新华社记者探秘神华大柳塔煤矿煤田地下水库
水库，人们不陌生，建在地下100多米处矿井里的水库，却很少有人见过。记者带着好奇心，前去神华神东煤炭集团大柳塔煤矿一探究竟。
本是无奈之举
1985年兴建的大柳塔煤矿，位于陕西省神木县与内蒙古伊金霍洛旗交界处，属于黄土高原地带和毛乌素沙地边缘，常年干旱少雨。
“职工生活离不开水。采煤时，机器冷却、井下除尘也需要水。建矿之初，井下用水需要从地面输送，生产与生活争水，矛盾突出。”在大柳塔煤矿已工作25年的连采三队队长薛占军说。
由于地表水匮乏，当时水厂供水时断时续，井下作业只能开开停停，生产受到很大影响。
地下水库技术的主要研发者之一、大柳塔煤矿总工程师陈苏社说，凭借多年采煤经验，自己知道矿井里渗出的地下水量可观，需要用水泵排掉。当时琢磨，如果把矿井水利用起来，或许能解决“缺水”问题。
于是，陈苏社带领工程技术人员通过监测和研究，总结出了在煤矿井田范围内，地下水会向开采区域汇集的规律，为地下水库选址奠定了理论依据。
“沿煤层采煤时，每采一段，就会留一些煤柱。每个采空区就像一根根柱子撑着的地下大厅，如果用人工坝把煤柱之间的空隙封堵上，采空区就成了一个巨大的储水设施，多个储水设施组合在一起，就成了一座地下水库。”陈苏社说。
在完善技术的基础上，1998年，大柳塔煤矿尝试在地下100多米处的2号煤层选择一处采空区建设首个单采空区储水设施，水容量为5万立方米。经过检测，蓄积的地下水水质可以满足工业和绿化用水要求。
2002年，顺利建成6个单采空区储水设施，容量达到100万立方米；2010年，建成由4座地下水库组成的全球首个煤矿分布式地下水库，总储水量达到235万立方米，实现了矿井水不外排……
随着地下水库技术应用规模扩大，目前，大柳塔煤矿已建成由多处储水设施组成的3个分布式地下水库，储水总容量已达710万立方米，相当于一座中型水库的规模，每年可供水超过4000万立方米，不但缺水问题迎刃而解，每年还可节省购水费用4200万元，减少矿井水处理及外排费用1800万元。
如同地下室里储水
记者乘坐煤矿的防爆运人车进入漆黑的矿井内，到达2号煤层后，随同技术人员到一处巷道内。记者看到，与其他巷道里灯光昏暗不同，这里灯光通明，巷道壁和底板皆经过加固，如同一座防空洞。
“巷道壁的里面，就是1号地下水库。”技术人员边说边随手拧开一个阀门，只见清水就从巷道壁上的一个细水管里流出来……
富含炭、结构疏松的矸石，对水有很强的过滤、净化作用。近年，大柳塔煤矿还探索利用建成的地下水库，将矿井中产生的污水自然净化后循环利用。
陈苏社说，2011年，大柳塔煤矿5号煤层采区即将投产时，与之配套的污水处理厂还没建好。5号煤层与2号煤层的层间距离为150多米，当时自己琢磨，如果选择合适的位置钻孔，将两个煤层贯通，就可以用管道把5号煤层采区的污水通过水泵排到2号煤层的水库，经过自然净化后，再利用高低落差，通过管道把水回流到5号煤层，实现水的循环利用。
3个月后，深155米、直径1.4米的垂直钻孔打成了。“我们在钻孔里布置了4条输水管，一举解决了5号煤层采区污水处理和循环利用问题，目前全矿每年可处理生产污水350万立方米。”
记者了解到，大柳塔煤矿的整个地下水库系统，分为井下和地表两部分。井下部分的核心技术，是分布式地下水库和采空区矸石净水。其中，井下的3个分布式地下水库进行地下水收集、储水和井下污水净化，并为井下的生产单位供水。
每天还有约4500立方米的水被输送到地面，供地面生产单位使用。榆树、山杏、沙棘，樟子松……经过多年绿化，如今大柳塔矿区郁郁葱葱。
“大柳塔煤矿从地表到井下，如同一个5层的地下室，地表是地下室的顶部，2号煤层就是地下室的第二层，5号煤层是底层。地下水库的运行模式，就是把第二层的部分房间封闭后，用于收集、储存地下水和净化污水。然后，一部分水供井下生产单位使用，一部分水用水泵排到顶层，供顶层上生产单位使用和屋顶花园的灌溉。”陈苏社说。
技术得以推广
记者了解到，目前神东煤炭集团通过完善和推广煤矿分布式地下水库技术，已在15个矿井建成32座地下水库，储水3100多万立方米，提供了95%的矿区生产和生活用水，大幅减少了外购水和排水的费用，实现了矿区水资源良性立体循环。
此外，神东煤炭集团还利用地下水库蓄积的水资源，向周边的电厂、工业区、生活区和生态修复区等地供水，用水大户摇身一变，成了当地重要的供水基地。
目前，相关技术开始在神华集团的新街、包头矿区推广应用。陈苏社说，陕西、内蒙古、宁夏、甘肃等地，是我国主要的煤炭产区，这些地区的煤田埋藏浅，煤层厚，瓦斯含量低，易于开发。但西部地区水资源匮乏，与资源开发和矿区经济社会发展、生态建设成为一对矛盾。
与此同时，煤矿开发过程中，矿井水被视为水害。比如，2008年以来，全国发生煤矿水害事故200多起。为保障井下安全，煤矿用外排到地表的方式处理矿井水，得以利用的少。煤矿地下水库技术的应用空间大，可以带来可观的经济、生态和环保效益。(任会斌、彭源)
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