矿床开采破坏了地下水原始赋存状态并产生了裂隙，密切了大气降水、地表水、地下水和生活用水，各含水层之间的水力联系，使各种水沿着原有的和新裂隙渗入井下采掘空间形成矿井水。矿井水是煤炭生产过程中排放量最多的废水。据1993年统计，我国国有重点煤矿年排矿井水约22亿m3，平均吨煤涌水量约4．0m3，而且随着煤炭工业的发展矿井水的排放量还将不断增多。长期以来，由于技术所限和认识不足，矿井水被当做水害加以预防和治理，矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护。据统计平均每开采1t原煤需排放2t矿井水，不仅严重污染了水资源，而且造成了工业和生活用水短缺。随着科学的发展和人们环境保护意识的提高，对矿井水也已有了新的认识，开始将矿井水作为一种水资源加以处理利用，即矿井水资源化。
通过实地考察可以得到，煤层开采主要充水含水层有：第四系孔隙含水层、太原组岩溶含水层和奥陶系灰岩含水层。矿井水主要来源于这些含水层渗入地下的水，是矿井水与煤岩层接触发生一系列物理、化学和生化反应而形成。煤矿矿井水本身的水质主要受当地水文、地质、气候和地理等自然条件的影响[1]。当矿井水流经采煤工作面时，将带入大量的煤粉、岩粒等悬浮物，同时由于受到井下矿工的生产和生活活动的影响，矿井水中往往含有较多的细菌。对于开采高硫煤层的矿井，由于煤层及其围岩中硫铁矿的氧化作用，使矿井水呈现酸性和高铁性等。
2矿井水利用的必要性矿区采煤抽排大量的地下水，破坏和疏干矿区和周边地区地下水资源，使地下水水位下降，造成矿区水资源的枯竭，引起隐伏矿区的地面下降，诱发岩溶矿区岩溶地面塌陷。大量的矿井地下水若直接外排则会引起水质恶化，造成水环境污染。由于这些地下水初始流入井筒和巷道时比较清洁，如果将矿井地下水资源净化成饮用水，不仅可以满足生产和生活用水，还可以节省大量钻探深水源井的资金，创造较好的经济效益和环境效益。目前大部分煤矿缺水很严重，因此有必要对矿井水加以利用。
3矿井水的处理技术目前我国按照对环境影响以及作为生活饮用水水源的可行性，习惯上将矿井水按水质类型特征分为洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含有毒有害元素或放射性元素矿井水五类[2、3]。不同的矿井水采取不同的处理方法。
3．1洁净矿井水
多指矿区煤系地层中的奥灰水、砂岩裂隙水、第四纪冲积层水及老空积水。这种水质中性，低浊度，低矿化度，有毒有害元素含量很低，基本符合生活饮用水标准，可设专用输水管道给予利用，作生活饮用水时需进行消毒处理。太原市古交矿井在开采过程中穿过第四纪河谷冲积层，就遇到这种水，古交矿直接供全矿生产和生活使用。
3．2含悬浮物矿井水
这种水中含有较多煤粒、岩、粉、等悬浮物，一般呈黑色，但其总硬度和矿化度并不高。悬浮物的主要特性是在动水中呈悬浮状态，但在静水中可以分离出来，轻的上浮，重的下沉。根据悬浮物的特性，对工业用水净化处理常用的主要方法有混凝、沉淀。混凝是水处理工艺中十分重要的环节。选用混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花，净水效果好，对水质没有不良影响，价格便宜，货源充足。常用的混凝剂为铝盐和铁盐混凝剂。混合过程是让药剂迅速而均匀地分散到水中，应在尽量短的时间内与原水均匀混合，使水中的全部胶体杂质都能和药剂发生作用。原水加混凝剂后，经过混合作用，水中胶体杂质凝聚成较大的矾花颗粒，在沉淀池中去除。在经过快滤和消毒处理后也可达到饮用水标准。山西很多煤矿的井下排水属这类矿井水。
3．3高矿化度矿井水
矿化度无机盐总含量大于1000mg／L的矿井水。主要含有S0i2-、CI-1、Ca2 、K 、Na 等离子。硬度相应较高，水质多数呈中性或偏碱，带苦涩味，少数有酸性。高矿化度矿井水不利于作物生长，会使土壤盐渍化。用作锅炉用水，容易结垢。作建筑用水，会影响混凝土质量。人们长期饮用，将引起腹泻和消化不良，尤其对心脏和肾脏病患者影响更严重。我国北方缺水矿区的矿井水往往属于高矿度矿井水，有必要通过净化和淡化工艺处理成为饮用水和生产用水。当前高矿化度矿井水采用以下处理方法。
3．3．1化学方法
离子交换法是化学脱盐的主要方法，这是一种比较简单的方法，就是利用阴阳离子交换剂去除水中的离子，以降低水的含盐量。
3．3．2膜分离法
反渗透和电渗析脱盐技术均属于膜分离技术，是我国目前苦咸水脱盐淡化处理的主要方法。
(1)反渗透法。反渗透法是借助于半透膜在压力作用下进行物质分离的方法。可有效地去除无机盐类、低分子有机物、病毒和细菌等，适用于含盐量大于4000mg／L的水的脱盐处理。
(2)电渗析法。在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
3．3．3浓缩蒸发
反复处理使含盐量高的剩余水浓缩到很小体积，然后在合适的地方存放。依靠自然蒸发，使其避免排往下游。水蒸发后将留有盐分结晶，可在其浓缩至200g／L以上浓度时运走，用做化工原料。
3．3．4稀释排放
稀释排放是将低含盐量的水混合在一起，达到排入水体的标准后排放。避免对下游的不利影响。
3．3．5消耗利用
消耗利用用于对含盐量要求不高的场所，把水消耗掉，最后蒸发到大气中，避免了向下游排放。
3．4酸性矿井水
水质特征为pH值小于5．5的矿井水，一般为3～3．5，个别小于3，总酸度高。当开采含硫煤层时，硫受到氧化与生化作用产生硫酸，酸性水易溶解煤及其围岩中的金属元素，故铁、锰重金属以及无机盐类增加，使矿化度、硬度升高。酸性水在我国南方高硫矿区比较常见。酸性水容易腐蚀矿井设备与排水管路，并且危害工人健康。如果抽排至地面，会影响土壤酸碱度，导致土壤板结和作物枯萎，而且使地表水酸度上升，间接的影响了水生生物的生存。对环境与生态会造成重大的损害，因此必须进行治理达标后外排，其处理的方法有以下几种。
3．4．1物理化学法(中和法)[8]
(1)石灰石中和法。采用石灰石作中和剂与酸性水中硫酸中和反应，产生微溶硫酸钙和易分解的碳酸，从而降低酸度。
(2)石灰中和法。石灰的主要化学成分是CaO，当用水调配成石灰乳，则形成熟石灰Ca(OH)2，熟石灰与酸性水中的H2SO4反应。
(3)石灰石．石灰联合中和法。该工艺第一阶段选用石灰石滚筒法中和，消耗酸性矿井水中绝大部分游离H2SO4，使酸性水的pH值接近于6；然后在第二阶段再投加石灰中和处理，使水的pH值进一步提高，达到8左右，这时Fe2水解产生沉淀，形成絮状物，起到混凝作用，有利于悬浮固体去除。
3．4．2生物化学方法(微生物法)[8]
该方法是目前国内外研究比较多的处理方法，在美国、日本等国家已进行了实际应用。其原理是利用氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下将水中的Fe2 氧化成Fe3 ，以实现酸性矿井水的除铁[9，10]。氧化亚铁硫杆菌能从Fe2 的氧化反应中获取自身生存和繁殖所需的能量，无须加任何营养液。
3．4．3湿地生态工程处理法[8]
人工湿地(ConstructedWetlands)酸性矿井水处理方法是20世纪70年代末在国外发展起来的一种污水处理方法u，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化[12]，与中和法等传统的酸性矿井水的处理方法相比，人工湿地处理方法具有出水水质稳定、对N、P等营养物质去除能力强、基建和运行费用低、技术含量低、维护管理方便、耐冲击负荷强、适于处理间歇排放的污水和具有美学价值等优点[13]，因而在北美、欧洲的许多国家得到了广泛应用[14-16]。
中国是一个矿产资源大国，矿产开采和利用对水资源的破坏相当严重，酸性矿井水的处理是众多矿山企业面临的主要环境和生态问题[17，18]。人工湿地作为一种有效的酸性矿井水处理方法，在中国的应用将越来越广泛，其作用将越来越大。
随着高分子研究的深入，出现了用无机高分子、有机高分子、高分子改性阳离子、微生物等絮凝剂、阳离子。
