3月22日是第三十屆“世界水日”,3月22至28日是第三十五屆“中國水周”。今年,聯(lián)合國確定“世界水日”主題為“珍惜地下水,珍視隱藏的資源”。我國紀(jì)念2022年“世界水日”“中國水周”的活動主題為“推進(jìn)地下水超采綜合治理 復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境”。作為我國煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新的國家隊(duì)和排頭兵,中國煤炭科工專注于礦井水的資源化處理與利用、監(jiān)測,研發(fā)了地面順層孔區(qū)域超前治理保水采煤關(guān)鍵技術(shù)和露天煤礦帷幕截水關(guān)鍵技術(shù),保護(hù)了地下水資源,實(shí)現(xiàn)了保水采煤、綠色采煤,走出了一條人與自然和諧共生的綠色發(fā)展道路。
地下水是水資源的重要組成部分,由于水量穩(wěn)定,水質(zhì)好,是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦生產(chǎn)和城市生活的重要水源之一,在我國水資源供給中占有極其重要的位置。煤炭企業(yè)的生產(chǎn)活動對地下水資源有著非常重要的影響,如何解決礦井水的排量、監(jiān)測以及高效利用,一直是行業(yè)發(fā)展長期探索的問題。
中國煤炭科工西安研究院研發(fā)的地面順層孔區(qū)域超前治理保水采煤關(guān)鍵技術(shù),可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)礦井水害的超前、精準(zhǔn)預(yù)治理。該技術(shù)創(chuàng)建了地面定向鉆順層鉆進(jìn)、注漿改造薄層灰?guī)r,實(shí)現(xiàn)煤礦深部災(zāi)害型水患超前區(qū)域防治與水資源保護(hù)的新方法,實(shí)現(xiàn)了礦井水害防治由被動治理向超前治理的轉(zhuǎn)變,由過程治理為主向源頭預(yù)防為主轉(zhuǎn)變,由局部治理向區(qū)域治理轉(zhuǎn)變,由井下治理為主向井上下綜合治理的轉(zhuǎn)變,由治水為主向治保結(jié)合轉(zhuǎn)變。目前,該技術(shù)已在多個礦區(qū)推廣應(yīng)用,解放煤炭儲量7000萬噸,累計(jì)安全回采1500萬噸,減少礦井涌水70%,大大減少了礦井排水量,保護(hù)了地下水資源。
露天煤礦帷幕截水關(guān)鍵技術(shù)由中國煤炭科工西安研究院研發(fā),該技術(shù)是我國露天煤礦首次采用帷幕截水綜合技術(shù),實(shí)現(xiàn)截水減排的重大專項(xiàng)研究和實(shí)踐工程。該技術(shù)解決了墻體厚度不均的技術(shù)難題,為露天煤礦地下水控制、安全綠色開采、生態(tài)修復(fù)及節(jié)能降碳提供了新思路、新技術(shù)。該技術(shù)研發(fā)成功后在內(nèi)蒙古大雁礦業(yè)集團(tuán)扎尼河露天煤礦得到了應(yīng)用,截水帷幕形成后,帷幕墻外圍約20k㎡范圍內(nèi)地下水位回升至生態(tài)水位,解決了當(dāng)?shù)啬撩袢∷щy的問題;帷幕外圍歸一化植被指數(shù)由0.1增加至0.4,植被多樣性增加15%以上,生態(tài)環(huán)境得以改善,促進(jìn)了植被生長,同時有效保護(hù)了地下水資源,降低了環(huán)保風(fēng)險。自2019年以來,扎尼河露天煤礦結(jié)余疏排水電費(fèi)7800萬元以上,由截水帷幕帶來的生態(tài)修復(fù)、節(jié)能降碳效果顯著。
針對煤礦井下礦井水涌水多、用水多的特點(diǎn),中國煤炭科工杭州研究院開發(fā)了包含煤礦礦井水井下就地處理與利用技術(shù)與成套設(shè)備,通過水倉防淤積分級處理、多污染物耦合沉淀、互沖洗過濾、非能動本質(zhì)安全型局部用水深度處理等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了煤礦礦井水井下多利用、少升井,從源頭保護(hù)地下水資源的目的。
礦井水作為一種具有行業(yè)特點(diǎn)的廢水,處理不好是一種污染物,流到哪里黑到哪里,觀感極差,處理好了又是一種寶貴的非常規(guī)水源,可以變害為利,解決煤礦周邊工業(yè)企業(yè)用水難題。在國內(nèi)規(guī)模最大的礦井水凈化處理工程——山東能源淄礦集團(tuán)正通煤礦礦井水凈化處理站,中國煤炭科工杭州研究院針對水量大、懸浮物含量高的特點(diǎn),開發(fā)了具有預(yù)沉調(diào)節(jié)、分級處理能力的礦井水凈化處理工藝,4000t/h烏黑的礦井水,經(jīng)過預(yù)沉、調(diào)節(jié)、攪拌澄清、過濾,“瞬間”變得清可見底,該工藝具有抗沖擊負(fù)荷能力高、運(yùn)行穩(wěn)定、處理費(fèi)用低等突出優(yōu)勢,處理后煤泥的銷售收入高于處理費(fèi)用,整個礦井水處理站實(shí)現(xiàn)了盈利運(yùn)行。
礦用水質(zhì)監(jiān)測傳感器由中國煤炭科工常州研究院研制,它相當(dāng)于監(jiān)測煤礦地下水的“眼睛”,可實(shí)時監(jiān)測井下各類水倉、水池(箱)、水渠、管道等場所的水質(zhì),并將數(shù)據(jù)反饋至各類水文監(jiān)測系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、井下水庫安全監(jiān)測系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)等。一鉤一掛、安裝簡便、免于維護(hù),減少了煤礦工人的使用數(shù)量。在煤礦水害防治、生產(chǎn)用水保障、井下水庫監(jiān)測等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。
為解決煤礦企業(yè)采煤工作面的多層次用水需求,中國煤炭科工常州研究院特別開發(fā)了智能礦用反滲透水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了更強(qiáng)的“組合介質(zhì)過濾+反滲透除鹽”工藝,在采煤工作面可自動為“三機(jī)”冷卻和支架噴霧提供高精密過濾水、為乳化液自動配比提供純水,相當(dāng)于為采煤機(jī)和液壓支架等大型綜采設(shè)備提供“保鮮液”,助力大型綜采設(shè)備延長使用壽命約30%。同時,該系統(tǒng)還增加了現(xiàn)場無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)測操控、觸屏人機(jī)交互、耗材壽命自動提醒等人性化功能,助推井下大型綜采設(shè)備減人增效和智能安全生產(chǎn)。
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