冶金业给排水工程设计思考
彭柯
[摘 要]随着工程技术水平的提高，我国的煤矿建设也取得了很好的发展成果。目前，在煤矿企业发展中，给排水工程技术十分重要，给排水的设计方案也是多种多样，文章针对煤矿给排水设计若干问题进行了思考和分析。
[关键词]煤矿建设；给排水设计；问题思考
中图分类号：TU127 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）19-0144-01
前言：煤矿工程中的给排水设计，简单来说，就是要满足矿井建设、生产过程中，对于水压、水质、以及水量等方面的实际需求。它最主要的内容就是在满足矿区生产、生活供水的同时，通过现代化工程技术措施将产生的废水、污水进行回收处理，最大限度的达到水资源的循环再利用效果，通过合理、科学的手段，平衡矿井运行过程中的给水、排水问题，既满足实际生产要求，又满足生态环境保护的要求。
1 煤矿工程给排水设计存在的问题
在煤矿建设过程中，给排水设计的问题主要在于对污、废水的处理和解决。随着国家政策对煤矿建设的环保要求日益严格，绿色能源、循环经济、和谐生产等环保理念的逐渐深入，矿井建设过程中，环境保护涉及的资金和人力日益增加，煤矿设计部门针对这一关键性问题进行了很多的研究和分析，也制定了很多相应的方案和策略。但是，在实践的应用过程中，这些手段的治理效果却并不理想。
1.1 水处理设施利用率问题
在我国很多的煤矿发展过程中，与矿井生产连带产生的临时村民区伴随矿井生产周期的增加，逐渐形成居民区，并在矿井周围形成一定规模。实际上，煤矿矿井建设有独立的污水处理站，能满足日常生活污水的处理。由于城建规划的滞后，往往在煤矿周围反而形成了连片的污染圈，污水乱排、垃圾遍布，造成整体环境恶化。另一方面，个别矿井的水处理站在初期规模或者工艺流程考虑时，往往留有富余，造成实际运行时，出现污水源不够，影响水处理出水水质，个别矿井甚至闲置水处理设施，造成水处理设施利用率不高。在这种情况下，矿井的建设场地与居民的居住区域距离较近，笔者认为，是否可以通过与地方政府协商，通过某种形式的共建，或者分摊收取水处理费用等形式，来解决相关问题。这样不仅可以分摊成本，也有利于后期的维护管理工作，设备在运行过程中的成本也降低了很多，同时，更加方便工作人员对污水处理设备进行动态监控，便于管理[1]。
1.2 污水处理站设计参数选择不科学
在对生活污水处理站设计过程中，对于污染物的指标取值，在煤矿投产运行前，无法实地检测获得，由此，部分水处理站设计人员根据城市污水中的污染物指标确定参数。而实际上，煤矿生活污水来源相对简单，污染物相关指标也与城市污水污染物指标有着显著的区别。
在进行污水处理的工艺设计过程中，污水中污染物指标取值可参照附近矿井实际运行数据，结合具体地区的实际情况，进行方案上的筛选，选择合理的污水处理方案和工艺。
2 给水设计
2.1 水源选择
在我国，很多的煤矿的日用水源都是以地下水为最主要的供水来源，井下排水经净化处理之后，作为辅助的用水来源。
2.1.1 主要问题
地下水水源供水稳定、水质较好、处理成本低，为了保证供水，在很多的矿井生产中，将大量的生产给水采用新鲜的地下水作为第一水源。井下排水，具有水量波动大、水质较差、处理成本高的特点，同时相关水处理设施投入大，被一些矿井作为辅助供水水源。伴随生产周期的延长，国内煤矿多处于缺水干旱地区，在大量的开采地下水后，造成水资源的极大的浪费，而大量的生产废水、污水又没有重复利用，简单处理后就随便排放，甚至空置水处理设施，为了应付检查，检查时开机运行，检查后，又开始闲置，造成设备损坏严重，由此带来水资源浪费、环境恶化现象。
2.1.2 解决措施
针对这些问题，在给排水设计过程中，一定要充分利用各种水质资源，平衡给水、排水关系。在矿井地区建立集中式的水处理站，通过工艺分配，根据用水项的不同水质要求，分别处理。对于矿井之中的污水，以及生活中的废水，通过生化处理，用于矿区园林绿化、灌溉用水、道路洒水、以及居住用水等；对于井下产生的矿井水，可以通过一系列常规工艺处理，满足生产中对于水质要求，矿井生产用水量大，对于水质的要求相对于生活用水要低很多，处理后的水可以全部用于生产；对于水源的水质好，处理成本低，更加适合作为矿井日用生活水源。通过合理的规划，将不同水质、水量科学的分配到各用水项，充分利用了水资源，满足矿井生产及日用水需求。通常，矿井都会同时建立两个水处理站，一个是矿井水处理站，另一个就是生活污水处理站，在建设的过程中，两个水站可统筹规划，集中考虑，既降低了投资成本，也方便后期运行维护。
2.2 井下供水系统
随着科技水平的提高，自动化程度越来越高，为满足了正常的生产需求，煤矿井下供水的范围越来越广泛，基本的供水对象有：采掘防尘用水、消防用水、以及日常的生产用水[2]。对于井下供水设备的水压以及用水量也提出了更高的要求。
2.2.1 井下供水系统选择
在我国，井下供水系统分为重力自流供水系统、加压供水系统。矿井水经过处理后，通常直接回用于井下生产用水。当地面与井下开采面高差满足相关高度要求时，通过建设地面井下消防洒水水池、井下消防洒水管，将井下用水重力自流供给到各个工作面。这种方式，水压稳定，维护简单。但是存在个别矿井高差大，水压高，对输水管路提出了更高的要求，个别矿井甚至达到1000多米，因此合理减压、科学计算管道受力就显得尤为重要，在井下管网设计时，管道种类繁多，往往需要综合管网专业根据各专业管道特点，分别计算，水专业在设计过程中，更加需要合理考虑好减压分配，通过设置减压阀或者减压水池，做到安全、可靠，同时又不因耐压要求，无限制的提高管道耐压等级，减少投资成本。当矿井生产面高于地面供水设施时，就需要采用加压供水，在分配供水压力时，务必根据采矿专业提供的煤层等高线图纸，合理选择加压设施，通过二次加压或者管网分配，满足生产用水要求，同时根据实际掘进的巷道等高线，适当调整。
2.2.2 井下自動化以及防尘洒水问题
井下防尘洒水工作的主要目的，通过降尘，保证粉尘浓度在正常的范围之内，避免安全事故。在实际运行中，却经常会出现喷头堵塞，不按时喷洒，防尘洒水设备做摆设的现象。究其根本，有管理者对安全意识的淡漠，同时，也有对相关设施维护不及时，导致管理跟不上、设备用不上，容易产生事故。面对这些问题，首先需从水源源头上保证水质，地面水处理环节需要及时监测。井下管网的过滤设备，需要定期清洗维护，在相关设计的过程中，可以采取一些自动化的装置，既节约了大量的水源，也提高了工作人员的工作效率，同时也提高了生产安全性。因此，对井下防尘洒水进行设计的过程中，一定要力求自动化[3]。
同时，部分条件较好的矿井，可采用工厂定制内外防腐管材，这种管道处理工艺复杂，抗腐蚀能力强，可有效延长井下管道使用寿命，减少管道腐蚀杂志影响喷头洒水效果，保证供水安全。
总结
在我国，很多煤矿都处在一些干旱缺水的地区，因此，采用科学合理的技术手段，高效利用水资源，正确选择煤矿给水系统，并进行合理的配置，是现代煤矿设计的重要特征。在做到黑色能源，绿色开采的前提下，为煤炭企业经济效益的提高提供有力保障。
参考文献
[1] 刘长喜.桥梁抗震设计若干问题的思考[J].中外公路，2015，（02）：125.
[2] 张利勇.中原地区煤矿建设集群发展现状研究[J].煤矿开采，2014，03：132-134.
[3] 徐先萍.煤矿安全生产管理理念及实践研究[J].科技资讯，2015，（29）：158.
