矿井水利用技术导则2020-条文说明

　中华人民共和国水利行业标准

　矿井水利用技术导则 SL/T XXX-20XX

　 条文说明

　目次

　1 总则 ...................................................................................................................................................... 3 2 术语 ...................................................................................................................................................... 4 3 矿井 水水质标准及利用分类 .............................................................................................................. 5 3.1 一般规定 ............................................................................................................................ 5 3.2 水源来源 ............................................................................................................................ 5 3.3 综合利用水质标准 ............................................................................................................ 5 3.4 排放水质标准 .................................................................................................................... 5 4 矿井 水利用模式 .................................................................................................................................. 6 4.1 一般规定 ............................................................................................................................ 6 4.2 自用方式 ............................................................................................................................ 6 4.3 综合利用方式 .................................................................................................................... 6 4.4 排放方式 ............................................................................................................................ 6 5 利用技术 .............................................................................................................................................. 7 5.1 一般规定 ............................................................................................................................ 7 5.2 矿井水收集技术 ................................................................................................................ 7 5.3 矿井水处理技术 ................................................................................................................ 7 5.4 矿井水调蓄利用技术 ........................................................................................................ 8 5.5 矿井水利用系统技术方案 ................................................................................................ 9 6 利用的可靠性分析 ............................................................................................................................ 10 6.1 一般规定 .......................................................................................................................... 10 6.2 水量稳定性分析 .............................................................................................................. 10 6.3 水质可靠性分析 .............................................................................................................. 10 6.4 合理性分析 ...................................................................................................................... 10 7 矿井 水水源配置管理 ........................................................................................................................ 11 7.1 配置原则 .......................................................................................................................... 11 7.2 配置规划 .......................................................................................................................... 11 7.3 工程规划 .......................................................................................................................... 11 8 节约保护和管理措施 ........................................................................................................................ 12 8.1 一般规定 .......................................................................................................................... 12 8.2 节约措施 .......................................................................................................................... 12 8.3 保护措施 .......................................................................................................................... 12 8.4 管理措施 .......................................................................................................................... 12

　1 总则 1.0.1 为推进矿井水纳入水资源统一配置，提高矿井水利用率，形成区域统一调度稳定可靠的供水水源，在加强非常规水源利用，对采矿业矿井水综合利用进行指导和规范是必要的。

　《关于实行最严格水资源管理制度意见》、《关于加快推进生态文明建设的意见》、《水利部关于非常规水源纳入水资源统一配置的指导意见》、《国家节水行动方案》等均提出了原则性要求。矿井水综合利用具有多样性、复杂性、协调性、安全性等特点，受供需双向水量、水质等因素影响，其利用率不高，在解决流域或区域内矿井水综合利用规划编制、强化节约用水监督管理工作存在短板，有必要对采矿业矿井水综合利用进行指导和规范。

　1.0.2 《煤炭工业发展“十三五”规划》明确提出，2015 年，我国矿井水利用率为 68%，2020年矿井水的利用率提高到 80%。《节水型十三五规划》中明确矿井水用于景观环境、生活、工业、城市用水等，提出推动矿井水综合利用，支持和鼓励大水矿区发展矿井水产业化利用。本导则适用于矿井水综合利用规划报告书编制、矿井水利用工程设计等相关报告书编制或设计，适用于工矿企业综合利用矿井水进行生产、生活、农业灌溉、渔业养殖、景观、矿山复垦等是考虑矿井水利用对象及综合利用编制等工作。

　1.0.3 依据全国节水标准化技术委员会（节水标[2019]061 号）发布“关于对 GB/T《节约用水术语》国家标准（征求意见稿）征求意见的函”、“水利部办公厅关于进一步加强和规范非常规水源统计工作的通知”（办节约[2019]241 号）定义“矿井水”。

　1.0.4 在本标准中，按照矿井水利用对象细化于生产、生活、农业灌溉、渔业养殖、景观、矿山复垦修复，以体现不同利用对象水质标准要求。

　1.0.5 矿井水利用根据自身用水量、周边用水户用水需求、用水路线、配置方式等特点，利用模式等状况选择。

　2 术语 2.0.1 矿井水的水源、存储位置是矿井涌水量定义考虑的主要因素。

　2.0.2 矿井水是否达到利用对象水质要求，是否满足某种用水需求、是否可作为替代常规水源是矿井水可利用量考虑的主要因素。

　2.0.3 已用于厂内外所有环节的矿井水量是矿井水已开发利用量考虑的主要因素。

　2.0.4 矿井水利用率是《国家节水行动方案》（发改环资规[2019]695 号）“逐年提高非常规水利用比例”考核指标之一。本条定义矿井水利用率为矿井水已开发利用量与可利用量的比值。

　3 矿井水利用方式及水质要求 3.1 一般规定 3.1.1 鉴于矿井水厂内用水环节多、厂外用水户种类多、水质标准复杂，需针对不同用水对象采取水质监测，确定是否满足水质标准要求，利用对象应考虑工业、农牧业、水产养殖、矿山复垦、景观杂用、生活饮用水等。

　3.1.2 矿井水可分为洁净、悬浮物、高矿化度、酸性、特殊污染物五类，矿井水原水经生产环节增加附加污染物，含不同污染物处理工艺不同，对应用水对象水质指标要求不同。因此，矿井水分类应该考虑多影响因素。

　3.2 水源来源 3.2.1 矿产开采初期，随着开采工作面的不断扩大，煤层上覆各类补给水源（基岩裂隙水、雨水等）渗入矿井，随着开采时间的增加，含水层水位不断降低，部分含水层由承压转变为无压，底板承压水渗入矿井。受水文地质条件等影响，矿井水水源由第四系潜水、基岩裂隙水、底板承压水分别组成，矿井水排出地面，经生产设备后，达到水质要求后用于厂外生产、生态、景观、生活等用水对象，期间增加生产环节附加污染物（如油类、有机污染物等）。

　3.3 综合利用水质标准 3.3.1 根据景观、矿山复垦修复水质标准要求严格限定矿井水水质要求。

　3.3.2 根据农牧业灌溉水质标准要求严格限定矿井水水质要求。

　3.3.3 根据水产养殖水质标准要求严格限定矿井水水质要求。

　3.3.4 根据工业水质标准要求严格限定矿井水水质要求。本条仅考虑工业入厂水质标准，不考虑用于工业具体环节水质要求。

　3.3.5 根据生活饮用水水质标准要求严格限定矿井水水质要求。

　3.4 排放水质标准 3.4.1《水污染防治法》明确提出工业水污染防治，提高水的重复利用率，减少废水排放量，达标排放；《入河排污口监督管理办法》明确要求入河污水所含主要污染物种类及其排放浓度和总量应满足周边水域水质保护要求。

　3.4.2 矿井水经生产环节增加附加污染物，属于企业开发产生，应对该部分矿井水水质承担全部处理达标排放的责任与义务。

　3.4.3 矿井水不经过企业开采，水源通过水循环过程参与利用，企业通过开采方式将原本参与自然循环的矿井水出现于地面。对该部分未经生产环节产生的矿井水，不增加附加污染物，其水质属于本底水质，企业承担间接责任，应满足周边水域水质保护要求，可达标外排，未满足时，应加以储存。

　4 矿井水利用模式 4.1 一般规定 4.1.1 矿井水利用模式根据其定义，结合矿区计量设备的布设情况，分为矿区内用水和矿区外用水。

　4.1.2 协调矿井水供需双方主要要求，一是利用用途，二是供水量，三是水质要求。

　4.1.3 根据非常规水资源纳入水资源的统一配置的要求，优水优用，分质分级供水。

　4.2 自用方式 4.2.1 自用方式，用于井下消防、洒水除尘，井上生产、生活、绿化用水等，各用水环节布设三级计量设施，实时监测，该部分水量作为矿井水已利用量。

　4.3 综合利用方式 4.3.1 综合利用方式，用于矿区厂内、厂外矿井水量，主要包括厂内井下消防、洒水除尘，井上生产、生活、绿化用水等，厂外工业，农牧业、矿山复垦修复、渔业养殖、景观绿化、生活等非工业用水，各用水环节布设三级计量设施，实时监测，该部分水量作为矿井水已利用量。

　4.4 排放方式 4.4.1 排放方式，矿井水水量满足厂内、厂外用水户用水需求时，存在富裕矿井水时，该部分矿井水满足周边水域水质保护要求，达标排放至河道，计量监测，该部分水量不作为矿井水已利用量，作为矿井水可利用量。

　5 利用技术 5.1 一般规定 5.1.1 矿井水开发利用遵循的基本原则是：矿内优先于矿外、井下优先于地面、生产优先于生活、工业优先于农业、节约优先于储存、处理优先于排放。矿井水在开发利用系统有 4个环节组成：收集、处理、调蓄、利用。

　5.1.2 矿井水综合利用系统技术方案与矿井水利用方式一一对应。

　5.2 矿井水收集技术 5.2.1 按照矿区矿井水集水点分布特点，受采掘影响的集水区、工作面回采结束后采空区集水区大面积涌水，制定管网铺设方案，通过铺设收集管网收集单煤矿、多煤矿矿井水。

　5.3 矿井水处理技术 5.3.1 不同行业水质具有不同指标要求，参照各行业水质标准，确定指标浓度。

　5.3.2 根据《煤矿矿井水分类》（GB/T19223-2015），矿井水按水质类型可分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化矿井水、酸性矿井水和特殊污染物矿井水 5 类，确定每一类矿井水水质处理方法。

　洁净矿井水回用于生活用水时，一般采用消毒法处理技术，基本处理工艺流程见附录A1；洁净矿井水回用于工业用水、杂用水、农田灌溉用水和景观环境用水时，一般无需处理。

　悬浮物矿井水回用于工业用水、杂用水、农田灌溉用水和景观环境用水时，一般采用混凝-沉淀/澄清-过滤法处理技术，其基本处理工艺流程见附录A2；常用混凝剂包括聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁、三氯化铁等，常用的助凝剂为聚丙烯酰胺；含悬浮物矿井水回用于生活用水时，一般采用调节（预沉）—澄清或混凝沉淀—过滤—消毒技术，基本处理工艺流程同附录A2；矿井水悬浮物含量超过300mg/L时，应在净化处理前设置预沉单元，预沉单元可与调节池合建。

　高矿化度矿井水回用于工业用水、杂用水、农田灌溉用水和景观环境用水时，一般采用微滤/超滤+纳滤/反渗透法处理技术，其基本处理工艺流程见附录A3；高矿化度矿井水回用于生活用水时，一般采用调节（预沉）-混凝沉淀-过滤-活性炭吸附或超滤-反渗透脱盐-消毒处理技术，基本处理工艺流程同附录A3；为防止膜处理单元膜降解和膜污堵，对进水中的悬浮固体、尖锐颗粒、微溶盐类、微生物、氧化剂、有机物、油类等污染物必须进行预处理去除；进入反渗透膜前矿井水的污染指数（SDI）<5。进入反渗透系统矿井水的平均水温应高于10℃，否则宜设置进水加热系统，可将水温提高至18～25℃之间，具体参数根据所选用的膜材质及工艺要求确定；膜元件污染与化学清洗方法应符合HJ579、GB/T 23954要求；膜处理后出水远距离回用时宜增加杀菌、消毒单元，可采用加氯、臭氧、紫外等方式；采用氯

　消毒时，余氯含量应满足杂用水水质要求。

　酸性矿井水回用于工业用水、杂用水、景观环境用水时，一般采用中和法处理技术，其基本处理工艺流程见附录A4；中和法包括石灰乳中和法、滚筒式中和法、曝气流化床中和法、升流膨胀过滤中和法、高浓度泥浆法、硫化-石灰中和法等；中和药剂可选用石灰、消石灰、飞灰、石灰石、高炉渣、白云石、碳酸钠、氢氧化钠等，宜采用石灰或石灰石为中和药剂。

　特殊污染物矿井水处理技术。

　含铁锰矿井水的处理技术：1）含铁锰矿井水回用于工业用水、杂用水、农田灌溉用水和景观环境用水时，除铁技术一般采用空气氧化法、化学氧化法、接触氧化法等处理技术，其基本处理工艺流程见附录A5.1；化学氧化法常用的氧化剂包括高锰酸钾、氯气等；曝气常用的方式包括跌水、淋水、喷水、射流曝气、鼓风曝气、接触式曝气、叶轮式表面曝气等。2）含锰矿井水回用于工业用水、杂用水、农田灌溉用水和景观环境用水时，除锰技术一般采用化学氧化法处理技术，其基本处理工艺流程见附录A5.2；化学氧化法常用氧化剂为高锰酸钾；除锰滤池常用的滤料包括天然锰砂、石英砂、无烟煤等。3）含铁锰矿井水回用于工业用水、杂用水、农田灌溉用水和景观环境用水时，同时除铁锰技术基本处理工艺流程见附录A5.3。4）含铁锰矿井水回用于生活用水时，一般采用调节（预沉）-氧化-混凝沉淀-除铁滤池、除锰滤池或同时除铁除锰滤池-消毒技术，基本处理工艺流程见附录A5.3。接触氧化法除铁锰，要求pH至少在7以上，但不能超过GB 5749限值。

　含氟化物矿井水的处理技术：含氟化物矿井水回用于工业用水、杂用水、农田灌溉用水和景观环境用水时，一般采用调节（预沉）-混凝沉淀-过滤-吸附/离子交换/膜分离处理技术，基本处理工艺流程见附录A6。混凝沉淀法常用的药剂包括石灰乳、铝盐（硫酸铝、氯化铝等）等。吸附常用的介质包括活性氧化铝、活性炭、氢氧化铝、磷酸三钙等。膜分离常用方法包括电渗析、反渗透等。

　含重金属矿井水的处理技术：含重金属矿井水回用于工业用水时，一般采用调节（预沉）-化学沉淀-过滤-吸附/离子交换/膜分离/电化学处理技术，基本处理工艺流程见附录A7。化学沉淀法常用的药剂包括石灰乳、硫化钠、聚丙烯酰胺等。吸附常用介质包括活性炭、重金属吸附剂等。膜分离常用方法包括电渗析、反渗透等。

　含放射性矿井水的处理技术：含放射性矿井水，一般采用化学沉淀法、离子交换法、吸附法等技术处理后达标排放。

　5.4 矿井水调蓄利用技术 5.4.1 矿井水的调蓄方式主要有调入、调出、应急情况蓄水池腾空调出三种。

　1 调入：通过管道收集矿井水的调入。

　2 调出：应考虑调蓄池库容、输水能力，不同时段用水户需水量，年供水保证率等条件，建立矿井水资源调蓄配置模型。模拟系统中所涉及的各类实体概况为点、线两类基本要素。点要素主要包括供水水源、用水户；线要素主要包括矿井水流向和矿井水量相关关系的节点

　间有向线段，如河道、供水渠道等，反映节点之间的水流传输关系。在调蓄配置模型中，通过控制供水水质、供水水源、用水户受水优先顺序，供水高峰期、低谷期水位等，实现矿井水资源的综合配置。

　3 应急情况水蓄水池腾空调出：当发生煤矿透水等突发事故时，通过输排水管道系统下泄蓄水池存蓄矿井水，腾出蓄水池库容。

　5.5 矿井水利用系统技术方案 5.5.1 井下排至地表的矿井水进行常规处理或深度处理后，根据矿井水处理出水水质情况和用水要求，按照分质供水，一水多用，最大限度的利用矿井水资源的原则，处理后的矿井水进入矿井内部循环水中，高效利用矿井水。

　5.5.2 分为两种系统技术方案，一是单个矿井对应多个用水户，即矿井处理的矿井水作为多个用水户的供水水源，形成意义上的水循环经济产业链；二是多个矿井对应多个用水户，即首先各企业将各自的矿井水进行预处理，然后通过管道输送到集中的处理中心，经再次处理后，调配给多个用水户，实现矿井水循环利用，最终实现区域矿井水资源高效利用。

　5.5.3 分为两种排放方式：

　1 集中排放：包含处理、收集、利用三个过程环节。各矿井利用厂内自建矿井水处理设施，对矿井排水进行处理，厂内自用后，满足相关法律法规要求，通过审批后，富余矿井水达标排出后通过管网集中收集后处理达标，排入指定水体。

　2 分散排放：包含处理、利用两个过程环节。各矿井利用厂内自建矿井水处理设施，对矿井排水进行处理，厂内自用后，满足相关法律法规要求，通过审批后，富余矿井水排入指定水体。

　6 可靠性分析 6.1 一般规定 6.1.1 矿井水收集-调蓄-处理-利用全过程中，在政策、标准、区域水资源条件、成本、下游用户利用条件等多因素共同作用下，其利用过程中受到不利影响的可能性。

　6.1.2 区域政策与标准、水资源费/税、水质指标浓度、供水价格、水资源开发利用程度、供水保证率、管道输送等是供水方主要考虑的风险因素。

　6.1.3 供水价格、水质指标满足程度、各供水水源优先次序/配额比、供水保证率等是需求方主要考虑的风险因素。

　6.2 水量稳定性分析 6.2.1 矿井涌水量受矿区水文地质、气象、开采状况等多因素影响，往往因某个因素的变化而发生突变，在煤矿开采的某一个阶段内，矿井涌水量呈现明显的变化趋势。勘探阶段矿井属于未建阶段，适用方法主要为解析法、水均衡法和比拟法；井巷开拓阶段获取的水文地质参数可靠性较好，解析法计算预测矿井涌水量精度较高；采掘阶段可用于非确定性方法如灰色系统理论、时间序列分析、神经网络等计算预测方法。

　6.3 水质可靠性分析 6.3.1 矿产开采过程中对开采层顶板产生扰动，形成“上三带”，使其开采层上覆含水层地下水直接或间接地下渗于矿井，矿井水在下渗过程中与周边岩体充分接触，在化学和物理作用下，水-岩反应加速，岩石中的钙、镁等离子溶于水，硬度和矿化度增高，改变了水的化学性质，增加了矿井水的硬度和矿化度。另外，矿产中含有的部分有毒有害元素，在矿产与矿井水接触时会有溶于水的部分，改变矿井水水质，随之矿井水的排放加重地下水的污染。受水文地质等条件的影响，矿井水根据补给来源（孔隙水、裂隙水、岩溶水等）的不同，水质成分复杂，浓度也随之发生变化。分析矿井水主要指标因子浓度的变化是水质可靠性的重要内容。

　6.4 合理性分析 6.4.1 行政手段中的法律、法规是基石，经济手段是重要抓手。为安全、合理及高效使用矿井水，行政层面上应以《水法》、《水污染防治法》、《环境保护法》、《入河排污口监督管理办法》等法律法规为基础，符合当地产业政策等；经济层面上，矿井水水质的特殊性也导致其处理成本不同，高浓度指标处理成本较高，成本价格是企业的优先选择水源的重要影响因素。

　7 矿井水水源配置管理 7.1 配置原则 7.1.1 配置原则是矿井水纳入水资源统一配置，应符合区域用水总量控制指标和已批复的水量分配方案，使水资源统一配置格局与经济社会发展和生态环境保护要求相协调。

　7.2 配置规划 7.2.1 应在不同水平年供需分析成果基础上，依据水源条件和不同用水户用水需求，拟定多组配置方案。

　7.2.2 应从技术、经济、生态环境和社会可接受等方面对比分析和综合评价各方案，推荐矿井水供水配置规划方案，该方案应初步确定供水范围、供水对象及供水量，确定矿井水等各种水源的供水优先次序。

　7.3 工程规划 7.2.1 应在推荐矿井水配置规划方案基础上，考虑各类水源、输水、调蓄等工程的统筹规划，使区域内各类用水要求得到基本满足。

　7.2.2 根据区域内缺水状况、规划各类水源条件，输水工程条件、运行管理等因素，确定矿井水水源工程规划方案及主要特征指标。

　7.2.3 矿井水水源工程的规模应根据用水要求、水源条件，经水利计算后分析确定；输水工程规模根据输水总量及各用水户用水量，结合调蓄工程规模和用水对象蓄水过程等因素分析论证。

　7.2.4 应对矿井水供水管理现状进行调查，分析供水工程建设、管理中存在的管理体制、运行机制问题；依据有关法律、法规，健全矿井水供水保护与供水管理的法规、制度体系；从资金、政策、体制、科技等方面提出规划保护措施内容。

　8 节约保护和管理措施 8.1 一般规定 8.1.1 节水用水要求，严格按照《水法》大力推行节约用水措施，推广节约用水新技术、新工艺的要求。

　8.1.2 应从行政、经济、科技、监督管理层面提出矿井水利用的保护管理措施。

　8.1.3 矿井水伴随矿产开采改变了原有循环方式，企业应承担责任与义务。

　8.2 节约措施 8.2.1 查找潜在节水环节。

　8.2.2 完善三级计量设施，强化计量监管，挖潜用水潜力。

　8.3 保护措施 8.3.1 做好日常管理保护工作，确保输水管线等正常运行等。

　8.3.2 做好应急事故保护措施。

　8.4 管理措施 8.4.1 从行政、技术、法律法规等方面提出管理措施。

　8.4.2 采取经济措施鼓励企业优先使用矿井水。

　8.4.3 选择监测计量设备，合理布设计量点，明确监测计量对象及内容，实现在线计量及信息传输通道。实行领导负责制，责任到人。

　附录 A （资料性附录）

　技术流程 1 A1 洁净矿井水处理回用于技术流程

　A A2 2 含悬浮物矿井水处理回用技术流程 A A2 21 .1 澄清过滤处理流程

　 A A2 22 .2 混凝沉淀过滤过程处理流程

　A A3 3 高矿化度矿井水处理回用技术流程

　 A A4 4 酸性矿井水处理回用技术流程

　A5 含铁锰矿井水处理回用技术流程 1 A5.1 除铁工艺流程 矿井水 调节 中和 曝气预沉 混凝沉淀或澄清 过滤 消毒 回用 矿井水 调节预沉 混凝沉淀 介质过滤 活性炭吸附 超滤 反渗透脱盐 消毒 微滤 纳滤 pH 调节 回用 矿井水 预沉调节 沉淀 过滤 消毒 回用 絮凝 矿井水 预沉调节 澄清 过滤 消毒 回用 矿井水 调节 消毒

　 2 A5.2 除锰工艺流程

　3 A5.3 除铁锰工艺流程

　A6 含氟化物矿井水处理回用技术流程

　A7 含重金属矿井水处理回用技术流程

　矿井水 调节预沉 化学沉淀 过滤 膜分离 吸附回用 离子交换 电化学处理 矿井水 调节预沉 混凝沉淀 过滤 膜分离 吸附回用 离子交换 矿井水 调节预沉 混凝沉淀 除铁除锰过滤 消毒 回用 水射充氧 矿井水 调节预沉 氧化 混凝沉淀 除铁除锰过滤 消毒 回用 曝气、Cl 2 或 KMnO 4

　矿井水 预沉调节 氧化 混凝沉淀 除锰过滤 消毒 回用 曝气、Cl 2 或 KMnO 4

　矿井水 预沉调节 氧化 混凝沉淀 除铁过滤 接触过滤 消毒 回用 曝气、Cl 2 或 KMnO 4