綦江废弃煤矿矿井水处理与生态可持续发展研究

綦江废弃煤矿矿井水处理与生态可持续发展研究

黎奇  刘盟盟  邓陈诚  周杰  

中建八局两江建设有限公司  重庆 400000

摘要：我国煤炭开采引发了一系列严重的矿山环境问题，问题类型多，修复治理难度大，严重影响着矿区水文生态系统，污染地下和地表水环境，诱发各种环境问题。重视煤矿废水的处理，合理运用各种废水处理技术，提高水资源利用率，保护生态环境便是如今一个重大议题。为了解决废弃煤矿矿井水处理问题，必须采取生态可持续的方法，以确保环境治理的长期效益并降低对生态系统的负面影响，以生态可持续方式处理废弃煤矿矿井水中悬浮物、铁、锰等超标问题。

关键词：废弃煤矿 矿井水 生态处理

引言

随着工业化和城市化的快速发展，废弃煤矿的治理成为了一个迫切的问题。我国矿井地质条件复杂且差异大，煤炭资源分布广泛但不均匀，使得煤炭开采引发了一系列严重的矿山环境问题，问题类型多，修复治理难度大，严重影响着矿区水文生态系统，破坏地下水含水层结构，污染地下和地表水环境，造成生态环境脆弱区水资源短缺，诱发水土流失、崩塌和滑坡泥石流等矿山环境问题。

废弃煤矿矿井水的处理是其中关键的环节之一，因为废弃煤矿矿井水中通常含有大量的悬浮物、铁、锰等物质，严重影响水环境的质量和周边生态系统的健康。针对重庆綦江EOD项目中涉及的九个废弃煤矿矿井水出水口，每天处理量从800至26000吨不等，本文将探讨以生态可持续方式处理废弃煤矿矿井水中悬浮物、铁、锰等超标问题。

问题背景

重庆綦江全区内矿种多、分布广，资源存量丰富。境内矿产资源，已发现的矿种均为沉积型矿产，已探明地下藏有煤、煤层气、铁、铜、天然气、页岩气、硫铁矿、萤石、石英砂岩、灰岩、泥岩、黏土、大理石、方解石、石膏、石灰石、页岩、含钾绿豆岩和地热水等19种矿产。优质矿产为煤、煤层气和水泥用灰岩等。设立安稳石灰岩资源保障基地7个，储量共约13亿吨。已勘查评价矿床46处，其中，大型矿床9处、中型矿床11处、小型矿床26处。查明资源储量中，煤炭16.75亿吨，铁矿9037.5万吨，石灰岩19.48亿吨，煤层气242.3亿m3，页岩气分布面积2600km2、储量8000亿m3。

綦江煤炭开采始于抗战时期，由于抗战的需要，许多位于华北、华东、华南地区的工厂迁来重庆。煤炭开采兴旺时期，区内共有煤矿企业47家，其中，国有煤矿8家，乡镇煤矿39家。随着煤炭行业发展进入“四期并存”发展阶段，到目前煤矿陆续关停并转41余家，存续国有煤矿6家，乡镇煤矿基本退出煤炭生产市场。大量的煤矿被废弃后，矿井水的排放成为了一个严重的环境问题。废弃煤矿矿井水中的悬浮物、铁、锰等物质超标，使得周边水环境严重受损，生态系统遭受严重威胁。目前，打通一矿、渝阳煤矿、石壕煤矿、逢春煤矿、松藻煤矿、金鸡岩洗选厂（五矿一厂）等采煤沉陷区综合治理的任务较重，采煤沉陷区涉及总面积约156平方公里。

2017年，綦江采煤沉陷区被纳入全国首批17个重点采煤沉陷区综合治理试点地区，成立了以区主要领导为组长，区规划自然资源局、区发展改革委、相关镇和国有平台公司为成员的综合治理指挥部（详见附件1）。指挥部积极开展矿山环境恢复治理，实施滑坡治理、天然林保护、退耕还林、石漠化治理、危岩整治、地质灾害治理等多种形式的生态修复工程。获批综合治理试点以来，累计有石壕中学整体迁建工程，安稳、打通采煤沉陷区避险搬迁安置点配套设施工程等多个项目获得中央资金支持，总投资约十亿元，综合治理取得一定成效。新发展格局下也存在较多问题。

生态可持续的处理方法

总的来看，中国煤炭资源与水资源总体上成逆向分布，但我国的能源资源结构又决定了煤炭在未来相当长时间内的主体地位不会改变。

因此，重视煤矿废水的处理，合理运用各种废水处理技术，提高水资源利用率，保护生态环境便是如今一个重大议题。煤矿污废水主要包括三类，即矿井废水、生活污水和洗煤废水，矿井水是煤矿排放量最大的一项废水。

为了解决废弃煤矿矿井水处理问题，必须采取生态可持续的方法，以确保环境治理的长期效益并降低对生态系统的负面影响。以下是几种生态可持续的废弃煤矿矿井水处理方法：

1.湿地生态处理： 湿地生态系统具有较强的自净能力，可以有效地去除矿井水中的悬浮物和部分重金属。通过构建人工湿地，可以创造适合水生植物生长的环境，这些植物通过吸收悬浮物和污染物来净化水体。湿地还有助于提供栖息地和食物源，促进生态多样性的恢复。

2.植物修复技术： 某些植物具有富集和耐受重金属的特性，被称为“超富集植物”。这些植物可以种植在矿井水流经的区域，通过吸收、富集和固定重金属等污染物，起到净化水体的作用。这种方法不仅有助于处理污染水体，还可以将废弃地转化为可利用的资源。

3.生物复合法： 利用微生物和生物反应器处理废水是另一种生态可持续的方法。微生物可以通过吸附、还原和氧化等作用来去除废水中的污染物。将微生物与生物反应器结合，可以在控制条件下高效地净化废水，降低水中有害物质的浓度。

4. 中水回用： 在矿井水经过初步处理后，可以考虑将部分水用于工业生产和农业灌溉等用途。这样可以最大限度地减少废水的排放，实现资源的有效利用，并减轻对当地水资源的压力。

项目实施与展望

重庆綦江EOD项目的实施是一个综合性的过程，需要有明确的规划、科学的技术应用以及持续的监测与调整。以下是项目实施与展望的一些关键点：

1.初步处理与前期工作： 针对九个矿井水出水口的不同处理量，需制定详细的初步处理方案，包括悬浮物的沉淀、过滤等。这为后续的生态处理创造了更有利的条件。同时，对每个出水口进行详细的水质分析，确保治理方案的科学性和实用性。

2.生态处理工程建设： 根据不同的水质情况，建设湿地、植物修复区、生物反应器等生态系统。确保每个处理单元都合理布局，有助于最大限度地去除铁、锰等重金属，净化矿井水。

3.持续监测与调整： 实施过程中需要建立完善的水质监测体系，对不同处理单元的效果进行定期监测。根据监测结果，及时调整处理工艺，以确保水质改善的持续性和稳定性。

4.水质改善效果： 随着项目的逐步实施，预计废弃煤矿矿井水中的悬浮物、铁、锰等超标问题将得到显著改善。悬浮物通过沉淀和湿地植物吸附得以减少，铁、锰等重金属通过植物修复和微生物处理得以稳定减少，从而使矿井水达到排放标准。

5.水资源利用： 项目实施过程中，需要重视水资源的可持续利用。回收处理后的水进行适度净化，可应用于农业灌溉、工业用水等领域，达到“资源—循环—利用”的目标，减轻对当地自然水资源的压力。

6.生态系统恢复与可持续发展： 随着废弃煤矿矿井水处理效果的显著改善，周边的生态环境将逐渐得到恢复。湿地、植物修复区等生态系统的建设将提供栖息地，促进生态多样性的恢复。此外，水资源的有效利用也将为当地的可持续发展提供更多支持。

结论

全国煤矿年排放量约为20多亿m3，而在这些矿井水中，相当一部分是仅含煤粉和岩粉污染物的矿井水，这些矿井水污染程度轻，处理容易、成本低，经混凝、沉淀、过滤消毒处理后可用作煤矿职工生产、生活用水。因此，实现煤矿废水资源化具有重要的环境和社会意义。当然，这也给煤矿废水的绿色处理技术带来了更多机遇。

重庆綦江EOD项目是一项充满挑战和希望的环境治理工程。通过科学规划、生态可持续的处理方法，以及持续的监测与调整，废弃煤矿矿井水处理将成为推动当地水环境改善和生态系统恢复的重要支柱。同时，项目也将为可持续发展理念的践行提供有益范例，为未来的环境保护和水资源管理提供宝贵经验。

参考文献

[1]吉培.煤矿矿井水资源化利用技术应用方案分析[J].山西化工,2023,43(10):

[2]温卿.矿井水处理工程存在的问题及对策研究[J].山西化工,2023,43(09):

[3]魏姗姗.煤矿矿井水处理站改造方案分析及实践[J].山西化工,2023,43(08):