排水设计论文范文

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第1篇

1.关于水表设置。长期以来，单元住宅水表一般设于室内厨房或卫生间等用水集中处，对于用水点较多且分散的住宅，有时一户内设多个水表。但水表设于户内而引发的诸多问题日益引起人们的重视，即入户抄表扰乱人们的正常生活及可能导致的入户抢劫，使住宅私密性及安全性得不到保障；管理人员抄表不易且抄表劳动强度大；个别用户偷水而使水表用水量与实际不符而管理部门无法制止及处罚等。由于这些问题的产生，水表出户已成为必然的选择。新修订的国家规范（建筑给水排水设计规范》GB50015——2003第3.4.17条规定：住宅的分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外；对设在室内的水表，宜采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。水表出户一般有以下几种方式：

a.分户水表集中设于室外水表井内：这种方式常用于多层单元式住宅中。一般一个单元设一个集中水表井，分户水管沿室内管井引入户内，自来水公司直接对用户负责。新型给水管材——减路式单管（内）多路供水管的面市解决了多根给水管同时敷设给工程及用户带来的不便，也使这种计量方式成为一种节能且人性化的优秀设计。

b.水表设于楼梯休息平台处。给水立管设于平台处，每户设一水表箱；将水表箱嵌入休息平台两侧墙体中。其优点为：分户支管短，较节约管材，管道水头损失也较小，缺点是：水表分散设置，抄表人员劳动强度较大；通常室内消火栓箱也明设于休息平台处，因而使本来就拥挤的休息平台更为局促，给住户通行带来不便。

c.水表每层集中设于水表间内，分户水表整齐靠于墙面。其优点同方式b相同，缺点是：分户管道必须沿公共走道楼板下引入室内，因而走道内要求设吊顶。

d.将传统的普通机械式水表改换为远传水表或IC卡智能型水表。远传水表计算准确且无需抄表，此卡表需用户预存入一定数额水费，将充值后的IC卡插入水表的读码器中即可用水。由于远传水表和IC卡表价格相对昂贵且在技术上仍存在一定问题，因而在实际工程中尚未得到广泛应用。

以上几种水表出户方式，各有其优缺点，具体在工程实际设计中采用何种方式，应由设计入员根据住宅的性质、档次及当地行业管理部门的要求确定。

2.给水支管布置与敷设。由于新建住宅中一厨两卫已很普遍，有的住宅甚至配有一厨三卫、一厨四卫，且厨房、卫生间、阳台各用水点位置均较分散，分户支管至用水点间管道一般敷设在本层垫层内，垫层内给水管外径不超过25mm；交房时应在敷设给水管道的位置做上明显的标记，以免装修时破坏给水管道。

2排水管道敷设：

《住宅设计规范》GB500155—2003第4.3.8条规定；住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户。规范虽然有此规定，但在现实住宅设计中，真正能做到这一点的尚不多。于是在日常生活中，经常出现上下层住户因排水管道漏水而导致的各种纠纷、影响邻里关系。为解决这一难题，以下提出一些做法以期解决此问题。

1.厨房排水管道设置。厨房内不设地漏，洗涤池排水支管直接在本户的楼板上接入排水立管。由于厨房地面一般已很少用水冲洗，少量的溅水用抹布就可完成地面的清洁，厨房内地漏的设置已无实际意义，反而事得其反：由于地漏长时间无水补充，水封内存水蒸发后臭气由地漏进入厨房内。因此可采取取消厨房地漏的设计避免地漏排水支管进入下层户内空间。

2.卫生间排水管道设置。为了不使卫生间污水横管进入下层户内空间，排水管道的敷设一般采用以下几种方式：

a.卫生间地面楼板下沉，污水横管设于本层下沉板以上的户内。这种方式对排水管道的施工较为方便，但检修管道则十分不易。这就要求在实际施工过程中，严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理，卫生间内所有给排水管道应经严格试压住水试验后方可暗封管道等以尽量避免本层卫生器具漏水影响下层用户。

b.采用侧排方式。卫生间采用后出水式座便器，侧排地漏，将浴盆或淋浴房垫高，各卫生器具排水横支管沿卫生间地面墙脚处引至夹墙。器具存水弯、排水横管设于本层垫层内。采用这种方法，可避免出现下沉式积水的状况，但应注意与建筑专业密切配合。

3室内消火栓系统：

室内消火栓箱的设置：对于单元式住宅来说，由于平面位置限制，消火栓一般只能明设于楼梯休息平台，根据《建筑设计防火规范》》GB50016-2006第8.3.1第5条的规定：超过7层的住宅应设置室内消火栓系统，，当确有困难时，可只设置干式消防竖管和不带消火栓箱的DN65的室内消火栓……消防竖管的直径不应小于。DN65.因此多层住宅消火栓可只留栓口，不必设箱及水枪、水龙带等，以节省楼梯休息平台的实际空间。

4小结

住宅给排水系统的设计日益受到用户的重视，工程设计人员应本着技术、安全、经济性原则，在实践中力求创新，寻找最佳的给排水设计方案，适应住宅设计发展的新要求，满足人们不断提高的生活水平要求。

第2篇

关键词：选矿厂水量平衡生产废水污泥处理高位水池循环水泵站

近年来随着我国经济的蓬勃发展，玻璃行业发展迅速，作为玻璃主要原材料的石英砂的需求量也越来越越大，我院在设计玻璃厂的同时，也设计了不少石英砂选矿厂。

选矿厂一般为湿式作业，以水为介质分离矿石和尾矿，水的消耗量很大，大约每吨入选原矿的耗水指标达5～15m3，因此，给排水系统的设计对于选矿厂的建设至关重要，它不但直接影响选别效果和经济效益，也与环保密切相关。现结合本人在选矿厂设计过程中的一些经验与体会谈谈选矿厂给排水设计中几个共同关心的问题。

1关于水量平衡

随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定：选矿厂水的循环率≥90%,排放水的悬浮物含量：一级标准≤70mg/L，二级标准≤300mg/L,且将对污水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选矿厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。

在选矿厂采取厂内浓缩的小循环方式用于选别作业,一般都可以满足水的循环率和污水排放水质要求;在厂地较充足的选矿厂可以采取厂外设尾矿库的大循环方式，亦能取得合格回水,也可以实现较高的水循环率和污水合格排放的目标。现在，我们在大部分选矿厂采取前者。有些厂矿尾矿水澄清性能很差,采取添加适当助凝剂促使其澄清,也能满足回水和排放要求。目前,国内相当数量管理良好的选矿厂已达到上述要求,大多数选矿厂也具备了完善的条件。本人认为采用小循环时，在雨水较充裕的地区，如能把雨水收集起来用于补充循环水不足并替代生产新水；采用大循环时当尾矿库澄清条件良好且有地面径流补给时,利用回水补充循环水不足并替代生产新水，可以减少新水的补给，甚至可以实现生产新水的零补给，当管理进一步完善时,也可以实现生产废水的零排放。

目前，我们设计的选矿厂生产水量平衡图一般如图1所示。按该图实施一般可确保较高循环水率和最低的排污量。

但是在具体实施过程并非都尽人意,存在着一些实际困难,也产生一些问题。

选矿工艺为确保选别指标或担心堵塞设备给水口,有时要求在选别作业尤其是精选段采用新水,从而使水量平衡的编制产生困难,循环水不能充分利用，新水消耗量增加,水循环率无法达到指标，溢流水大量排放。实际上,这种问题是可以采取措施排除的。

选矿厂循环水由于存在着溢流排放的可能，故循环水悬浮物的控制不仅要满足选别作业使用标准，还要从环保角度考虑以排放水体的标准进行控制。如以300mg/L为处理标准，水中悬浮物的数量级为万分之三，而选别指标品位的精度为百分之几或千分之几，加之残留于精矿中的循环水是极少的,故循环水悬浮物对选别指标产生的影响可以忽略。有资料记载：采用悬浮物为2000mg/L的循环水进行生产性试验考核,选别指标与使用新水无明显改变，足见影响甚微。但是，水中的大颗粒悬浮物和漂浮物应当清除，以避免对弱磁选机的多孔卸料给水管和强磁机的筛板造成堵塞。故当采用无过滤处理的生产新水和循环水作为给水水源时，应当在给水主管上增设过滤器以清除大粒径物质。

在选矿厂的实际生产中常常会出现设备实际给、排水量与设计的相差甚远；主要原因在于编制选别矿浆流程和水量平衡的过程时，未仔细考查选别设备的实际受水能力和排水能力，或者是操作上的失误，使水量平衡不能按预定指标实现，尤其在试生产阶段容易发生此类问题。在实际生产中,可能会出现选别设备给水能力不足，达不到预定的作业浓度或卸料水量不足等情况，原因在于选别设备是按某种定型工况生产的系列产品，在一般给水压力下，给水的水量和排出的浆量可变范围较小，不经调节或不经改造，给排水流量与矿浆流程指标不能吻合，以致出现选别作业要求的给水量大大高于实际可能给入量的矛盾，造成给水管管口卡壳；反之，如控制不当，给水量过大，作业浓度降低，也会影响选别指标和水量的平衡。本人认为，选矿工艺和给排水设计应密切配合，校验工艺设备的给排水能力，同时在生产操作时，应按预定的作业浓度调节给水阀门。给排水设计时在设备给水管上增设流量计，以监控给水量，可以收到较好的效果。

2选矿厂生产废水的处理

选矿厂生产废水水质以挟带悬浮物或部分药剂为主要特征，其中悬浮物主要为矿粉和脉石废渣等无机固体物，采取重力分离处理方法一般可以满足回用和排放要求,故在一般选矿厂多利用尾矿浓缩池处理废水,既解决了尾矿浓缩和节能输送的目的,又解决了废水（含尾矿水）的回收利用的需要,普遍选用普通浓缩池,实践证明这是合理可行的。对于某些选矿厂尾矿水澄清性能很差，还需要采用高效浓缩机、加药浓缩或送尾矿库澄清方法处理，必须慎重决策。本人认为采取加药处理尾矿和废水决非良策，因为选矿厂的尾矿和废水混合液的浓度相对较高，且波动较大，固相物的表比面积大，药剂消耗量大且不易掌握随机变化的用药量，过多或过少的药剂对悬浮物的凝聚和絮凝都不利；还需增设药剂制备、投加和混合反应设施，人力物力消耗增加,运行成本和基建投资均大幅提高；故条件允许时，不如扩大浓缩池澄清面积采取自然澄清浓缩为宜。当用地无法解决或颗粒集合沉降速度过慢，低于0.2～0.3m/h时，才适宜考虑加药澄清或放弃浓缩处理方案。

当然，选矿生产废水的具体处理方案，应经试验获取可靠资料，通过技术经济比较确定。

采用尾矿浓缩池处理尾矿和生产废水的做法虽已沿用了多年，以前废水的收集一般限于选矿主厂房和脱水库，随着水的循环率和废水排放要求的提高，本人认为可将各车间的除尘废水、冲洗废水以及厂区溢流废水收集一并纳入尾矿浓缩池中处理回用；并将设备冷却的较干净回水收集后送入循环水池加以复用。

污泥处理

浓缩池处理尾矿时所产生的污泥，一般是含有大量水分的粒状或絮状物质的疏松结构，体积较大，因此在污泥处理时主要是要降低其含水率。

目前，我们设计污泥处理的方法，一般有自然干化，机械脱水等方法。

利用自然干化场使污泥自然干化是污泥脱水中最经济的方法，他是用于气候比较干燥，占地不紧张，以及环境条件允许的地区。

机械脱水与自然干化相比较，其特点是脱水效果好，效率高，不受气候影响，占地面积小；适合目前选矿一般厂占地比较紧张，环境要求高的使用条件，被广泛采用。

常用的脱水机械有真空过滤脱水机、离心脱水机、带式压滤机和板筐式压滤机。这些机械脱水设备各有其不同的适用条件，选择时应根据处理规模、运行费用、运行经验、污泥出路等方面的实际情况经比较后选择确定。

尾矿污泥经机械脱水后形成的泥饼的处理是选矿厂生产废水处理的继续。常见一些选矿厂泥饼出来后不加处理，堆积如山，经晒干后，一有大风吹来，沙尘飞舞，环境极差。其实尾矿泥饼可用来制砖，做建筑材料的掺合料，做井下充填料得胶结材料等。只是目前实际利用的效果不是很好，所以泥饼的利用可以作为一个课题做一些深入的研究。

4高位水池（箱、塔）的设置

循环水系统是否要设高位水池（或水塔），应当通过对循环水系统用水户情况及循环水加压设施配置情况的具体分析，才可能有个正确的决策。循环水系统供给对象一般为选别作业用水，给水量比较稳定，当选矿厂供电安全可靠，循环水泵的工作台数与选矿系列一致时，且可不设循环水高位水池，设备用水由水泵直供；选别系列多于循环水泵工作台数、循环水泵采取按流量调速运行操作时，也可以不设高位水池；高位水池的设置不但增加投资，且因循环水水质系非净水类，在高位水池中产生沉积，清理工作将非常麻烦，尽可能省去这个环节是有益的。当选矿系列较多，而循环水泵无调速装置，设立高位水池有利于节省电耗，但高位水池容积宜小不宜大。在某些选矿厂，选别作业中某些设备对水压水量要求比较严格，设立专用高位水池稳压也是必要的；例如我们通常在设屋顶水箱为水力分机提供稳压水；设水塔为受阻沉降机提供稳压水。此外，某些厂矿循环水系统担负冲洗水任务，设高位水池存一次冲洗水量也是一种选择，不过更合理的方式是在循环水泵房设置专用冲洗加压泵，冲洗用水存于循环水池而不是高位水池中。

5改善循环水泵站工况的建议

5.1安装调速装置

循环水系统担负着选矿厂主要设备用水的供给，输送水流量较大，电耗较高，如何减少循环水系统不必消耗的电力，是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多，而循环水泵工作台数较少时，一但系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此，建议循环水泵配置调速装置，根据生产系列的变化，调节环水泵的转速，使送出流量满足循环水量要求，并使水泵在高效区间工作，尽量避免采取调节闸阀消耗能量，同时不致因选别系列的变化，而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力偶合器调速和可控硅串级调速等，调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时，不论安装了几台循环水工作泵，只需其中一台泵调速运行，以节省调速设施投资。

5.2循环水池的设计

选矿厂循环水池的容积如何确定，有关规范和手册均未做出明确规定和给出计算方法。如参照一般给排水泵站吸水井确定的方法，其有效容积仅为最大一台水泵5min流量，则吸水池容积往往偏小，在投产时或停泵再启动后出现循环水池抽空断水情况，依靠新水来补水远不能满足要求，从而使生产运行无法维持。选矿厂循环水系统的特点是流量大，流程远，在一般无高位贮水池时，系统调节能力全依赖于循环水池。本人认为，正确的确定吸水池容积，应掌握循环水加压进入选别作业再返回环水池所经历的流程和设施，测算流程系统的总容量，估计系统中各种设备容器从空到充水溢流可能经历的时间和流量，依此确定吸水池容积。循环水送入系统后水池接近低水位时返回的循环水已进入吸水池补水，不致造成抽空断水，且当选别系列减少时，系统中多余循环水可存于吸水池中，而不致造成过多溢流排放。可见系统容量的不同循环水池的容积亦不相同。现在，我院的常规做法是参照玻璃厂的经验，循环水池的容积一般取30分钟～2小时的系统循环水量，具体大小根据场地情况确定，实际使用效果不错。此外，考虑到环水挟带少量悬浮物的特征，循环水池应定期清理，为了使清理期循环水系统正常供水，建议循环水池至少分为两格，底部加连通阀门，正常生产时连通阀门打开，清理期间关闭连通阀门，分格进行清理，并维持环水系统正常运行。

5结语

给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是选矿厂维持正常和高效生产的重要前提，也是环境保护和水污染防治的基本要求；所以，设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素，通过经济技术比较，确定安全可靠的方案，选用质优、价廉的给排水设备，为厂方提优质的设计。当然，给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。

参考文献

1.《选矿设计手册》冶金工业出版社

2．《尾矿设施设计》冶金工业出版社

3．《给水排水设计手册》第5册中国建筑工业出版社

4．《给水排水设计手册》第6册中国建筑工业出版社

第3篇

关键词：煤矿给排水循环冷却水污水处理给排水设计

AnApproachtoSomeQuestionsinWaterSupplyandDrainageDesignforcoalmines

AbstrAct：ThecurrentsituationofwatersupplyAnddrainageincoalminesandexistingproblemsareanalyzed.problemsexistinginthedesignofwatersupplyanddrainageforcoalminesaswellasthewayforwardforimprovementarestudiedintheaspectsofselectionofwatersupplysourceswatersupplyinmines，treatmentofcirculatingcoolingwaterforminingindustrialsitesandofwastewaterfromcoalmines，etc.Discussionsaremadeonrationalutilizationoftheeffluentwaterresourcesinminesandrationaldispositionofwatersupplyanddrainagesystemsandcirculatingwatersystems，withaconclusionmadethatfeasiblesolutionsforthetreatmentofcoalminewastewatermustbeselectedincombinationwithpractice.

Keywords：coalminewatersupplyanddrainage；circulatingcoolingwater；wastewatertreatment；watersupplyanddrainagedesign

煤矿给水设计的基本任务是满足矿井建设生产对水量、水压和水质的要求。主要包括矿井工业广场的生产、生活及消防用水；各类工业设备的冷却循环用水；矿井住宅区的生活及消防用水；矿井井下给水。

煤矿排水设计的基本任务是将矿井工业广场及居住区产生的各类生产废水、生活污水及雨水有组织的、符合环境保护要求排入地面水体。

煤矿给排水设计与城市给排水设计相比较有许多相似之处但又有其特殊性。一方面生产生活需要大量用水，另一方面煤矿开采又大大破坏地下水资源。在煤矿建设过程中，怎样才能符合市场经济规律，进行商业化、城市化给排水设计，怎样合理利用水资源，保护地面水环境，是煤矿给排水设计工作者必须重视的问题。本文结合多年从事煤矿设计的实践，对煤矿建设给排水设计存在的若干问题提出自己的看法。

1给水设计

1.1水源的选择

目前大多数矿井工业场地及居住区供水以取水源井地下水为主要供水水源、矿井水净化后回用作为辅助供水水源。

1.1.1存在问题

以上供水方式存在下列问题：

①为保证矿井生产、生活用水，必须建许多水源井，以淮南矿区为例，潘三、谢桥煤矿均建有10多座水源井，这些水源井的泵房及设备投入大，且每座水源井还得征地保护。水源井输水管路较长。另外水源井取水能耗高，以淮南地区为例，一般成井深度超过80m，需要15～22KW的深井泵将地下水提升送至工业场地及居住区水池。

②工业场地及居住区供水设施分散，重复建设较多。特别是工业场地矿井水供水为非饮用水系统与水源井供水系统必须分开设置，连管道亦单独建设。因此，供水系统投资较高。

③矿井水利用率低，水资源浪费严重。

1.1.2解决办法

因此，在进行煤矿给水设计时应解放思想，打破惯用的供水模式，充分利用矿井排水资源，在矿井工业场地建一座集中式的净化水厂，将矿井排水处理为生活饮用水，负责向矿井工业场地和居住区供水。以安徽省两淮地区的矿井排水为例，矿井排水中除悬浮物和细菌外，其余理化及毒理指标都符合生活饮用水的标准。大多数矿井排水经处理后全部回用足以保证矿井工业场地和居住区的生产、生活用水。部分水量充足的矿井满足自己用水外还有富余，净化水厂可在收取一定的水增容费和管网建设费后，向附近居民供水。矿井水净化处理流程如图2所示。

1.1.3采用净化水的优势

采取净化矿井水供水模式的优点主要有：

①充分利用了地下水资源，由于气候条件、地理、地质环境不同，我国水资源的时空分布极不均匀。煤矿建设一方面大量矿井排水污染环境；另一方面由于地下水资源被破坏导致矿区供水严重短缺；矿井水净化回用，大大减少地下水的开采量，避免水资源紧缺矛盾，有利于矿井周围工农业的进一步发展，因而环境和社会效益显著。

②大大减少了煤矿给排水设施重复建设，节省大量建设资金。矿井水充分回用，工业场地的供水管网、给水构筑物及设备单一化，投资大大节省；同时减少了新建水源井、输水管路、道路、征地费用以及若干年后由于煤矿开采引起地表沉降而导致的水源井、输水管路及道路的重建费用；减少了矿井排水的处理费用［2］。

③管理、运行费用降低；

④供水成本降低。

1.2井下供水设计问题探讨

随着采掘工艺的机械化，自动化程度的提高，为满足生产安全和防尘的要求，煤矿井下供水的范围越趋广泛，其主要供水对象归纳起来有：采掘工艺防尘用水、生产用水、消防用水。对于井下各用水点用水设备的用水量及水压要求，在煤矿设计规范中已有规定，本文不再赘述，下面主要就井下消防洒水设计存在的问题作一些探讨。

1.2.1水源选择

目前大多数矿井设计中都将地面生产生活供水水源作为井下供水水源。由地面用管道将水引至井下，采用集中供水方式。其优点为水质可以保证，不需增加管理人员，对于用立井及斜井开发的矿井，井下水压较大，能满足采掘设备以及洒水器的水压要求，一般不需加压。缺点是井筒内管道长，部分矿井垂直向下高达1000m，井底大巷水压过大，使用不安全，特别对井筒深、井巷长者尤甚。其实，井下供水水源还有其他方案可供选择：如利用井下深部底板水源、利用井下排水。

①利用井下深部底板水源。若井底大巷内底板下有较好的含水层，可采取向下钻水源孔取水，借用地下水的承压水头满足井下采掘设备、洒水器及消防用水的水压要求。采取深部底板钻孔分散供水的优点：井下供水管道短，不耗电，节能，管道承压低，使用安全。缺点是必须做较多的水文地质工作，因为并非在井下所有地点打钻孔均可取到水。

②利用井下排水。当井下排水量较大，而且大部分为疏干底板水时，由于水量大，水较清，可在井下建水仓，稍作沉淀后，用泵送至井下供水管网。

综上所述，我们在进行矿井井下供水设计时，应认真分析水文地质资料，视各矿井的实际情况因地制宜。当井下有疏干水或底板含水层近且水量大时，宜优先选择井下疏干水或井下钻孔取水做水源。当井下水质很差或不具备取水条件时，应从地面供水。?

1.2.2井下防尘洒水及其自动化问题

井下防尘洒水主要为消除岩尘及煤尘，尽量使井下风流中的岩尘浓度控制在2mg/m3以下，煤尘浓度控制在10mg/m3以下，保证煤矿生产安全及工人身体健康。但实际情况是许多矿井井下煤尘浓度超标，而防尘洒水设备却闲置不用，分析其原因，有生产管理与思想认识不足，不够重视问题，亦有设计不能使洒水器自动化工作，管理不便的问题。由于井下运输中煤流不均匀，尤其是装车点或翻笼都是间歇工作的，洒水器时开时停，人工操作不方便也不及时。无煤时也洒水，导致水到处漫流或影响皮带运行等。结果是工人干脆不开洒水器。设计上可采取下列措施达到洒水器自动启闭：在洒水器前管道上加电磁阀及在煤流控制点设置光感器。当有煤流通过或矿车到达装车点及罐笼，光线被挡，光电器作用打开电磁阀，洒水器喷水，反之立即关闭。这样不但方便管理，又节约用水，更主要保证生产安全。因此，在井下防尘洒水的系统设计时，应力求实现自动化。

1.2.3井下给水管道防腐及管材选择

井下管道防腐一直是井下供水设计的难题，由于井下环境条件较差，空气湿度大，管道极易腐蚀。而且因为承压较高，往往使用无缝钢管或镀锌钢管。目前，民用建筑用来取代镀锌钢管的pp－R管，其公称压力已达2.5mpa，该管不存在防腐问题，在以后的井下供水设计中，当管道工作压力不大于1.6mpa时，可做一些试用研究工作。

1.3工业广场循环冷却水系统设计

由于煤矿通风、瓦斯抽放、井下灭火的需要，在矿井工业广场一般建有空压机站、瓦斯抽放站及制氮站。而空压机、瓦斯抽排机、制氮机等设备均需用水冷却。因需水量较大，采用循环冷却水。其供水流程如图3所示。

1.3.1循环水系统重复设置问题

目前大多数矿井循环水设计均采用空压机站、制氮站、瓦斯抽放站等各自配套循环冷却水系统。采用这种分散设置存在以下弊端：

①冷却循环水系统的水池、泵房等构筑物及水泵、冷却塔、软化水等设备重复建设，占地大，投资高；

②冷却水池、冷却设备布置在被冷却设备车间附近，导致车间卫生环境较差；

③分散设置能耗高，运行费用高；

④操作、管理人员较多，且技术力量分散。空压机站、制氮站、瓦斯抽放站对冷却用水的水质要求均为软化水，冷却进水温度均要求小于35℃，设备出水温度39～42℃。因此，矿井建设设计应综合考虑，在矿井工业场地适当位置设计一座循环水中心站，通过管道向各被冷却设备供水，设备冷却出水通过管道自流至循环水中心站。这样设置不但可克服上述分散设置的许多缺点，而且设备的维修、更换对生产影响小；节能降耗明显；便于对循环供水出现的技术问题组织力量攻关［3］。

1.3.2冷却设备的合理配置问题

从已投入运行的循环冷却水系统的使用效果来看，循环冷却水设备与被冷却设备配置不合理，导致冷却效果不佳或节能效果很差，以淮南煤矿的潘三、谢桥矿井空压机站循环冷却水系统配置为例，空压机站一般有3～5台空压机，根据井下通风情况，可合理调节空压机启闭台数，而循环水系统水泵配置采用一台冷水泵、一台热水泵、一台互为备用泵。冷、热水泵流量按空压机组最大通风时所需冷却水量选型，这样配置的结果，不论空压机组开启几台，冷却水泵均按最大流量在运行，而且空压机开启台数转换频繁时，冷却水量调节只能靠频繁调节冷、热水泵出口管道阀门的开启度，很难控制，有时导致空压机冒水现象，为便于调节，又不得不在出水管上增加旁路回水。这种运行方式对水泵使用寿命影响大，能耗高。因此，在循环水系统设计时，一定要根据被冷却设备运行时需水量的变化情况合理配置冷却设备，如冷、热水泵、冷却塔、软化水装置的台数及流量搭配等。若从节能的角度出发，还可以考虑在循环水系统的冷、热水泵上增加变频调节功能，使流量调节随被冷却设备需水量变化更合理。虽然增加变频调节功能一次性投资有所增大，但4～5a的节能费用就可收回增加的投资［4］。

2煤矿排水设计存在问题

煤矿排水设计的难点是生活污水处理设计，煤炭系统新建矿井非常重视环保建设，并投入了大量的环保建设资金。煤炭设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。如淮南地区，潘二矿的生物曝气工艺、潘三矿的生物转盘工艺、谢桥矿的表面曝气工艺、新集矿的氧化沟工艺。但从投入使用的实际效果及资金利用率来看均不理想。下面对煤矿生活污水处理作一些分析与探讨。

2.1煤矿生活污水处理设施重复建设现象普遍

目前部分煤矿矿井工业场地和居住区各建一座污水处理厂，这样两处征地，重复建设，投资大大增加，运行能耗高，管理费用高，技术力量分散，吨水处理成本高。一般来说，矿井工业场地和居住区相距不是很远，合建一座污水处理厂更合理，考虑从居住区向工业场地排水，管道埋设太深，可在中间设置污水提升泵站，或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式，不但可节省投资，更主要可大大降低运行成本。

2.2污水处理设计参数选择不合理

进行煤矿生活污水处理厂设计时，对污水中污染物指标BOD5、CODCr、SS取值，不是按实测，也不是用类比，而是套用城市生活污水污染物指标为设计依据，以BOD5为例，城市生活污水为200mg/L，而实际煤矿BOD5值一般只有70～80mg/L。由于生活污水中有机物含量太低，致使原来设计的不少活性污泥法处理工艺，在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质，而被“饿死”、分解、矿化，形不成活性污泥。为此不少处理厂停止了回流活性污泥，保持了原来设计中的曝气环节，使原来的设计失去了核心环节--活性污泥及其工艺过程，变成了简单的一级强化处理。即使氧化沟污水处理工艺，也存在同样的问题，往往设计流程中的回流活性污泥回流不起来，致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池；原设计中的不少配套设施成为多余，如消泡池、污泥集中处理池和污泥晾晒场等，造成了大量资金的浪费[5]。

山西古交矿区的许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水，效果很好。此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水，同时投资省，操作维护也比活性污泥法简单。它的原理是利用固体滤料表面所形成的生物膜净化废水。可利用的滤料是多种多样的，如炉渣、玻璃钢或塑料蜂窝状材料、半软性纤维球等[6]。

因此，在进行煤矿污水设计时，一定要分析进水污染物指标，选择适用性强、耐冲击负荷高的污水处理方案，提交环境保护部门专家组审查后确定最终处理工艺。

3结语

总之，煤矿建设的水资源化，煤矿给水系统，循环水系统的合理配置，煤矿污水治理与环境保护等问题，值得煤矿给排水设计工作者深入研究与探讨。

参考文献：

［1］B.A.高尔什可夫（苏）.煤炭工业企业废水的净化及利用［m］.山西：山西科学教育出版社，1987.

［2］石振华，李传尧.城市地下水工程与管理手册［m］.北京中国建筑工业出版社，1993.

［3］严煦世.给水工程（第三版）［m］.北京：中国建筑工业出版社，1995.

［4］陈培康，裘本昌.给水净化新工艺［m］.北京学术书刊出版社，1990.