华阳一矿：井下废水“自产自销”

巷道深处，钻机声声。近日，在华阳集团一矿151407进风巷，两台定向钻机平稳作业，钻杆向煤层深处不断延伸，排出的浑浊渣水顺着管路进入矿用固液分离机。经过筛分、过滤，一股清亮的再生水重新流入配套水箱，供给钻机循环使用。“浑水”变“清流”，正在悄然破解着定向钻进作业中的用水难题。
定向钻机是煤矿瓦斯治理的核心装备，好比矿井深处的“穿山甲”，为瓦斯抽采开辟通道。然而，这个“神器”却是出了名的“水老虎”——离不开水、用不起水。
过去，定向钻孔施工用水量大，多台钻机同时作业时，供水压力不足的问题时有发生。水压不稳，钻机施工就会受到影响，轻则降低钻进效率，重则影响钻孔精度。
“以前多台钻机同时作业，‘抢水’是常事。储水箱水位不够，就得停工等待，20分钟左右才能继续钻进。一个班下来，最多可能要等一个半小时，直接影响施工进度。”说起过去的困境，一矿钻机队队长孟庆记忆犹新。
传统定向钻孔施工，通常需要配备增压泵车、水箱等多种设施。钻场空间本就有限，设备增多后，管路交错、摆放拥挤，现场管理难度随之增加。渣水排放不畅时，还容易造成巷道积水和煤泥堆积，既制约作业开展，也为安全埋下隐患。
不只是效率低、不便利，账也不划算。“以前的处理方式既耗电又浪费水。废水要从数百米深的井下排到地面处理，再输送回井下，费时费力。”一矿钻机队二组班组长吕旭林道出了其中症结。
煤矿生产，既要算安全账、效率账，也要算生态账、资源账。面对“用水难”与“排水难”的双重困局，华阳一矿决定从技术源头破题——引进节水型定向钻进成套技术装备，让废水在井下就地处理，就地循环，从源头上解决了缺水与废水处置两大难题。
该装备采用“初级筛分+膜法分离”两级分离工艺。钻机排出的渣水进入KFM-26/37YL型矿用固液分离机后，大颗粒煤渣被筛分出来，细微颗粒经陶瓷膜过滤截留，处理后的水流入水箱回供钻机使用。装备采用履带式集成设计，可在井下巷道遥控行走移机。膜池内的陶瓷膜片如同微米级“水筛”，可精准拦截0.1微米以上的微小颗粒物，陶瓷膜具有耐腐蚀、抗污染、寿命长等优势，确保持续稳定达标产水。
现场数据显示，该装备每小时可处理13立方米污水，水资源循环利用率稳定在80%以上。
装备投用后，最直观的变化就是钻机作业更稳定了。“现在有了循环供水，基本没有因缺水造成停钻的情况。”孟庆说，“钻孔施工连续性强了，瓦斯抽采进度也更有保障。”
废水变活水，矿井算的是一笔“效益账”。据统计，该套装备于2025年4月首次在一矿15405进风巷投用以来，累计“再生”回用废水4.97万立方米，仅2025年5月单月过滤产水量就达2880立方米。不仅如此，在作业现场，吕旭林向记者拿出两个塑料水瓶展示：一瓶是钻机排出的原始渣水，水体浑浊发黑，悬浮着细密煤渣；另一瓶是经过处理后的再生水，水质明显清亮，可直接循环使用。“你们看，未经处理的作业废水无法直接复用，现在通过设备净化，浑浊渣水能直接转化为作业用水，这些清水会送入水箱循环供给钻机，再也不用发愁缺水了。”
该装备还实现了智能化无人值守运行。通过PLC自动控制技术，设备可一键启动、全程自动运行，压力、流量、液位等参数实时显示，异常时系统自动报警、必要时停机保护。自动反冲洗功能可定期清理陶瓷膜片上吸附的残渣，延长膜片使用寿命。此外，装备配备无线遥控功能，两级固液分离及履带车行走均可遥控完成，最大遥控距离达50米。从钻孔渣水注入净化产水回用，全流程实现自动化闭环管理，即便在人力短缺时段，装备仍能稳定运行，为煤矿24小时连续作业提供可靠保障。
科学导报记者 马骏