煤礦開采對(duì)環(huán)境的影響分析及控制策略研究

王柱軍

中平能化集團(tuán)天煜光電有限公司，河南 平頂山 467000

在我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭是主要的能源，2008年，我國的煤炭消費(fèi)量就達(dá)到占能源消費(fèi)總量的68.7%以上，總銷量達(dá)到27.4億t，這一比例已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均水平。煤礦產(chǎn)業(yè)在為全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也留下了許多對(duì)環(huán)境地質(zhì)危害的因素。我國每年因采煤引起的水資源枯竭，地表塌陷、裂縫，山體滑坡、泥石流，地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害仍呈現(xiàn)擴(kuò)張的趨勢(shì)，這對(duì)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定起到了嚴(yán)重的制約作用。

1 煤礦開采對(duì)環(huán)境的影響

1.1 生態(tài)影響

煤礦開采項(xiàng)目可引發(fā)地下水漏失，地下水漏失又會(huì)造成采煤層沉陷，采煤層沉陷對(duì)自然植被和農(nóng)作物又產(chǎn)生了不利影響，植被和農(nóng)作物的缺失進(jìn)一步引起地下水漏失，并進(jìn)一步造成泥石流、滑坡、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害，以此惡性循環(huán)，建筑物破壞導(dǎo)致居民不得不進(jìn)行搬遷，造成不利的社會(huì)影響。

1.2 土地資源的影響

煤礦開采對(duì)土地資源的直接破壞主要從以下3個(gè)方面來體現(xiàn)：首先是煤矸石等一些固體廢棄物，包括露天礦剝離土石、洗選煤矸石、采煤排矸、井下開采掘出的廢石以及其他生產(chǎn)生活垃圾，這些煤礦開采所產(chǎn)生的廢棄物在地面上大量堆積，侵占并污染土地資源；其次就是由于采用井工方法開采地下煤層，形成采空區(qū)地裂縫、地表塌陷等；最后由于露天采礦改變了巖土的結(jié)構(gòu)和分布，大量剝離表土的同時(shí)危害植被，對(duì)原有的地表生態(tài)系統(tǒng)造成了極大破壞，植被破壞必然導(dǎo)致土地資源喪失，水土流失加?。怀酥?，由采煤所造成的地表徑流減少或干涸、地下水漏失極大的降低了土地的質(zhì)量，土地不能聚存水分，土地一直呈現(xiàn)旱地的形式。

1.3 采場(chǎng)環(huán)境的影響

長(zhǎng)期的煤礦開采對(duì)于采場(chǎng)環(huán)境也產(chǎn)生了極大的破壞，最主要的表現(xiàn)就是礦井突水。由于礦井突水具有規(guī)模大，突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)采場(chǎng)環(huán)境往往造成嚴(yán)重的破壞，因此它已成為我國煤礦開采中面臨的最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。并且隨著我國礦井生產(chǎn)向底層和深部發(fā)展，礦山水災(zāi)事故將會(huì)越來越嚴(yán)重。煤層下伏含水層水、煤層上覆含水層水、地表水以及老空區(qū)和老窯區(qū)積水是我國煤礦開采過程中礦井突水事故的主要來源。在進(jìn)行采煤活動(dòng)時(shí)，當(dāng)煤層埋藏淺時(shí)，常常會(huì)引起采煤層塌陷到達(dá)水體底部，這樣地表水就會(huì)進(jìn)入礦井形成突水；還有可能暴雨、洪水位超過河流的最高洪水位線以下時(shí)，洪水灌井，造成礦井突水事故。礦井突水事故中，水量大小與補(bǔ)給條件、裂隙發(fā)育程度、含水層的埋藏深度等因素有關(guān)。并且礦山突水一旦發(fā)生，將很難治理，因此礦山開采過程中含水層的水位高于煤層時(shí)，應(yīng)采取帶壓開采的方式進(jìn)行。

1.4 水資源的影響

煤礦開采對(duì)水資源的影響主要表現(xiàn)在對(duì)地表水及地下水的影響。首先是對(duì)地表水的影響。地表水環(huán)境影響主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。一是從資源綜合利用和的礦井水處理利用率、途徑方面進(jìn)行分析，保持項(xiàng)目相應(yīng)指標(biāo)與國家相關(guān)環(huán)保政策相符合，提出具體的礦井水綜合利用方案，提高可操作性；二是從水質(zhì)角度分析污水處理措施的可行性，分析污水外排對(duì)地表水體的環(huán)境影響；最后論證防水煤柱留設(shè)的合理性；從水量角度評(píng)價(jià)采煤對(duì)地表水體水量的影響。其次是對(duì)地下水環(huán)境的影響。一般煤礦開采過程中，對(duì)掘井過程出現(xiàn)的少量井下涌水，采取處理后再排放或回用。但是往往由于煤炭開采對(duì)井田評(píng)價(jià)范圍巨大的影響，可能導(dǎo)致井泉流量減小，甚至干涸。

2 控制煤礦開采對(duì)環(huán)境影響的策略

2.1 對(duì)地表沉陷影響采取的措施

當(dāng)土地由于地表沉陷帶來一系列惡劣的影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)宜耕則耕、適林則林、因地制宜的方式對(duì)土地進(jìn)行恢復(fù)建設(shè)。采取經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償與生態(tài)重置相結(jié)合的土地整治方案，務(wù)必要對(duì)采區(qū)邊界及井田內(nèi)較大的村莊、井田內(nèi)的河流、煤層露頭、井田邊界等留設(shè)進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)井田范圍內(nèi)的斷層兩側(cè)的煤柱。根據(jù)村莊受地表沉陷程度、村莊人口多少和村莊分布特征對(duì)受影響的村莊采取搬遷、修復(fù)、加固等措施。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害影響的防護(hù)

煤礦開采對(duì)地質(zhì)最重要的影響就是能誘發(fā)巖體崩塌和滑坡。因此，在煤礦開采工作進(jìn)行之前，應(yīng)事先對(duì)采區(qū)中滑坡上的居民進(jìn)行提前搬遷安置工作；在事先對(duì)滑坡體的巖石移動(dòng)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，采取周圍設(shè)排水溝、植物護(hù)坡等綜合治理手段，同時(shí)還要在滑坡體前緣采取擋土墻、打防滑樁等工程措施；應(yīng)提前做好應(yīng)急預(yù)案來應(yīng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生；災(zāi)害發(fā)生后，對(duì)受損的植被和農(nóng)田及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)。這里主要介紹一種充填復(fù)墾法，這是最常用的一種地質(zhì)災(zāi)害恢復(fù)工作。這種方法是利用礦區(qū)附近的露天礦剝離物、粉煤灰、煤矸石、尾礦等可供利用的充填材料充填采空塌陷，起到對(duì)塌陷的土地進(jìn)行恢復(fù)。具體方法是，先將塌陷區(qū)表土剝離另放，然后再用煤矸石、尾礦進(jìn)行填埋，最后充填煤矸石、尾礦至目標(biāo)標(biāo)高以下0.5m處，再填埋表土直到達(dá)到原標(biāo)高，這樣既可以保持原來的土質(zhì)和肥力，使地形得以復(fù)原，又減少了因堆積煤矸石、尾礦而占用的土地，減少了塌陷即廢石對(duì)環(huán)境的污染。

對(duì)于滑坡的治理方法主要是采取疏排地表、地下水、加固邊坡、錨固、改變滑體外型及支擋等措施以防治滑坡，但對(duì)于一些極其危險(xiǎn)的滑體不能起到防范作用，因此永久性地改變邊坡巖體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)是保持邊坡穩(wěn)定性的最簡(jiǎn)便方法。

2.3 水資源影響的防護(hù)

在井田內(nèi)河流兩側(cè)和斷層預(yù)留防水煤柱是防護(hù)煤礦開采對(duì)水資源影響的最有利措施。在采取具體防護(hù)方案時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)留設(shè)保護(hù)煤柱，保護(hù)煤柱內(nèi)的井泉，避免突水外排引起的環(huán)境污染事故，禁止周邊小煤礦超界開采等。由于煤礦開采對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳?、生產(chǎn)用水造成了很大的影響，因此必須事先制定供水預(yù)案，由煤礦企業(yè)設(shè)水管線提供關(guān)鍵時(shí)刻供水，保證居民的用水需求。為防止污染淺層地下水，煤礦企業(yè)還應(yīng)在矸石場(chǎng)區(qū)和工業(yè)場(chǎng)區(qū)設(shè)立永久觀測(cè)孔，時(shí)時(shí)刻刻能對(duì)地下水質(zhì)和水位有了解，保證能在第一時(shí)間得知危害的發(fā)生，使帶來的危害降到最低。目前我國應(yīng)用最廣泛的防護(hù)措施就是采取在井田內(nèi)和井田邊界斷層兩側(cè)設(shè)保護(hù)煤柱，或者在河下設(shè)保水煤柱，采用沉淀、混凝等工藝處理技術(shù)，使得礦井涌出水達(dá)到煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，這一方面減少對(duì)河流補(bǔ)給水量的影響，另一方面也極大的減少了對(duì)泉水的影響，

2.4 環(huán)境空氣影響的防治措施

煤礦開采過程中對(duì)空氣的影響主要分為兩個(gè)時(shí)期。首先是在建設(shè)期，這時(shí)候的污染物主要為運(yùn)輸車輛產(chǎn)生的揚(yáng)塵和尾氣、混凝土攪拌站產(chǎn)生的少量粉塵、建筑材料現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)及堆放揚(yáng)塵、地表揚(yáng)塵、土方的挖掘和堆放揚(yáng)塵等，為了減少這個(gè)廢棄物的排放，施工營地應(yīng)盡量采取電等清潔能源或液化氣作燃料；其次還可以在運(yùn)輸車輛覆蓋篷布，盡量降低裝卸高度并要對(duì)散落物及時(shí)清除防止由于風(fēng)力等作用造成這些廢棄物的傳播；在施工區(qū)域設(shè)灑水設(shè)施、對(duì)運(yùn)輸車輛及時(shí)進(jìn)行清洗、混凝土攪拌盡量設(shè)置在下風(fēng)口、建立材料庫房堆存等，這些對(duì)于煤礦開采對(duì)空氣的影響起到了很好的抑制作用。其次就是煤礦對(duì)于生產(chǎn)期的環(huán)境影響。在煤礦開采現(xiàn)場(chǎng)，空氣的評(píng)價(jià)主要來自于運(yùn)營期燃煤鍋爐的環(huán)境影響和施工期揚(yáng)塵的影響以及對(duì)高瓦斯礦井綜合利用的影響。因此，煤礦開采企業(yè)應(yīng)充分利用防治設(shè)施，保持礦井的同步投產(chǎn)使用。

3 結(jié)論

綜上所述，通過將針對(duì)性的環(huán)保措施應(yīng)用到煤炭開采的過程中，可最大限度的減小煤炭開采對(duì)環(huán)境的影響，從而在保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)提高環(huán)境生態(tài)效益，保證二者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。要強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)督管理，遏制污染事故的發(fā)生。此外，還應(yīng)通過增加安全防護(hù)裝置，增加設(shè)備安全防護(hù)設(shè)施的投入來對(duì)煤礦開采工具進(jìn)行整改；加強(qiáng)崗位職工的環(huán)境保護(hù)教育，提高環(huán)保意識(shí)，促進(jìn)綠色生產(chǎn)，保證煤礦開采工作的安全有序、高效節(jié)能的進(jìn)行，為煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？傊?，既要重視經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，又要將環(huán)境意識(shí)運(yùn)用到管理中，從而實(shí)現(xiàn)人與物的結(jié)合、理論與實(shí)踐的協(xié)調(diào)，達(dá)到煤礦開采的可持續(xù)發(fā)展。

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