文家坝煤矿矿井水对邻近水系环境影响研究.pdf

2023 年 8 月Aug.,2023doi：10.3969/j.issn.1672-9943.2023.04.049文家坝煤矿矿井水对邻近水系环境影响研究（贵州文家坝矿业有限公司，贵州 毕节 552100）摘要 针对文家坝煤矿矿井水是否会对邻近水系造成环境影响的问题，通过综合分析矿井污水处理设施处理能力，对文家坝煤矿一、二矿矿井水运移规律进行研究，得到以下结论：文家坝煤矿污水处理厂可以满足矿井污水处理需求，其中文家坝一矿矿井水不会通过溶洞流入响水洞至化垮河，文家坝二矿矿井水不能补给到响水洞至化垮河，矿井生产不会对邻近水系造成污染。关键词 矿井水；污水处理；水污染；综合评估中图分类号X523文献标识码B文章编号1672蛳 9943（2023）04蛳 0153蛳 030引言矿井生产过程中产生一定量废水，如井下排水、打钻用水、煤炭洗选用水产生的废水，废水中存在有毒有害化学物品，处理不当直接排入邻近水系中将对环境造成巨大的影响，严重破坏生态环境。目前关于矿井水对水环境的研究较少，主要为排水达标相关研究咱员原怨暂。文家坝煤矿邻近水系均为自然环境较好的水系，本文针对文家坝煤矿矿井水对邻近水系的影响进行综合分析研究。1矿井水及邻近水系概况文家坝一矿、二矿核定产能均为 120 万 t/a，主采煤层 6#、7#煤层，地层属二叠系上统龙潭组弱含水层。井巷掘进过程中的直接充水水源主要来自顶板砂岩裂隙水、7#煤层顶板标四灰岩裂隙水和 6#煤层顶板标三灰岩裂隙水；工作面回采过程中的直接充水水源主要为顶板砂岩裂隙水及标三灰岩溶隙水。龙潭组主要由细、粉砂岩、泥质粉砂岩、菱铁质粉砂岩、泥岩、煤、硅质岩、灰岩等组成。煤组厚度230390 m，一般厚度为 300 m 左右，与下伏峨嵋山玄武岩组或茅口组假整合接触，与上覆长兴、大隆组呈整合接触。生产过程中一矿正常涌水观测值为 80160 m3/h，平均 120 m3/h。二矿处于建设期，观测正常涌水量为 1015 m3/h，最大涌水量 60 m3/h。周边主要地表河流为化垮河。化垮河为织金河一支流，位于织金县县城西边，源头为大冲头出水洞茅口组灰岩暗河出口和响水洞暗河出口。水源主要由吹聋河、田坝寨小溪的暗流水补给。文家坝一矿、二矿及周边河流相对位置如图 1 所示。图 1文家坝煤矿周边河流相对位置文家坝二矿吹聋河兴发煤矿富祥煤矿兴阳煤矿滥坝煤矿兴旺煤矿克蚂联办煤矿辉煌煤矿文家坝一矿家顺煤矿乾源重晶石永兴煤矿西湖沟沟寨煤矿文家坝一矿主平硐文家坝二矿主平硐暗河响水洞大冲出水洞化垮河七公里煤矿田坝小溪能 源 技 术 与 管 理Energy Technology and Management2023 年第 48 卷第 4 期Vol.48 No.41532023 年 8 月Aug.,20232煤矿矿井水运移规律文家坝一矿 11 采区各条巷道内均设计有专门的排水沟或临时水仓对生产用水进行抽排至 11 采区回风上山，由 11 采区回风上山最终汇集至井底车场，再由井底车场排至+1310 主石门大巷水沟。排放水流情况如图 2 所示。在 11 采区各施工作业地点矿井水排至+1310 主石门水沟的过程中，矿井水无任何通道联通地下暗河、溶洞或地表水体，矿井水均汇集至+1310 主石门大巷水沟内。采区上一年实际涌水量如表 1 所示。近 5 年矿井用水量统计结果如图 3 所示。根据图 3 可知，过去 5 年矿井生产过程中，矿井最大涌水量为 120 m3/h。图 2文家坝一矿矿井水排放情况罗刚文家坝煤矿矿井水对邻近水系环境影响研究表 1文家坝一矿采区涌水量统计观测位置涌水量/（m3/h）观测方法备注11 采区井底车场68.0浮标法-11 采区煤仓下口往前 50 m71.5浮标法-+1310 主石门 1#钻场78.0浮标法钻场内有出水点 3 m3/h+1310 主石门 K0+808 m 溶洞处89.2浮标法巷道顶板溶洞有出水+1310 主石门与排矸斜井交叉口96.0浮标法A2 井底水仓抽水排至水沟+1310 主石门与主平硐大巷交叉口104.2浮标法-一矿主平硐井口水沟（500 mm500 mm）138.6浮标法部分出水点流进水沟图 3近 5 年产量和矿井涌水量关系由表 1 可知，文家坝一矿矿井水从 11 采区井底车场到一矿主平硐出口水沟涌水量呈明显增加趋势，说明在水沟排水过程中水量有增无减，矿井水没有通过地下通道流到或渗透到其他领域。文家坝二矿一分区主要巷道布置在 6#、7#煤层底板，地层属二叠系上统龙潭组弱含水层。井巷掘进过程中的直接充水水源主要来自顶板砂岩裂隙水、7#煤层顶板标四灰岩裂隙水和 6#煤层顶板标三灰岩裂隙水；工作面回采过程中的直接充水水源主要为顶板砂岩裂隙水及标三灰岩溶隙水。文家坝二矿主平硐大巷及+1310 主石门矿井水来源主要为掘进期间的生产用水、巷道顶板淋水或来自预留的泄压孔中的水。文家坝二矿矿井水排放情况如图4 所示。图 4文家坝二矿矿井水排放情况由于文家坝二矿+1310 主石门未贯通，因此文家坝二矿矿井水分为 2 个地段排放，即由文家坝二矿一分区风井场地和文家坝二矿主平硐排放。文家坝二矿一分区排水路径为来自一分区的矿井水汇集至井底水仓，再利用潜水泵由井底水仓抽至地面临时污水处理站，经处理达标后排放。3环境影响分析文家坝煤矿矿井水处理站矿井水处理总能力2 400 m3/h，生活水处理能力 120 m3/h，水源净化处进、回风斜井清水主平硐大巷500 mm500 mm 水沟准820 mm 涵管污水处理厂（达标）主平硐大巷800 mm800 mm 水沟来自各出水溶洞（天然岩溶水）化垮河防洪大沟+1310 主石门井下各排水地点11 采区回风上山井底车场11 采区轨道上山、运输上山第 1 年第 2 年第 3 年第 4 年第 5 年120100806040200140120100806040200年份一井产量二井产量一井涌水量二井涌水量地面630 m 水仓回风斜井清水进风斜井清水400 m 水仓地面热水源井下各排水地点11 采区回风上山井底水仓11 采区轨道上山、运输上山地面污水处理站（达标）三岔沟1542023 年 8 月Aug.,2023理能力 140 m3/h。污水处理站内设初沉池、行车、抓斗、提升水泵、絮凝池、斜管沉淀池、锰砂过滤设备、压滤机、水质在线监测等设备设施。井下水以清水（天然溶隙水）和污水分流形式排到文家坝主工业场地，其中清水经井下水沟（800 mm800 mm）排至主工业广场防洪沟（2 m2 m）直接排至化垮河；井下污水经井下污水沟（500 mm500 mm）排出井口后通过涵管引至文家坝污水处理站（一矿一期处理能力为 1 200 m3/h）将污水处理达到标准（见污水处理在线监测情况表）后排至化垮河。矿井污水处理后水质情况如表 2 所示。矿井过去 5 年内排出的水体主要污染指标化学需氧量、总悬浮物值统计如图 5 所示。图 5近 5 年来矿井排水化学需氧量、总悬浮物值统计根据图 5 可知，近 5 年内排出的矿井水总悬浮物、化学需氧量指标均未出现超标现象，污水处理厂排出的水合格。综合分析，文家坝煤矿污水处理厂处理后的各项指标满足相关标准规定的排放要求，未出现污水超标现象。其中一矿污水处理完成后排入化垮河，二矿污水处理完成后排入三岔沟。根据实测标高，文家坝二矿主平硐从响水洞暗河下方穿过，现在及今后来自文家坝二矿的矿井水不能补给到响水洞至化垮河造成污染。响水洞距离文家坝一矿主平硐水平距离为 616 m，距离矿井南东井田边界 2 471 m，文家坝一矿矿井水不会通过溶洞流入响水洞至化垮河。因此可知，文家坝一、二矿目前及今后开采过程中的矿井水不会经溶洞流入响水洞至化垮河造成污染。4结论文家坝煤矿一、二矿周边存在自然水系，为研究矿井开采对周边水系环境影响，分析了矿井水及邻近水系相对关系，对矿井水运移规律进行了研究，对矿井开采过程中矿井污水的排放情况及井下污水对化垮河等水系影响进行了综合评估，得到以下结论：文家坝煤矿设有处理总能力 2 400 m3/h 的污水处理厂，满足矿井污水处理需求；文家坝一矿矿井水不会通过溶洞流入响水洞至化垮河，文家坝二矿矿井水不能补给到响水洞至化垮河，2 个矿井的矿井水不会造成污染。参考文献1柴建禄.采煤对浅层地下水环境的影响及矿井水生态利用分析 J.煤田地质与勘探，2022，50（7）：138-144.2王红梅.榆神府矿区关闭矿井地下水环境演变研究 D.北京：煤炭科学研究总院，2022.3代其彬，雷兆武，田新国，等.某公司矿井水管理利用现状与对策 J.河北环境工程学院学报，2022，32（2）：7-11.4安瑞瑞.煤矿开采对柳林泉域水环境影响评价 J.山西水利科技，2021（4）：43-46.5王铎.宁夏红一煤矿开采对水环境影响分析与评价 J.绿色科技，2021，23（20）：88-94.6张萌.两渡煤业二采区村庄压覆 2 号煤层项目对地下水水质影响分析 J.山西冶金，2021，44（3）：131-133.7王小建.寺家庄煤矿 15 号煤层开采对地表水影响研究 D.徐州：中国矿业大学，2021.8周丽洁.门克庆矿区离层矸石注浆充填对地下水的影响 D.徐州：中国矿业大学，2021.9任自选.山西省煤矿开采矿井水的环境保护管理要求分析 J.山西化工，2020，40（5）：217-219.作者简介罗刚（1987-），男，工程师，毕业于西安科技大学地质工程专业，长期从事技术管理工作。收稿日期：2023-01-11表 2污水处理后水质情况污染物名称排量标准评价标准pH6.97.169GB20426-2006 煤炭工业污染物排放标准化学需氧量/（mg/L）4750GB20426-2006 煤炭工业污染物排放标准总悬浮物/（mg/L）113050GB20426-2006 煤炭工业污染物排放标准氨氮/（mg/L）0.050.910GB20426-2006 煤炭工业污染物排放标准铁/（mg/L）0.0020.21DB52-864-2013 贵州省环境污染物排放标准锰/（mg/L）0.0130.44GB20426-2006 煤炭工业污染物排放标准化学需氧量值总悬浮物值46444240383628262422201816141210第 1 年第 2 年第 3 年第 4 年第 5 年年份能 源 技 术 与 管 理Energy Technology and Management2023 年第 48 卷第 4 期Vol.48 No.4155