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礦井水合理調配理論與模式研究 版權信息
- ISBN：9787030687944
- 條形碼：9787030687944 ; 978-7-03-068794-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
礦井水合理調配理論與模式研究 本書特色
系統構建了區域礦井水(含選礦廢水) 合理調配的技術、方法與政策體系.
礦井水合理調配理論與模式研究 內容簡介
本書分為理論方法和模式案例兩部分，理論方法部分構建了區域礦井水（含選礦廢水）合理調配的理論、技術與政策體系；模式案例部分以陜西榆林、內蒙古烏審旗、山西平朔礦區、江西贛縣區為例進行了實證研究，形成了可復制推廣的礦井水合理調配模式。
礦井水合理調配理論與模式研究 目錄
目錄
前言
第1章緒論1
1.1研究背景1
1.2研究內容5
第2章區域礦井水優化配置技術方法7
2.1影響因素7
2.2技術流程10
2.3生態需水預測技術13
2.4優化配置模型19
2.5基本模式25
2.6政策保障26
第3章基于生態修復的礦井水優化配置模式29
3.1研究區概況29
3.2礦井水利用現狀及存在的主要問題32
3.3水生態保護思路與措施34
3.4供水預測37
3.5需水預測39
3.6礦區礦井水配置方案45
3.7小結55
第4章基于湖泊水生態保護的礦井水綜合利用模式56
4.1研究區概況56
4.2區域水資源利用現狀77
4.3礦井水可利用量質分析84
4.4湖泊需水預測92
4.5區域水資源供需形勢分析105
4.6區域礦井水配置方案111
4.7小結116
第5章基于煤礦小循環和園區大循環的礦井水綜合利用模式118
5.1研究區概況118
5.2礦井水利用現狀及存在的主要問題130
5.3礦井水可利用量計算141
5.4煤礦供用水模式分析165
5.5礦井水綜合利用配置方案182
5.6小結186
第6章基于場內循環與場外減排的流域選礦廢水循環利用模式188
6.1研究區概況188
6.2選礦廢水利用現狀及存在的主要問題208
6.3選礦廢水的控制與處理212
6.4選礦廢水綜合利用方案214
6.5小結217
第7章結論與建議218
參考文獻219
前言
第1章緒論1
1.1研究背景1
1.2研究內容5
第2章區域礦井水優化配置技術方法7
2.1影響因素7
2.2技術流程10
2.3生態需水預測技術13
2.4優化配置模型19
2.5基本模式25
2.6政策保障26
第3章基于生態修復的礦井水優化配置模式29
3.1研究區概況29
3.2礦井水利用現狀及存在的主要問題32
3.3水生態保護思路與措施34
3.4供水預測37
3.5需水預測39
3.6礦區礦井水配置方案45
3.7小結55
第4章基于湖泊水生態保護的礦井水綜合利用模式56
4.1研究區概況56
4.2區域水資源利用現狀77
4.3礦井水可利用量質分析84
4.4湖泊需水預測92
4.5區域水資源供需形勢分析105
4.6區域礦井水配置方案111
4.7小結116
第5章基于煤礦小循環和園區大循環的礦井水綜合利用模式118
5.1研究區概況118
5.2礦井水利用現狀及存在的主要問題130
5.3礦井水可利用量計算141
5.4煤礦供用水模式分析165
5.5礦井水綜合利用配置方案182
5.6小結186
第6章基于場內循環與場外減排的流域選礦廢水循環利用模式188
6.1研究區概況188
6.2選礦廢水利用現狀及存在的主要問題208
6.3選礦廢水的控制與處理212
6.4選礦廢水綜合利用方案214
6.5小結217
第7章結論與建議218
參考文獻219
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礦井水合理調配理論與模式研究 節選
第1章緒論 1.1研究背景 1.1.1我國供用水概況 1.我國水資源總量豐富 根據《全國水資源綜合規劃》成果和1956～2000年45年同步水文系列，全國水資源總量為28412億m3，其中地表水資源量為27388億m3，地下水資源量為8218億m3，二者重復量為7194億m3。我國水資源時空變化大、分布不均且與生產力布局不相匹配，北方地區區域面積、人口、耕地面積和GDP分別占全國的64%、46%、60%和45%，但其水資源總量僅占全國的19%，其中黃河、淮河、海河水資源總量合計僅占全國的7%。在全國水資源總量中，水資源可利用總量為8140億m3，其中地表水可利用量為7524億m3。全國地表水資源扣除地表水可利用量后，剩余水量為河道內生態環境用水及難以控制的洪水。 2.我國人均水資源量少且時空分布不均 我國水資源總量位列世界第6位，但人均水資源量僅有2033m3（按2019年人口計算），約為世界平均水平的36%，北方地區人均水資源量更少，黃河流域為656m3，淮河流域為451m3，海河流域甚至低于以色列，僅為269m3，遠低于國際公認的人均500m3的極度缺水標準。空間分布上，南方水多北方水少，水資源與耕地資源、能源礦產等其他經濟要素的空間適配性差。 3.全國用水總量得到有效控制，用水效率總體達到世界平均水平 面對日益突出的水資源供需矛盾，國家高度重視工程技術節水工作。進入21世紀以來，國家大力推進節水型社會建設，實行*嚴格水資源管理制度，并且明確了“節水優先”的方針，用水結構逐漸優化，水資源利用效率顯著提升。近年來，我國用水總量基本保持平穩，總體維持在6100億m3左右（表1-1），北方部分省份用水量實現零增長，南方豐水省份用水量也進入微增長階段。2019年，我國萬元GDP用水量為60.8m3，萬元工業增加值用水量為38.4m3，農田灌溉水有效利用系數達到0.559。經比較分析，我國用水效率總體水平與世界平均水平大致相當，主要節水指標排在掌握數據的60個國家中的30名左右。 4.非常規水源利用量穩步提高，但礦井水利用量偏低 2019年全國非常規水源利用量（不含海水直接利用量）為107.7億m3，其中再生水供水量為87.3億m3，集雨工程利用量為9.6億m3，礦井水利用量為6.2億m3，地下水微咸水供水量為3.3億m3，海水利用量為1.3億m3；海水直接利用量為1316.5億m3。與2015年相比，再生水利用量增加了34.6億m3，礦井水利用量增加了6.2億m3（2019年開始統計），海水淡化利用量增加了0.6億m3，集雨工程利用量減少了1.6億m3，微咸水利用量減少了0.8億m3，海水直接利用量增加了501.7億m3。 5.我國缺水問題依然嚴峻，對礦井水等非常規水源利用需求增加 由全國水資源綜合規劃評價可知，全國正常年份缺水超過500億m3。建設美麗中國及生態文明建設要求退還河湖生態用水、治理地下水超采，對水資源保障提出更高的要求，需要用好非常規水源。中共中央、國務院印發的《關于加快推進生態文明建設的意見》明確積極開發利用再生水、礦井水、空中云水、海水等非常規水源。《國家節水行動方案》要求加強再生水、海水、雨水、礦井水和苦咸水等非常規水多元、梯級和安全利用。2019年《水利部辦公廳關于進一步加強和規范非常規水源統計工作的通知》明確把礦坑水納入統計范圍，包括露天礦坑水、礦井水或疏干水利用量。2020年生態環境部、國家發展和改革委員會(簡稱國家發改委)、國家能源局印發了《關于進一步加強煤炭資源開發環境影響評價管理的通知》，對礦井水提出更高的要求：礦井水應優先用于項目建設及生產，并鼓勵多途徑利用多余礦井水；可以利用的礦井水未得到合理、充分利用的，不得開采及使用其他地表水和地下水水源作為生產水源，并不得擅自外排；礦井水在充分利用后仍有剩余且確需外排的，經處理后擬外排的，除應符合相關法律法規政策外，其相關水質因子值還應滿足或優于受納水體環境功能區劃規定的地表水環境質量對應值，含鹽量不得超過1000mg/L，且不得影響上下游相關河段水功能需求；安裝在線自動監測系統，相關環境數據向社會公開，與相關部門聯網，接受監督；依法依規做好關閉礦井的封井處置，防止老空水污染等。 1.1.2煤礦和有色礦基本情況 我國煤炭資源豐富，截至2018年，煤炭資源累計探獲量達到20107億t，其中東部帶為2323億t，占全國累計探獲量的11.55%，中部帶為15209億t，占75.64%，西部帶為2575億t，占12.81%；全國煤炭保有資源量達19453億t，其中東部帶為2033億t，占全國保有資源量的10.45%，中部帶為14883億t，占76.51%，西部帶為2537億t，占13.04%；全國2000m以內煤炭資源總量59000億t，其中探獲煤炭資源儲量20200億t，預測資源量38800億t（王海寧，2018）。 中國煤炭資源分布極不平衡，北多南少，西多東少。在中國北方的大興安嶺—太行山、賀蘭山之間的地區，內蒙古、山西、陜西、寧夏、甘肅、河南6省（區）是中國煤炭資源集中分布的地區，其資源量占全國煤炭資源量的50%左右，占中國北方地區煤炭資源量的55%以上。在中國南方，煤炭資源量主要集中于貴州、云南、四川三省，占中國南方煤炭資源量的91.47%；探明保有資源量占中國南方探明保有資源量的90%以上。根據地質構造、地質分區，有研究者將我國煤炭資源總結為“井字形”分區及“九宮格”分布（田山岡等，2006；彭蘇萍等，2015），這種分布的區域性造成我國煤炭工業開發的局部集中，如晉陜蒙寧地區已經成為我國煤炭工業高速發展的“金三角”，新疆北疆東部地區成為新的煤炭資源開發中心。 根據《全國礦產資源規劃（2016—2020年）》，我國煤炭資源基地主要分布在中部和北部地區，共有煤炭資源基地14個：神東、晉北、晉中、晉東、蒙東（東北）、云貴、河南、魯西、兩淮、黃隴、冀中、寧東、陜北和新疆；有國家規劃煤炭礦區162個。通過限制東部、控制中部和東北、優化西部地區煤炭資源開發，推進神東、陜北等大型煤炭基地綠色開采和改造；鼓勵煤炭企業兼并重組和資源整合，淘汰落后產能；提高煤炭洗選比例，加大煤矸石、礦井水等資源綜合利用力度，促進煤炭結構調整與轉型升級。 我國有色金屬礦產資源主要分布在中部和南部地區，共有有色金屬礦產基地43個，其中鎢錫銻多金屬礦產基地7個：江西武寧—修水、贛南、滇東南個舊—馬關都龍、廣西河池、湖南郴州、湖南安化冷水江、甘肅張掖—酒泉。根據全國礦產資源潛力評價數據（截至2010年年底），我國已發現鎢礦床（含礦點、礦化點）1826處，其中江西（520處）、廣東（339處）、河南（181處）、湖南（169處）、福建（107處）和云南（57處）6省礦床數占全國鎢礦床總數的75%（劉壯壯等，2014）。我國鉛鋅礦床分布地區廣，但大中型規模礦床和主要類型礦床相對集中。目前已有29個省（區、市）發現并勘查了鉛鋅礦床，主要集中于云南、內蒙古、甘肅、廣東、湖南、四川、廣西等省（區）。近年來隨著地質調查項目的深入開展，西藏、青海、新疆西部3省（區）鉛鋅礦資源的儲量不斷攀升，西部已成為我國新的鉛鋅資源基地（張長青等，2014）。《全國礦產資源規劃（2016—2020年）》指出，應通過鞏固贛南、湖南郴州等鎢礦資源基地，穩定開采規模，合理利用共伴生鎢、低品位鎢和含鎢尾礦資源；穩定錫銻開發格局，重點提升滇東南、廣西河池、湖南安化冷水江等資源基地開采和供給能力，加強對藏南、藏北等地區銻礦資源管理和保護等措施，保護性開發鎢錫銻等礦產。 1.1.3礦井水排放與利用情況 1.我國煤炭產量較大，礦井水排放量不斷增加 我國原煤產量2005年為23.65億t，2014年達到38.74億t，之后去產能，2016年降到34.11億t。2017年之后原煤產量逐步恢復性增長，2020年達到39億t（圖1-1）。據《2020年煤炭行業發展年度報告》等預測，到2025年，我國煤炭產量控制在41億t以內；到2030年左右，我國煤炭產量將達峰，產量約為42億t。 2005年煤礦礦井水實際排放量為42億m3；2010年煤礦礦井水實際排放量增加到61億m3，比2005年的增加19億m3；2015年的預測排放量71億m3，比2010年實際排放量增加10億m3。《煤炭工業發展“十三五”規劃》預測，在煤炭產量比2015年增加1.5億t的情況下，2020年煤礦礦井水排放量約為60億m3，比2015年減少11億m3。煤礦礦井水排放量與煤炭產量有一定的關聯性。如果按2010年噸煤排水量匡算，2020年煤礦礦井水排放量約為69億m3，2030年約為75億m3(表1-2)。此外，非煤礦井水排放量每年約為11億m3。 2.我國高度重視礦井水利用 我國在“十一五”期間編制了《礦井水利用專項規劃》，“十二五”期間印發了《礦井水利用發展規劃》，“十三五”期間將礦井水利用納入《煤炭工業發展“十三五”規劃》，對礦井水利用規模、利用率、利用方式等提出明確的要求。 3.礦井水利用量持續增加 2005年煤礦礦井水實際利用量為11億m3，實際利用率26%；2010年礦井水規劃利用量增加到36億m3，實際利用率提高到59%；2015年規劃利用量為53億m3，比2010年增加17億m3，規劃利用率為75%，實際利用率提高到68%；2020年規劃利用量為48億m3，規劃利用率為80%，實際利用率為78.7%（表1-3），如果2020年礦井水排水量為69億m3則實際利用量為54億m3，略高于2015年規劃利用量，造成利用率未達到規劃目標的主要原因可能是排放量增加。 4.礦井水利用面臨的突出問題 一是大部分礦井水未納入水資源統一管理與調度。據水利部門統計，2019年納入水資源統一管理與調度的礦井水僅為6.2億m3。二是礦井水利用率依然較低。2020年還有21.3%的礦井水未得到利用，水量約15億m3。三是區域不平衡。華北地區煤礦礦井水利用率達到90%以上，中南、西南地區利用率約為65%，西北地區利用率約為75%；非煤礦山礦井水利用率平均在30%～40%，與國內外先進水平差距很大。四是管理薄弱，激勵約束機制不健全。礦井水利用是一個跨部門、跨行業的系統工程，至今沒有統一的管理辦法，沒有規范的統計制度和辦法，基礎數據缺失，缺少科學合理的規章制度和技術標準，無法實施有效的宏觀管理和調控，導致礦井水利用重經濟效益，輕生態效益。 1.2研究內容 本書從非常規水納入區域水資源統一配置的角度，總結區域礦井水(含選礦廢水)和有色礦選礦廢水納入水資源配置的技術方法，通過4個典型示范方案解析優化配置技術方法在具體實踐中的應用。主要研究內容包含：①我國礦井水利用狀況；②礦井水水優化配置技術；③基于生態修復的礦井水優化配置模式；④基于湖泊水生態保護的礦井水綜合利用模式；⑤基于煤礦小循環和園區大循環的礦井水綜合利用模式；⑥基于場內循環與場外減排的區域選礦廢水循環利用模式。 本書礦井水綜合利用示范案例以典型礦區及其所在區域為研究對象，通過分析區域水資源供需狀況、計算區域礦井水涌水量及可利用量，結合礦井水的量質特點和潛在用水戶分析，將其納入區域水資源統一配置，構建含礦井水的區域多水源多用戶多目標優化配置模型，綜合考慮各水源量質特征、用水戶用水需求及配置優先順序等約束條件求解模型，得到*優配置方案，并提出相應的重點輸配水工程等，*終形成區域礦井水優化配置技術示范方案和有色礦選礦廢水循環回用與減污增效技術示范方案。案例涉及的4個研究區域包括：中煤陜西榆林能源化工有限公司所屬大海則煤礦所在的陜西省榆林市榆橫礦區北區，納林河2號礦、營盤壕、巴彥高勒、母杜柴登、門克慶和葫蘆素6座煤礦所在的內蒙古鄂爾多斯市烏
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