我国现行煤矿生产规模大，井田范围广，井下供水管路最少长度在万米以上，多使用铁质和钢制管路作为井下供水使用。供水管路在使用过程中，出现管壁结垢，造成管路腐蚀及水质污染的现象。对煤矿的生产造成不可避免的影响。
一、煤矿井下供水管道腐蚀的现状
为什么水源水质检测水质基本达标，而用水终端反映水质不达标。其中供水管路输送是引起水质二次污染的主要原因，其诱因是管道腐蚀产生的锈蚀物。为此,我们对煤矿井下的供水管道,根据不同的使用年限,不同的管材、管径等因素,选择了矿井现用管路几个结点,对管道内壁的腐蚀情况进行了取样调查,从调查的情况分析,凡是没做内衬的管材,使用 5 年以上均严重锈蚀,尤其是普通铸铁管材更为明显,结出 5cm 高的锈镏。从主干管路中取出的锈块,直径甚至有 5-8 厘米,可见管道腐蚀的严重性。供水管道内部严重的腐蚀结垢,在流速偏低或滞留水的管网末端,一旦管内压力变化和水流改向或突然加快时会引起水浑浊、发黄。内部结垢还造成管径断面缩小,有的 DN100 管的断面仅相当 DN50 管的断面或者更小,严重影响管网水质及输水能力。管道缩径很厉害,影响水质水压,加大了管网运行负荷。煤矿矿区管网早期铺设的供水管道所使用的管材大都以普通铸铁管和镀锌钢管为主,并很少有内衬。其中井下供水管路大部分使用铸铁管直径为 DN150-DN200, 管线长度约万米以上。通过分析调查,这些受腐蚀管线就是煤矿供水水质的最大污染源,也成了煤矿供水的一块疑难杂症。 主要受水质、管道材料和使用时间的影响,这些锈垢上所含的多种成分和细菌,会溶于水中,使水质受到管路二次污染。还有管道结垢后,水质被二次污染 ,使水中余氯被有机物消耗殆尽,所以细菌的总数增加,在这些细菌中有病原菌,也有对管道起腐蚀作用的细菌。这些各种各样的细菌,有的严重影响水质,有的则加剧了管道腐蚀,从而缩短管道的使用寿命。管道锈蚀降低输水能力,企业能耗增高。管道内结垢腐蚀沉积环 的逐年加厚,不仅影响供水水质,还严重影响原有管道的过水断面,降低输水能力,也使管道阻力增大,而造成供水压力下降。为了保证供水服务的水压,必须采用高扬程水泵来加大水压,这不仅浪费电能,也会增大漏失水量。例如有约为 1 米 DN200 的管道使用 10 年后就可能产生 1.5 公斤的铁锈。因此,清除管道锈蚀,并防止其再生锈,不仅能提高输水能力,更可提高供水水质,改善工作面用水状况。
具有关报道，供水管路的管材腐蚀程度会影响生物膜的再生并最终影响下游的水质。从腐蚀的机理角度看，金属表面存在着电化学腐蚀，管壁生物膜上的各种微生物、细菌附着在管壁上，从水中吸取养分，不断地繁殖。许多微生物的新陈代谢产物对水中的悬浮物能起到粘结作用而形成粘泥，而微生物的死亡脱落更致使粘泥生产，造成水质恶化，严重时可引起管路的堵塞。这些微生物对金属表面固化及分解，形成微电池，起着阴、阳极的去极化作用，更加速了管壁的电化学腐蚀。
以细菌生命活动引起或促使金属材料的腐蚀破坏，称为细菌腐蚀，引起腐蚀钢铁的细菌腐蚀（即生物腐蚀）的主要微生物群类包括硫酸盐还原菌、铁细菌，能产生粘液的腐生菌及其他其他菌群，如硫细菌、酵母菌、霉菌等。硫酸盐还原菌一种腐蚀性很强的厌氧细菌，它常存在于管内壁上，在没有氧气的条件下，在金属管道电化学过程中主要在阴极起极化剂作用，能反硫酸盐还原成硫化物，这样就加快了管道的腐蚀结垢速度。据报道，在铁、硫细菌参与下的腐蚀速度会增大 300～500 倍黏液异养菌群主要是通过菌群的代谢形成黏泥或管垢，为硫酸盐还原菌提供厌氧环境，同时可降低水质或造成管道堵塞。微生物的生长繁殖对水质的危害，除了直接造成细菌学质量的下降，同时也是金属腐蚀结垢产生的诱导原因，并且还会造成浑浊度、色度、有机物污染、亚硝酸盐等理化指标的浓度变化。微生物造成的二次污染主要环节在城市管网末梢，尤其是居住区管网和水箱等。其中煤矿矿井供水管路中主要还存在铁细菌的腐蚀现象。铁细菌的产生的主要原因是水中含有 Fe+和 O2，根据有关资料记载，铁细菌一般生活于含氧少但溶有较多铁质和CO2 的水中，它们将细胞内吸收的亚铁氧化为高铁。从而获得能量。据测算铁细菌每氧化 244gFe+能合成 1g 有机碳（细胞物质），具体反应方程如下：
4Fe+CO3+O2+6H2O 4Fe（OH）3 +4 CO2 +167.5J
上式说明为什么在含有自养铁细菌的水中会发现大量 Fe（OH）3 的沉淀。根据调查分析铁细菌产生的主要条件有以下几个方面：
二、供水管路系统长，维护保养不彻底
现有煤矿设计都在千万吨矿井，井田大，盘区大，供水管路都在万米以上，由于生产紧张无停顿，部分管路中存在有死水现象。此外，在供水管路中缺乏必要的排污阀和排气阀。按要求，煤矿管路每年进行一次除锈。冲洗维护，但由于煤矿往往因生产紧张，造成执行起来往往被简化，管路造成使用未彻底清洗维护，造成铁细菌滋生的条件。
三、管路铁锈较厚
由于煤矿供水管路自投产建成，在生产使用期间未有效进行管路冲刷，由于煤矿在煤炭市场不景气期间，存在间断停产，井下大部分供水管路处于死水状态和管路内水流动缓慢的现象。经测定，有些供水管路结构厚达5-8mm，严重影响了供水管路出水水质。
四、供水管路内出现大量空气
由于供水管路在使用过程，经常出现阀门更换、关停，管路及法兰垫维护和拆除的工作，造成部分空管管路进入少许空气，为铁细菌滋生形成条件。
五、供水管路压力不均，流速变化
由于煤矿加压泵泵房设计在井下，由于停电及水泵检修，在切换加压泵过程，易造成管路流量变化和压力变化，在维修阀门和管路过程，管路重新注水，造成管路流量变化。压力的变化使溶于水中的空气不断地增多，这种析出和溶解的反复出现对铁的氧化也是提别强烈的。
六、供水管路腐蚀处理及预防措施
对于供水管路以大量结垢的管路，由于井下条件限制，无法彻底消除管路中的铁细菌，需要对供水管路整体升井更换，在地面采用喷砂除锈的方法，消除管壁结垢，重新使用。制定供水管路清洗计划，使用一定年限的管路必须更换，防止多年管路积垢未处理，对整个供水系统水质造成影响，经对现场及管路现用情况了解:对煤矿部分腐蚀严重的供水主管线进行翻新,是改善煤矿井下供水的一条可用途径。
对供水管路有压力影响的加压泵启停和管路阀门更换，对使用双加压泵的切换过程必须先起备用泵，再停使用泵，尽量保证管路流量稳定，避免流量突小突大的现象。检修阀门及管路，在重新注水过程，要小开阀门，当管路注满水后，在全部开启闸阀，避免急开急关阀门，造成管路流量变化。
煤矿制定确实可行供水管路冲洗计划，在供水管路的末端装设排污阀和排气阀，做到定期对主供水管路进行放水冲洗，冲洗管路中的沉淀物与铁锈菌排泄物，并留与记录，并对水质进行化验。对井下不流动的供水管路，彻底放清管路积水，不为铁细菌滋生形成条件。
联系矿山设计单位，为煤矿井下加压泵房设计安装供水反渗透过滤装置，解决老空水中存在铁质的现象，从水源源头控制水质，防止铁细菌在供水管路中二次滋生。
参考文献：
[1]戴福才.在供水系统中出现铁细菌情况介绍 铁道标准设计通讯 1986
[2]米成功.浅谈供水管路铁细菌的产生及危害 铁道劳动卫生安全与环保
[3]刘峰.给水管道细菌腐蚀机理 化学工程师
