煤矿生产用水转为饮用水装置的应用

刘畅

淮河能源控股集团有限责任公司煤业分公司谢桥煤矿综采二队，安徽 232000

1. 项目基本情况

主要内容及特点：通过高压减压阀及低压稳压阀，将生产用水从5MPa减到0.6MPa，减压后水压满足过滤装置，生产用水通过管道式超滤机（过滤装置)，原水水质从500PPM减到30PPM，从而满足生活饮用水的要求。

二、项目简介

（一）背景技术

长期以来，采煤对地下水造成了严重破坏。除少部分经过自然沉降，被用作矿工洗澡、植物浇灌等矿区生产用水外，绝大部分矿井水，被以直排方式，流入河道、田野，不仅造成水资源的白白浪费，也污染了环境。对此，社会反响强烈，煤矿企业也深感压力。同时谢桥煤矿大部分采取走向长臂采煤法进行回采及布置工作面，工作面走向距离长，顺槽长度普遍在3000m左右，工作面温度高，同时因人员作业时间较长，饮用水量大，职工自身携带的饮用水无法满足需求，为保障职工饮水需求，特将井下生产用水转为饮用水来满足职工用水需求。

（二）需解决的技术问题

通过高压减压阀及低压稳压阀将井下生产用水由高压转为低压，保证净水装置压力需求，通过净水装置将井下生产用水转为饮用水，实现了净水目标，达到了饮用水标准。

（三）具体实施方式

1. 工作原理

井下生产用水→25微米双反冲过滤器→高压减压阀→低压稳压阀→0.7MPa安全阀→管道超滤机→0.6MPa安全阀→RO膜反渗透纯水机（5微米PP棉过滤器→颗粒活性炭→1微米 PP棉→反渗透膜→T3活性炭）

煤矿井下生产用水水压4MPa～5MPa，水压较高，通过高压减压阀及低压稳压阀，将生产用水从5MPa减到0.6MPa，保证水源的稳压状态，确保净水装置的压力需求。

生产用水经过减压后进入管道超滤机、RO膜反渗透纯水机进行净化，净水机里面PP棉滤芯是一种体积小、 过滤面积大，精度高、无污染，采用的是微孔膜过滤， 因此其吸附小，不会滞留滤液，能有效去除所过滤液体中的各种颗粒杂质，用以阻挡水中的铁锈、泥沙、虫卵等大颗粒物质。

颗粒活性炭可有效去除有机溶剂及其他因工业造成的化学污染。能有效去除水中的有机物、余氯及其他放射性物质，并有脱色、去除异味的功效。

经过有效过滤将生产用水转为了生活用水，达到了用水标准。

工作原理示意图

2、检验

国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中对饮用自来水

的溶解性总固体（TDS）有限量要求：溶解性总固体≤1000mg/L。TDS值越高，就表示水中含有的杂质越多，这其中的杂质通常指的是水中Ca2+、Mg2+、Na+、K+等离子的浓度。

以下通过检测净化水的TDS值及水中离子来检验水质情况，具体见下表。

水样TDS值比较
日期	生产用水	净化水	瓶装矿泉水
2019年7月10日	500	30	15
2019年7月11日	550	28	10
2019年7月12日	540	25	8
2019年7月13日	570	27	8
2019年7月14日	600	26	10
2019年7月15日	610	28	6
2019年7月16日	650	25	8

2019年7月10日至7月16日，通过对生产用水、净化水、瓶装矿泉水进行取样对比，生产用水TDS值在500以上，杂质较多，人饮用危害大，瓶装矿泉水TDS值在15以外，净化效果好，通过自制的过滤装置将生产用水净化后TDS值在30以下，净化效果良好，符合饮用标准。

矿井水水质分析报告
报告编号：2019/SY199	取样地点：21216回采工作面
计量单位 项目		毫克/升 （mg/L）	毫克当量/升 （meq/L）	毫克当量百分比 （%）
					阳离子	Ca2+	1.60	0.08	13.30
Mg2+	0.00	0.00	0.00
Na++K+	13.01	0.52	86.70
阴离子	CL-	3.55	0.10	16.69
	SO42-	0.00	0.00	0.00
	CO32-	0.00	0.00	0.00
	HCO3-	30.51	0.50	83.31
水温（℃）
PH值	6.62
总溶解性固体物质 （TDS）（mg/L）	33.42
电导率（us/cm）	57.20
总硬度（CaCO3，mg/L）	4.00
暂时硬度（CaCO3，mg/L）	4.00
永久硬度（CaCO3，mg/L）	0.00
负硬度（CaCO4，mg/L）	26.02
总碱度（CaCO3，mg/L）	30.02
水质类型	HCO3―Na+K

由淮河能源有限责任公司救护大队化验分析结果

经过检测净化水无重金属离子，不存在化学因素对身体造成危害。

3、水类分析

纯净水短时间内能够帮助排泄人体内的毒素，长期饮用时可能会导致体内铅的含量超标。因为钙和铅在人体中是竞争关系，一方增多，另一方就会减少，反之，一方减少，另一方就会增多，纯净水中没有钙，人体就会吸收大量的铅，从而导致人体内含铅量超标。

过滤纯净水的逆渗透膜虽然去除了水中的细菌杂质，但也把水中的对人体有益的微量元素过滤掉了，长期饮用会导人体的微量元素缺乏，引起少年儿童发育不良,引起老年人的各种微量元素缺乏症。

矿物质水根据人体需要，合理添加了镁、钾、硫、氯等矿物质元素。它比矿泉水更纯净，比纯净水营养更丰富，可以在补充体内水分的同时满足身体对矿物质的需求。

从检验报告可以得知，水源矿物质元素多，满足人体需求。

过滤装置示意图（四）有益效果

通过将井下生产用水转化为饮用水，满足了井下职工用水需求，提高职工的工作效率，为职工创造了良好的作业条件。

三、主要创新简介

（一）主要创新点

将高压生产用水降压，同时将生产用水转为饮用水。

（二）该成果还存在哪些不足，哪些方面尚需进一步改进

经过过滤的净化水，水流较小，水量小，不能快速储存较多净化水，下一步需要改善净化水存储空间，加大存储量。

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