

地處毛烏素沙漠邊緣地帶的神東礦區(qū),屬于我國(guó)重度缺水的能源“金三角”(寧東、鄂爾多斯和榆林)核心區(qū)域,然而,在它的下面卻深藏著35座庫(kù)容總量達(dá)3100萬(wàn)立方米,相當(dāng)于兩個(gè)西湖容量的地下水庫(kù)。這些水庫(kù)猶如一座座地下“龍宮”,礦井水在“龍宮”內(nèi)轉(zhuǎn)移循環(huán),自然凈化,為民所用。它集井下供排水、礦井水處理、水災(zāi)防治、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排六大功能于一體,它就是著名的神東礦區(qū)地下水庫(kù)。
儲(chǔ)水 采空區(qū)變身地下“龍宮”
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)煤礦開(kāi)采每年產(chǎn)生的礦井水約80億噸,而利用率僅為25%,每年造成的礦井水損失量約60億噸。礦井水長(zhǎng)期被視為水害,通常外排地表,除很少部分利用外,絕大部分白白流失。礦井水外排地表后還存在大量的蒸發(fā)損失。
作為我國(guó)最大的煤炭生產(chǎn)企業(yè),神東煤炭集團(tuán)公司從2000年生產(chǎn)能力為2000多萬(wàn)噸,到現(xiàn)在的2億噸煤炭生產(chǎn)基地,礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,生產(chǎn)隊(duì)伍不斷壯大,生產(chǎn)、生活需水量也在不斷增加,神東礦區(qū)中心區(qū)總用水量由2000年的805萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2010年的2000多萬(wàn)噸。
神東礦區(qū)地處毛烏素沙漠的邊緣地帶,屬于我國(guó)重度缺水的能源“金三角”(寧東、鄂爾多斯和榆林)核心區(qū)域,礦區(qū)煤炭資源豐富,煤層厚、埋藏淺,但自然生態(tài)條件非常脆弱、干旱少雨,歷史上年均降水量?jī)H300—400毫米,而年蒸發(fā)量卻高達(dá)2000—2500毫米,礦區(qū)蒸發(fā)量是降水量的6倍以上,水資源顯得彌足珍貴,保水形勢(shì)十分嚴(yán)峻。
隨著神東礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模和開(kāi)采范圍的不斷擴(kuò)大,地表水和潛水越來(lái)越多地轉(zhuǎn)化為礦井水,礦區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)初期的哈拉溝、考考賴溝、石圪臺(tái)溝、公涅爾蓋溝供水水源地的水源,日漸缺水,甚至枯竭,已經(jīng)無(wú)法滿足礦區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)的需要。
“那時(shí),大柳塔煤礦生產(chǎn)、生活用水全部依靠哈拉溝水廠供給,一立方米水要好幾塊錢(qián)?!贝罅旱V總工程師陳蘇社對(duì)當(dāng)年的用水窘境記憶深刻。
為了擺脫花錢(qián)買(mǎi)水、受人制約的困窘,神東煤炭集團(tuán)公司投資建設(shè)了污水處理廠。建成后,將井下污水全部抽排到地面污水處理廠處理。當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)日處理能力達(dá)到12000立方米,礦井水經(jīng)處理后全部達(dá)標(biāo)排放。而此時(shí),井下依然沒(méi)有存水設(shè)施。
那時(shí),礦區(qū)水資源非常短缺,看著經(jīng)過(guò)處理的礦井水白白排放掉,白白流失,當(dāng)時(shí)還在生產(chǎn)辦的陳蘇社心里著實(shí)覺(jué)得可惜。如何能讓礦井水儲(chǔ)存起來(lái),隨用隨取,將這寶貴的地下水資源收集保存起來(lái),不再白白浪費(fèi)掉?這個(gè)念頭一直縈繞在陳蘇社的心頭。
憑著對(duì)井下地質(zhì)條件的熟知,陳蘇社提出利用井下采空區(qū)儲(chǔ)水的大膽想法,得到礦里的贊同和支持。
于是,測(cè)量、選址、庫(kù)容確定、管路布置等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和計(jì)算,填滿了陳蘇社的工作生活。多少個(gè)不眠之夜,多少次實(shí)地測(cè)量,多少回挑燈夜戰(zhàn),陳蘇社手工繪制出一張2-2煤采空區(qū)儲(chǔ)水設(shè)計(jì)圖。從此,開(kāi)啟了礦井地下儲(chǔ)水的新探索。
1998年,大柳塔煤礦井下一水平2-2煤第一個(gè)采空區(qū)儲(chǔ)水“龍宮”建成。當(dāng)時(shí)1-2煤、2-2煤生產(chǎn)全部從這個(gè)“龍宮”取水,利用加壓泵加壓后向工作面供水,此時(shí)的井下生產(chǎn)不再使用地面生活用水。這第一座“龍宮”讓大柳塔煤礦如獲至寶,不但節(jié)省了一大筆用水資金,結(jié)束了“用水卡脖”的時(shí)代,同時(shí)也給陳蘇社和當(dāng)時(shí)的礦領(lǐng)導(dǎo)班子帶來(lái)了新的啟發(fā)和思考。
隨著神東的發(fā)展,大柳塔煤礦的采掘范圍不斷擴(kuò)大,礦井用水量也與日俱增。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,地面污水處理廠12000立方米的日處理能力日顯不足,處理不了的污水溢流后遭到地方環(huán)保部門(mén)的處罰。于是,陳蘇社和礦里的技術(shù)人員又產(chǎn)生了向井下采空區(qū)注入污水的想法。
經(jīng)過(guò)測(cè)量、打孔、開(kāi)挖水倉(cāng)、管道對(duì)接和安裝注水泵等,一系列基礎(chǔ)工作具備后,2003年,開(kāi)始向井下采空區(qū)注入部分污水,實(shí)現(xiàn)了井下排上來(lái)的污水量不超過(guò)地面污水處理廠處理能力的目標(biāo)。
“采空區(qū)儲(chǔ)水初試成功,解決了污水處理廠能力不足的問(wèn)題,又免除了被環(huán)保局罰款的憂慮。但是,供水需要加壓泵,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自然壓差供水?!崩玫V井采空區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)水復(fù)用得到礦里及公司的支持,初嘗甜頭的喜悅讓陳蘇社倍添動(dòng)力,同時(shí)也給他帶來(lái)更深度的思考。
緩解礦區(qū)生產(chǎn)生活需水量日益增大和地表水源地供水量日漸萎縮的矛盾,并非一日之功,利用采空區(qū)儲(chǔ)水也非一時(shí)之舉。如何建造堅(jiān)不可摧的地下“龍宮”,實(shí)現(xiàn)收集、凈化、綜合利用,讓礦井水資源發(fā)揮更大效用,神華集團(tuán)將這個(gè)新課題列為科技創(chuàng)新重大項(xiàng)目之一,神東及大柳塔煤礦,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)及清華大學(xué)等相關(guān)單位技術(shù)人員和專(zhuān)家加入到研究設(shè)計(jì)的行列。