工程師陳蘇社介紹說，“我們將井下排水注入采空區地勢高處引導其自流，由于采空區的矸石具有過濾、吸附凈化污水的作用，水流經過濾、沉淀、吸附與離子交換和自生礦物等物理化學作用達到凈化效果，在地勢低處進行收集供井下工作面生產及地面的生產、生活使用。”
據了解，在煤礦井下生產過程中，一方面會引起圍巖含水涌出，另一方面會產生生產污水。為了循環利用這些排水，傳統方法是將排水輸送到地面污水廠經過混凝、沉淀、過濾、消毒等工藝凈化再利用。
“建一個污水處理廠，要建廠房、買設備，采購工業原料，不僅資金投入大，而且建設周期長，同時水處理的成本也高，特別是隨著礦井開采和煤炭產能的增加，污水處理能力有時還跟不上生產。”大柳塔煤礦總工程師陳蘇社介紹說，“由此大柳塔煤礦從1998年開始探索井下采空區凈水技術。”
這種采空區凈化水循環技術，最初在大柳塔煤礦1-2煤和2-2煤層中使用。2-2煤采掘工作面的污水，通過管道直接注入已開采的2-2煤四盤區、老六盤區以及六盤區采空區，經采空區凈化后的清水再次供生產使用。通過采空區凈化后的水，水質檢驗各項指標均達到國家相關標準，大大降低了井下污水的地面排放量。
據介紹，2011年9月，2-2煤的下層煤5-2煤即將投產。陳蘇社考慮到兩層煤之間僅存在150多米的層間距離，如果選擇合適的位置將兩層煤通過鉆孔連接，便可將5-2煤的污水通過泵排到2-2煤進入其采空區水循環系統，凈化后的清水可再利用兩層煤之間高程落差，通過鉆孔自流回5-2煤供生產使用。
“但是，155米深的垂直鉆孔在大柳塔煤礦還是第一次施工，能否保證順利貫通是本方案最大的難點。”陳蘇社說，“我們為此反復研究設計圖，經過精準的計算終于找到了最佳的鉆孔點，拿出了設計方案。經過3個月施工，圓滿解決了因污水廠擴建不能按期完成而導致5-2煤首采面不能按期投產的實際問題，保證了52304綜采工作面按期安全投產。”
其實，該方案的另一項突破是設計實施采空區自流泄放排水系統。大柳塔煤礦井下采空區積水區域共11處，積水量達257.2萬立方米，因采空區儲水空間有限，大量積水的存在必然導致采空區內水位水壓的上升，有可能造成淹井事故的發生。傳統措施是地面打孔安裝強制排水設施進行排放來降低水位，耗時耗力費用高。陳蘇社通過打通一條3米巷道，將六盤區的涌水通過引導自流疏散到四盤區采空區內進入采空區凈水，無需通過強排到地面。不僅防止了透水事故發生，還節約了資金，創造出巨大經濟效益。
中國礦業大學的一位教授在大柳塔煤礦井下現場考察后說，大柳塔煤礦采空區凈水技術、鄰近煤層鉆孔自流供水系統以及采空區自流泄放排水系統，基本解決了該礦煤炭生產中供水、排水、污水處理以及防治水災問題，實現了大柳塔煤礦水資源良性立體循環，不僅創造了可觀的經濟效益和環保效益，還為我國煤炭井下水綜合利用和保水開采探索提供了新思路。
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