煤田地质与勘探

作者：苗贺朝, 董书宁, 王皓, 杨元园, 乔伟, 王晓东, 王东琦, 付宏洋, 刘禹廷,

关键词：矿井水, 多水源, 优化模型, 基尼系数, 非支配排序遗传算法Ⅱ代, Pareto解集, 蒙陕接壤区,

目的随着我国煤炭资源开发区域由东向西转移，西部煤炭基地在国民经济基础能源供给中的压舱石作用更加凸显。然而西部生态环境脆弱，煤炭安全高效绿色开发长期面临水害防治和水资源保护难以协调的困局。因此，推进矿井水管控技术走向智能化，是解决西部矿区煤−水矛盾的关键途径，也是在保障煤炭企业生产安全的前提下，实现矿区水资源保护利用的迫切需求。方法针对现有矿井水配置技术存在的分级分质配置规则不完善、对矿井水资源特殊性考虑不足等问题，以地表水、地下水、矿井水和再生水为水源，构建综合考虑经济效益、环境效益和公平性的水资源分级分质多目标优化配置模型。在制定矿区水资源分级分质配置规则基础上，结合水量平衡、水质标准和用水需求约束等条件，采用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)，对我国蒙陕接壤区某矿现状水平年水资源逐月配置方案进行求解，并评价了Pareto解集中经济、环境、公平效益侧重的配置方案，该案例验证了模型的有效性。结果和结论(1)配置结果合理，矿井水年均利用率为78.4%，月平均利用率与月供需水量之差呈正相关，生态和农业需水是关键影响因子。(2)矿井水月平均利用率最高为92.2%(4月)、最低为31.4%(8月)，此二月均推荐经济或环境方案。(3)1~12月环境方案，各水源利用率范围分别为100%、35.21%~100.00%、32.18%~95.11%和82.89%~100.00%。(4)生活、工业、生态、农业用水的满足度范围分别为95.00%~98.16%、97.27%~109.14%、94.35%~105.05%和81.95%~108.85%。(5)当矿井水利用率低时，其他水源利用率增大，供水结构不合理。研究结果可为矿井水资源的科学管理和综合利用提供理论依据和实践指导，并为类似资源优化配置问题提供参考。

来源：2025年第7期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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