浅谈地下水资源的可持续开发利用

目前,河南省地下水资源利用状况紧张,地下水污染日趋严重,已危及饮水安全,个别城市因过量开采地下水诱发了地面沉降等地质灾害。因而,必须科学合理开发地下水资源。充分利用、统筹规划、科学管理利用地下水监测档案资料,进行地下水环境保护档案资料的综合分析研究,加强地下水调查与监测、合理配置水资源,提高污水处理率、合理利用再生水,是实现地下水资源可持续开发利用的关键。     

郭家湾煤矿首采盘区采空后储水分析

矿井正常涌水、采空区积水、矿井生产污水如果能够合理利用既能减少矿井污水外排,又能节约地下水资源,同时降低矿井污水对地表水的污染。本文针对郭家湾煤矿首采盘区开采计划及涌水情况进行分析,并提出首采盘区采空后储水复用方案。     

土壤与地下水污染修复主要技术研究进展

土壤和地下水是维持人类生存与发展的重要资源,进行污染土壤和污染地下水的修复治理,对维护生态协调、人体健康、资源可持续利用具有重要意义。本文在污染修复概念及污染修复技术发展阶段论述的基础上,对国内外有关土壤、地下水污染修复的主要技术及相应的规范、标准等进行了总结,同时对目前存在的问题和未来的发展方向进行论述,以期为土壤、地下水污染修复治理与环境保护提供思路。     

锅炉补给水利用中水的技术研究及应用

上海大屯能源股份有限公司发电厂热电分厂应用全膜法先进工艺制备锅炉补给水,其水源为深度处理后的生活污水即中水.全膜法良好的产水水质不仅完全满足了电站锅炉对补给水的要求,还彻底消除了酸、碱等物质对环境的污染,同时节约了大量宝贵的地下水资源,经济效益和社会效益都非常可观.     

煤炭地下气化选址决策及地下水污染防控

为了解煤炭地下气化污染过程并对其实现最终控制,介绍了煤炭地下气化的选址决策依据,分析了煤炭地下气化过程地下水污染的途径及特征污染物,并提出了地下水污染防控的主要措施.地下气化科学选址是地下气化过程稳定控制及污染防控的重要基础,在选址决策中需要评价的因素包括煤田储量、煤层条件、地质构造、水文地质条件等.地下水污染风险来自于气化过程中污染物随煤气的逸散,以及气化后污染物随地下水运移而发生的渗透迁移.有机污染物主要包括酚类、苯、少量的多环芳烃及杂环化合物;无机污染物则主要包括各种有害元素.煤层和围岩的吸附作用限制了污染物的迁移,地下水污染防控的措施包括:识别永久不适合地下水区域,控制气化时的操作压力,设置地下水屏障,将煤层污水抽提至地面净化处理,也可以进行原位污染修复.     

2006～2010年库尔勒地下水现状及未来保护措施

库尔勒地下水监测是5年一个监测周期,就2006～2010年这一个5年期资料进行分析、总结,得出影响库尔勒地下水水质的主要因素是:工业废水、生活污水任意排放、农业生产污染、成井止水不当造成越流污染、地下水大量开采导致水盐均衡破坏等,提出了未来保护措施.     

岩溶山区电解锰渣库地下水环境污染特征及其污染控制

我国西南某岩溶山区电解锰行业较为发达，电解锰产出的同时也产生了大量锰渣，锰渣主要采用填埋存储的方法进行处理，区内电解锰渣场有20余处。锰渣场多位于岩溶洼地区，地下水环境极脆弱，有11座锰渣库存在渗漏污染地下水的环境问题。针对该区域内某2个电解锰渣库渗漏，污染下游岩溶地下河出口的具体问题，以改善地下水环境、节约污水治理资金为目标。以水文地质单元为研究范围，重点研究地下水污染途径及水文地质条件，通过调查、采样分析、钻探、物探、连通试验、抽水试验等工作方法，查明了这2个锰渣渣库渗漏是地下河出口污染的主要原因，渣库高悬于地下水水位之上，渣体内污染物通过6种途径进入地下水；锰渣库位于地下水系统排泄区，库区范围及下游地下水已被污染，占地下河流域面积的8.33%;地下水系统的补给径流区全为岩溶洼地，地下水未受污染，存在3处地下水集中径流带。根据研究区地下水污染特征及水文地质条件，提出了“分区治理、清污分流”的源头防控治理思路。抽水试验结果表明，按照该治理方法实施治理后，被污染地下河出口水量总体可减少70%以上，节约污水治理资金300万元/年。     

昌吉市浅层地下水现状及开发潜力分析

近年来,随着新疆昌吉地区国民经济的迅速发展,制约当地快速发展的水资源开发问题也越显突出,尤其是地下水资源开发利用问题,地下水质量及污染问题越来越引起人们的关注.以昌吉州地质环境监测站实测的昌吉市地下水动态监测资料为基础,通过对近三年实测水质分析数据分析结果,较全面地总结了地下水质量和污染现状,分析了浅层地下水开发利用的潜力,以期为当地水资源管理和地下水保护提供科学依据.     

杭锦旗气田开发污染物对地下水环境影响

在分析杭锦旗气田区浅层地下水化学特征及其形成作用的基础上,定性评价气田开发可能产生的污染物对地下水环境的影响,同时利用GMS软件模拟预测气田开发污染物在地下水环境中的运移规律,最后提出相应地防范措施。结果表明：① 杭锦旗气田区浅层地下水局部矿化度偏高,集中于地下水埋深较浅区域,地下水离子以Na+和HCO-3为主,地下水化学形成以岩石风化溶解为主;② 气田开发间接影响地下水水化学形成,气田水渗入浅层地下水影响阳离子交换作用从而改变地下水环境。气田开发产生的钻井液、气田水可能会使浅层地下水水质变差,气田开发过程采取有效防护措施后对地下水环境影响很小;③ 模拟预测结果显示,各污染源泄漏工况下,地下水中污染物均具有预测期内浓度低、污染范围小的特征,经采取一定保护和防渗措施,研究区地下水环境可以达到相关标准,同时应该加强甲醇污水处理厂的防渗和生产管理,双管齐下,确保避免地下水污染。     

基于Visual Modflow的黑河中游地下水流数值模拟

地下水是黑河中游地区主要的供水水源,过去由于开采布局不合理,在全区已形成多个大小不等的降落漏斗,且面积在不断扩大.为了加强地下水资源的管理,合理开发利用和有效保护地下水资源,必须进行地下水资源的调查与评价.根据黑河中游地下水系统的水文地质条件,在概化出水文地质概念模型的基础上,建立了黑河中游地下水资源规划评价的三维数值模型,并针对该地区对各含水层地下水水位的控制要求,给出了各含水层的最优开采量,为合理开发利用黑河中游地下水资源提供了科学依据.同时阐述了因地下水位下降而产生的一系列环境问题,强调了黑河中游地下水资源的合理分配利用措施的重要性.     

地下矿山无废开采和灾害控制技术的现状与发展对策

回顾了国内地下矿山无废开采和灾害控制技术的现状和取得的技术研究成果,分析了当前国内在开采矿产资源中存在的主要问题,以及这些问题对诱发矿山地质灾害和污染环境的影响。最后提出了以地下矿山无废开采和灾害控制技术为研究对象,在地下矿山无废开采方法及工艺技术、地下矿山废石与尾矿混合充填料充填技术、地下矿山采场稳定性及岩层控制技术、地下矿山地面沉降塌陷灾害预警系统等领域开展技术研究。     

河北省关闭煤矿“生态闭井”及关键技术探讨

以河北省为例,在对河北省主要矿区关闭煤矿多要素综合调查工作的基础上,阐述了煤矿关闭退出后,残存着规模可观的剩余资源,不仅造成资源的浪费,部分残存资源也易引发次生灾害。以“生态闭井”科学内涵为引点,详细分析了国内外研究现状、水平及发展趋势,以变废为宝、化害为利为目标,提出了地表资源开发利用技术、煤层气(瓦斯)资源开发利用技术、煤炭地下气化技术、地下空间开发利用技术、矿井水(地热)资源开发利用技术和地表生态修复技术等生态闭井关键技术和主要研究内容,以及资源开发利用、生态修复与重建、安全与环保等建议,以期推动关闭煤矿剩余资源高效开发利用与灾害科学预控防治等工作的发展。     

我国转型煤矿井下空间资源开发利用新方向探讨

随着煤炭资源的长期开采、采矿技术的进步以及能源结构的调整,近年来越来越多的煤矿面临关闭或已关闭。目前针对废弃煤矿采取的主要措施是矿山环境恢复治理,以致遗留许多社会、经济和生态环境问题,且造成了矿区井上下资源的严重浪费。因此,如何科学、高效地解决煤矿关闭后的资源利用问题,实现矿山的成功转型利用,对煤炭工业乃至国民经济的发展具有重要战略意义。分析了转型煤矿资源类型,介绍了我国转型矿山开发利用现状,主要包括废弃工业广场建筑物、废弃土地(工业广场土地、沉陷区土地)的开发利用及建设矿山公园等。并指出国内废弃煤矿资源利用存在开发利用不充分、运行成本高等问题,特别是井下空间资源的开发利用率低。如井筒、巷道、硐室等井下空间资源,在封井后几乎全部浪费。因此,针对转型煤矿井下空间资源利用率低的问题,重点分析探讨了煤矿井下空间资源开发利用新方向,如利用煤矿井下空间资源储存石油、天然气,建设蓄能站以及地下城市等等,为我国关闭矿山的转型开发利用提供思路。     

大柳塔煤矿井下智能供水系统设计与应用

为使供水压力恰到好处的满足生产需求,减少人力和能源浪费,大柳塔煤矿开展了井下智能供水系统设计与改造。从矿山各系统实现综合智能化自我调节的目标出发,阐述了大柳塔煤矿井下供水系统的用途和缺陷;在明确供水系统实现智能化的工作原理后,重点叙述了智能供水系统所具备的功能。大柳塔煤矿井下智能供水系统的使用,大大减少了工作量,提高了设备运行效率和使用寿命,降低了电能损耗,可及时发现漏水现象,为矿井安全生产提供了一定保障。     

万年矿奥灰水文地质条件及下组煤开采技术研究

为了提高万年矿矿井产量,降低矿井奥灰突水威胁,主要从分析万年矿与相邻南洺河铁矿的开采关系入手,着重研究万年矿井田范围内奥灰水补给特点以及地下水动态流向特征,确定万年矿为独立水文地质单元,证实了万年矿区与周边区域水文地质富水条件呈“外弱内强”的特点。通过南洺河铁矿的疏排奥灰水以控制万年矿井下奥灰水的疏降,提出了以南洺河铁矿为中心的区域内整体呈“漏斗式”沉降的观点,保证了万年矿-150 m以浅的下组煤开采的安全性。结果表明,降低矿井奥灰水的突水威胁后,矿井产出下组煤将带来巨大的经济效益,也杜绝了资源的浪费。     

合理利用矿井排水作为矿山生产用水水源

利用井下矿地下涌水作为矿山生产用水水源，在矿井排水与生产供水之间建立循环系统，不但合理地利用了水资源，节约了矿山生产新水给水，而且减少了大量投资，使矿山生产成本也随之大幅度降低，收到了很好的效益。     

神东矿区矿井水开发利用潜力研究

阐述了神东矿区地表水资源、地下水资源及矿井水水资源条件,通过富水系数法建立各矿煤炭产量与矿井涌水相关关系,并用此法预测了各矿未来12年矿井涌水量,同时用充水系数法计算了采空区积水量。在对矿井水水质进行评价的基础上,分析了矿井水开发利用潜力,提出加大矿井水利用效率,科学、合理的开发利用矿井水是解决神东矿区未来水资源短缺的问题的重要途径。     

我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用的科学思考

当前我国煤炭产能中部分矿井已到达其生命周期或不符合安全生产的要求或开采成本高亏损严重,直接关闭或废弃此类矿井不仅造成资源的巨大浪费,还有可能诱发后续的安全、环境及社会等问题。我国关闭/废弃矿井剩余资源开发利用难度大,〖JP2〗无法照搬国外利用模式,开展整体战略、基础理论和关键技术研究迫在眉睫。系统阐述了我国关闭/废弃矿井资源开发利用面临的5个科学问题:地下煤炭气化高效转化与开发利用耦合机制、基于安全智能精准控制的地下空间储物环境保障机理、基于多场耦合的矿井水及非常规能源智能精准开发模式、构建关闭/废弃矿井可再生能源开发与微电网输能模式、构建基于生态修复与环境支持的关闭/废弃矿井工业旅游开发模式。在能源生产与消费革命和推动煤炭供给侧改革的新时代背景下,开展我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用研究,具有重要的政治和经济战略内涵,对于提高关闭/废弃矿井资源开发利用效率意义重大。     

煤矿地下水库理论框架和技术体系

针对我国西部（晋陕蒙宁甘）地区富煤缺水,且蒸发量是降雨量的6倍左右的条件,以及西部煤炭规模化开采产生的裂隙场,破坏了原有的地下水系统,产生大量矿井水,为保障煤矿安全,解决将大量矿井水外排地表蒸发损失的问题,提出了“导储用”为核心的煤矿地下水库地下水保护利用理念,研究开发了涵盖煤矿地下水库设计、建设和运行的技术体系,包括水源预测、水库选址、库容设计、坝体构建、安全运行和水质保障等六大关键技术,并在神东矿区成功建设了示范工程,累计建成32座煤矿地下水库,为矿区提供了95%以上用水,且实现了长期低成本安全稳定运行。工程实践表明,煤矿地下水库是充分利用地下自然空间和自然力储存和净化矿井水的安全、低成本、规模化的储水技术,为西部地区煤炭开采地下水资源保护利用提供了有效技术支撑。     

矿井水循环利用研究与实践

针对我国西部矿区的矿井水资源循环利用率低的现状,结合王家塔矿井的水文地质条件和生产实际,制订了矿井水循环利用方案,并在该矿得到成功应用。首先将井下产生的污水注入采空区,通过改造3104水仓、增敷供排水管线和安设恒压水泵,利用采空区储水能力和巷道高差,实现污水在采空区内自流的过程中滤化,然后将过滤后的清水收集至3104清水仓,最后利用恒压供水泵把过滤的清水用于采掘工作面的设备冷却、消防除尘,多余的清水外排至地面。该方案的实施实现了矿井降本增效的目的,也实现了煤炭资源开采条件下的水资源保护利用。