用水 地下“龍宮”顯奇效
在神東礦區(qū)萬里煤海，地下水庫技術(shù)得到全面推廣應(yīng)用。截至2015年9月，神東礦區(qū)地下“龍宮”的儲(chǔ)水量達(dá)到2499.5萬立方米。其中，大柳塔、上灣、補(bǔ)連塔、榆家梁煤礦等15個(gè)礦井已經(jīng)建成35座地下水庫，平均儲(chǔ)水量約71.4萬立方米，歷史最大儲(chǔ)水量達(dá)到3100萬立方米。
游走于大柳塔煤礦的地下“龍宮”，從1號(hào)水庫到2號(hào)、3號(hào)水庫，一道一道人工壩體將地下“水老虎”牢牢封閉起來，壩體上監(jiān)控探頭如衛(wèi)兵般時(shí)刻駐守，不間斷地傳送著“龍宮”各處的運(yùn)行數(shù)據(jù)。身在其中，耳邊不時(shí)傳來管道里“嘩嘩”的涌水聲。雖然看不到水，但我們與幾立方的水只有一墻之隔，心中難免升起恐懼。
“萬一哪處管道破裂或是壩體出現(xiàn)問題，那我們會(huì)被洪水沖出礦井吧！”
雖是句玩笑，但并非杞人之憂。
大柳塔總工程師陳蘇社帶記者來到1998年建成的2-2煤第一座水庫人工壩體前，指著銀白色閥門說：“這是最近剛換的兩個(gè)不銹鋼閥門，旁邊增加直徑300毫米的新管道與原有的管道連通，成為一道供水新路。原來的舊閥門和管路已經(jīng)封存在混凝土澆筑的綠色墻體內(nèi)，保證不會(huì)冒漏。白色壩體已經(jīng)加固并刷漆，做出明顯區(qū)分標(biāo)志。壓力表實(shí)時(shí)監(jiān)控水壓情況。你的擔(dān)心我們都提前做了預(yù)控防護(hù)措施。”
“所以說做地下水庫雖是件好事，但是做不好可就成危險(xiǎn)了。一旦保水造成水患，損失將無法挽回。因此要做就必須下決心做好、做牢靠！”陳蘇社感慨道。
十幾年傾心構(gòu)筑地下“龍宮”的工作經(jīng)歷，讓眼前這位總工有著高出常人的未雨綢繆的憂患意識(shí)。
“‘龍宮’里存的是黑煤水嗎？”“呵呵，‘龍宮’里注進(jìn)去的是污水，流出來的是清水，就像鄂爾多斯的羊，吃進(jìn)去的是草，擠出來的是奶。你來看看?！标愄K社擰開一個(gè)閥門，只見清凌凌的水瞬間流出。陳總解釋了“龍宮”儲(chǔ)水凈化的原理。
原來，地下水庫的設(shè)計(jì)建設(shè)與采掘活動(dòng)同步進(jìn)行，設(shè)計(jì)要提前研究、提前規(guī)劃，施工分步、分階段實(shí)施。采空區(qū)留存的矸石富含碳，結(jié)構(gòu)疏松，對水有很強(qiáng)的過濾和吸附凈化作用。陳蘇社在設(shè)計(jì)地下‘龍宮’時(shí)充分利用“水往低處流”的原理，盡可能利用自然壓差優(yōu)勢存水。采空區(qū)注水考慮選擇水庫底板地勢較高的地方注入，經(jīng)過一定凈化距離，一般在1000米以上，最少不低于500米，凈化距離越大效果越好。長距離流動(dòng)，水中的懸浮物和有機(jī)物濃度明顯降低，并隨凈化距離和凈化時(shí)間的延長，凈化效果更為顯著。經(jīng)過檢測，處理后的水質(zhì)可以滿足工業(yè)和綠化用水要求。
礦井深處擺放的幾盆花吸引了記者的目光。原來這是陳蘇社親自挑選的發(fā)財(cái)樹、綠蘿等花卉，擺放在井下已經(jīng)3個(gè)月了，就是用來檢驗(yàn)凈化后的水質(zhì)?；▋荷鷻C(jī)盎然的綠意給出了最好的答案。
“通過在各水庫之間安裝連通管道，將同一水平或不同水平的地下水庫之間相互連通，實(shí)現(xiàn)庫間水量調(diào)配和突發(fā)情況下水體緊急調(diào)運(yùn)?！?/p>
“一號(hào)地下水庫22406礦井水回灌設(shè)施由8個(gè)回灌孔和配套管路、水泵以及配電設(shè)施組成，還有22613運(yùn)順等5處回灌設(shè)施。這些回灌設(shè)施將5-2煤生產(chǎn)污水回灌至2-2煤地下水庫進(jìn)行自然凈化，污水日回灌量約9700多立方米?！标愄K社一邊走一邊介紹。
經(jīng)過地下“龍宮”凈化后的礦井水，一部分作為井下生產(chǎn)用水，一部分到地面后，作為電廠冷卻、洗選加工、生態(tài)建設(shè)、農(nóng)田灌溉等工、農(nóng)業(yè)用水，經(jīng)深度處理后還可作為生活用水。
地下“龍宮”每天輸送約1500立方米的水到地面，供地面生產(chǎn)單位使用。看，榆樹、山杏、沙棘，樟子松……經(jīng)過“龍宮”水澆灌，如今的大柳塔煤礦區(qū)綠樹掩映，郁郁蔥蔥。
分布式地下水庫技術(shù)的基本原理，是基于超大工作面開采后，留下的采空區(qū)自然邊界明顯、巖體空隙均勻以及地下水的賦存規(guī)律，對煤礦井下水資源進(jìn)行保護(hù)，充分利用井下采空區(qū)而研發(fā)的地下儲(chǔ)水、循環(huán)再利用技術(shù)。大柳塔煤礦的地下“龍宮”既是一座無人、無設(shè)備、無電耗、無材耗的“四無”型天然污水處理廠，又是一套無需用泵、無需用電、無需用材、無需用人的“四無”型自然壓差供水系統(tǒng)。以大柳塔煤礦為例，井下生產(chǎn)每年用清水量為280萬立方米，由于井下生產(chǎn)污水實(shí)現(xiàn)了零升井，每年可以節(jié)約水費(fèi)、污水處理費(fèi)、電費(fèi)、人工費(fèi)等費(fèi)用近6000萬元。
地下水庫有效實(shí)現(xiàn)了礦井水的循環(huán)利用，受到中國工程院院士的高度評(píng)價(jià)，以其經(jīng)驗(yàn)總結(jié)形成的《生態(tài)脆弱區(qū)煤炭現(xiàn)代開采地下水和地表生態(tài)保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)》榮獲2013年“中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)”，獲得2014年國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)?！渡駯|礦區(qū)煤礦地下水庫關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》也獲得省部級(jí)重獎(jiǎng)。
目前，神東礦井水年產(chǎn)生量為9800多萬立方米，井上下復(fù)用量為6000多萬立方米，復(fù)用率達(dá)到62%以上，達(dá)標(biāo)排放率100%；2014年累計(jì)節(jié)約外購水費(fèi)、污水處理和外排費(fèi)11.82億元。
神東還利用地下“龍宮”儲(chǔ)存的水資源，向周邊電廠、工業(yè)區(qū)、生活區(qū)和生態(tài)示范園等地供水，昔日的用水大戶以鳳凰涅槃般的執(zhí)著創(chuàng)新，成為地方重要的供水基地。
地下“龍宮”成效喜人，建設(shè)提高遠(yuǎn)未止步。陳蘇社和礦里及相關(guān)單位的技術(shù)人員又開始規(guī)劃“龍宮”的下一步建設(shè)。在二水平5-2煤地下水庫選擇52503面作為規(guī)劃的首個(gè)備用地下水庫位置。在5-2煤開采5年后預(yù)計(jì)在2020年投用，15年后即2030年把2-2煤水庫的水轉(zhuǎn)移到5-2煤地下水庫，然后再開采2-2煤水庫下方煤炭資源；對地下水庫系統(tǒng)進(jìn)一步檢查、完善、加固、優(yōu)化，不斷提高運(yùn)行效果和效益。
基于對寶貴水資源的切身認(rèn)識(shí)，神東根據(jù)礦區(qū)煤層及水資源的賦存條件，一方面通過創(chuàng)新地面“三區(qū)收集、三級(jí)處理、三類循環(huán)、三途徑利用”污水集約化收集處理利用模式，提高廢水利用率，減少污水外排，節(jié)省凈水資源；另一方面在創(chuàng)新超大工作面開采技術(shù)、實(shí)現(xiàn)地表擾動(dòng)最小化的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步創(chuàng)新分布式地下水庫技術(shù)、地表生態(tài)引導(dǎo)修復(fù)與自修復(fù)促進(jìn)技術(shù)等，在煤炭綠色開采、清潔生產(chǎn)、保護(hù)水資源方面探索出了一條光明大道。
文∕圖李霞何瑞敏范方棟本報(bào)記者越奮剛
