用水 地下“龙宫”显奇效
在神东矿区万里煤海，地下水库技术得到全面推广应用。截至2015年9月，神东矿区地下“龙宫”的储水量达到2499.5万立方米。其中，大柳塔、上湾、补连塔、榆家梁煤矿等15个矿井已经建成35座地下水库，平均储水量约71.4万立方米，历史最大储水量达到3100万立方米。
游走于大柳塔煤矿的地下“龙宫”，从1号水库到2号、3号水库，一道一道人工坝体将地下“水老虎”牢牢封闭起来，坝体上监控探头如卫兵般时刻驻守，不间断地传送着“龙宫”各处的运行数据。身在其中，耳边不时传来管道里“哗哗”的涌水声。虽然看不到水，但我们与几立方的水只有一墙之隔，心中难免升起恐惧。
“万一哪处管道破裂或是坝体出现问题，那我们会被洪水冲出矿井吧！”
虽是句玩笑，但并非杞人之忧。
大柳塔总工程师陈苏社带记者来到1998年建成的2-2煤第一座水库人工坝体前，指着银白色阀门说：“这是最近刚换的两个不锈钢阀门，旁边增加直径300毫米的新管道与原有的管道连通，成为一道供水新路。原来的旧阀门和管路已经封存在混凝土浇筑的绿色墙体内，保证不会冒漏。白色坝体已经加固并刷漆，做出明显区分标志。压力表实时监控水压情况。你的担心我们都提前做了预控防护措施。”
“所以说做地下水库虽是件好事，但是做不好可就成危险了。一旦保水造成水患，损失将无法挽回。因此要做就必须下决心做好、做牢靠！”陈苏社感慨道。
十几年倾心构筑地下“龙宫”的工作经历，让眼前这位总工有着高出常人的未雨绸缪的忧患意识。
“‘龙宫’里存的是黑煤水吗？”“呵呵，‘龙宫’里注进去的是污水，流出来的是清水，就像鄂尔多斯的羊，吃进去的是草，挤出来的是奶。你来看看。”陈苏社拧开一个阀门，只见清凌凌的水瞬间流出。陈总解释了“龙宫”储水净化的原理。
原来，地下水库的设计建设与采掘活动同步进行，设计要提前研究、提前规划，施工分步、分阶段实施。采空区留存的矸石富含碳，结构疏松，对水有很强的过滤和吸附净化作用。陈苏社在设计地下‘龙宫’时充分利用“水往低处流”的原理，尽可能利用自然压差优势存水。采空区注水考虑选择水库底板地势较高的地方注入，经过一定净化距离，一般在1000米以上，最少不低于500米，净化距离越大效果越好。长距离流动，水中的悬浮物和有机物浓度明显降低，并随净化距离和净化时间的延长，净化效果更为显著。经过检测，处理后的水质可以满足工业和绿化用水要求。
矿井深处摆放的几盆花吸引了记者的目光。原来这是陈苏社亲自挑选的发财树、绿萝等花卉，摆放在井下已经3个月了，就是用来检验净化后的水质。花儿生机盎然的绿意给出了最好的答案。
“通过在各水库之间安装连通管道，将同一水平或不同水平的地下水库之间相互连通，实现库间水量调配和突发情况下水体紧急调运。”
“一号地下水库22406矿井水回灌设施由8个回灌孔和配套管路、水泵以及配电设施组成，还有22613运顺等5处回灌设施。这些回灌设施将5-2煤生产污水回灌至2-2煤地下水库进行自然净化，污水日回灌量约9700多立方米。”陈苏社一边走一边介绍。
经过地下“龙宫”净化后的矿井水，一部分作为井下生产用水，一部分到地面后，作为电厂冷却、洗选加工、生态建设、农田灌溉等工、农业用水，经深度处理后还可作为生活用水。
地下“龙宫”每天输送约1500立方米的水到地面，供地面生产单位使用。看，榆树、山杏、沙棘，樟子松……经过“龙宫”水浇灌，如今的大柳塔煤矿区绿树掩映，郁郁葱葱。
分布式地下水库技术的基本原理，是基于超大工作面开采后，留下的采空区自然边界明显、岩体空隙均匀以及地下水的赋存规律，对煤矿井下水资源进行保护，充分利用井下采空区而研发的地下储水、循环再利用技术。大柳塔煤矿的地下“龙宫”既是一座无人、无设备、无电耗、无材耗的“四无”型天然污水处理厂，又是一套无需用泵、无需用电、无需用材、无需用人的“四无”型自然压差供水系统。以大柳塔煤矿为例，井下生产每年用清水量为280万立方米，由于井下生产污水实现了零升井，每年可以节约水费、污水处理费、电费、人工费等费用近6000万元。
地下水库有效实现了矿井水的循环利用，受到中国工程院院士的高度评价，以其经验总结形成的《生态脆弱区煤炭现代开采地下水和地表生态保护关键技术》荣获2013年“中国煤炭工业科学技术一等奖”，获得2014年国家科技进步二等奖。《神东矿区煤矿地下水库关键技术研究与应用》也获得省部级重奖。
目前，神东矿井水年产生量为9800多万立方米，井上下复用量为6000多万立方米，复用率达到62%以上，达标排放率100%；2014年累计节约外购水费、污水处理和外排费11.82亿元。
神东还利用地下“龙宫”储存的水资源，向周边电厂、工业区、生活区和生态示范园等地供水，昔日的用水大户以凤凰涅槃般的执着创新，成为地方重要的供水基地。
地下“龙宫”成效喜人，建设提高远未止步。陈苏社和矿里及相关单位的技术人员又开始规划“龙宫”的下一步建设。在二水平5-2煤地下水库选择52503面作为规划的首个备用地下水库位置。在5-2煤开采5年后预计在2020年投用，15年后即2030年把2-2煤水库的水转移到5-2煤地下水库，然后再开采2-2煤水库下方煤炭资源；对地下水库系统进一步检查、完善、加固、优化，不断提高运行效果和效益。
基于对宝贵水资源的切身认识，神东根据矿区煤层及水资源的赋存条件，一方面通过创新地面“三区收集、三级处理、三类循环、三途径利用”污水集约化收集处理利用模式，提高废水利用率，减少污水外排，节省净水资源；另一方面在创新超大工作面开采技术、实现地表扰动最小化的基础上，通过进一步创新分布式地下水库技术、地表生态引导修复与自修复促进技术等，在煤炭绿色开采、清洁生产、保护水资源方面探索出了一条光明大道。
文∕图李霞何瑞敏范方栋本报记者越奋刚
