煤礦開采對水資源的影響及對策研究

武艷麗 張卓然 李 峰

(1.河南省煤田地質(zhì)局資源環(huán)境調(diào)查中心，河南 鄭州 450002;2.華北水利水電大學 資源與環(huán)境學院，河南 鄭州 450002)

煤炭在我國能源消費和生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的地位，屬于不可再生資源，為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需要就需要對煤炭進行大規(guī)模的開采和利用，從而很容易造成水資源的破壞，造成生態(tài)環(huán)境的惡化。在我國煤炭資源主要分布在西北和華北地區(qū)，在這些地區(qū)水資源比較缺乏，在煤礦開采的過程中對水資源破壞也較為嚴重。水資源與煤礦開采的關系是很緊密的，在煤礦開采時往往疏于對水資源的影響，造成了對生態(tài)環(huán)境和水動態(tài)平衡的影響。

1 煤礦開采對水資源的影響

地下水主要分布于不同的煤層間，水質(zhì)一般符合飲用水的標準，水量較為穩(wěn)定。煤礦在開采的過程中，一般是采取逐層開采，由淺到深進行開采。由于地下水往往分布于煤層間，在煤炭開采的過程中，很容易對地下水造成影響。

1.1 煤礦在開采的過程中對地表水所造成的影響

煤礦在開采的過程中會對地表水造成一定的影響主要表現(xiàn)在地表基流方面。煤礦區(qū)的天然基流主要是靠基巖裂隙水的補給，就近排到河道。煤礦經(jīng)過開采以后，就會形成一些礦坑，這樣就造成礦坑周圍的大部分基巖裂隙水排向了礦坑，不再排向河道，從而造成河道基流減少。隨著采空區(qū)的逐年擴大，基巖裂隙也不斷加深加大，造成地下水向礦坑進行聚集，使地表水與地下水之間的轉(zhuǎn)化加快。有數(shù)據(jù)表明，在開采煤礦較為集中的地區(qū)有些河道已經(jīng)出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象。在一些地方河道水量看著變化不大，主要是由于礦坑水排到了河道，天然基流量并不多，其實主要是礦坑廢水。通過大量事實證明了地表水減少的主要原因是煤炭開采。

1.2 煤礦開采對水質(zhì)所造成的影響

通過煤炭的大量開采使優(yōu)質(zhì)的地下水變成了礦坑水，地下水的循環(huán)規(guī)律被打破。水質(zhì)受煤礦開采的影響主要表現(xiàn)是水質(zhì)受到了有機物的污染。水化學類型一般為硫酸鈣鎂水、重碳酸鈣鎂水、硫酸水、重碳酸鈣水，水的硬度較大。由于河道基流量不是很大，礦坑水進入河道后，河道的自凈能力大大削弱，從而造成河道水質(zhì)越來越差，對下游林草植被生長造成不利影響，對人畜的安全構(gòu)成嚴重的威脅。

1.3 煤礦開采對地下水所造成的影響

在煤礦的開采初期，開采規(guī)模不是很大，煤層還比較淺，即使煤礦礦坑涌水也主要是煤系地層本身，因而水質(zhì)比較好，涌水量比較集中，涌水量也比較小。到了采煤中期，開采量越來越大，相應的采空區(qū)也越來越大，由于放炮震動和回采放頂，很容易造成煤層頂板破碎和塌陷。如果采空區(qū)上層斷裂并且相互溝通，就會出現(xiàn)煤層以上的含水層之間相互滲透，再加上河道中的地表水沿塌陷區(qū)下滲補給，從而造成礦坑涌水量越來越大，水質(zhì)也變得越來越差。相應地不斷擴大的地下水降落漏斗，從而造成地下水的補排條件受到了破壞。礦坑涌水量在這一時期主要來源于地表水的補給和含水層的疏干水量。當形成一定規(guī)模的采空區(qū)時，滲透能力很強的地下降落漏斗也就形成。同時，由于一些原因形成的采煤地層裂縫就不斷延伸，一旦地層的裂縫與地表裂縫相通，地表水就可以滲到地下，這樣就形成了礦坑水。因此，煤礦的大量開采是造成區(qū)域地表水資源減少的重要原因之一。

2 針對煤礦開采對水資源的影響應采取的一些措施

煤礦的開采要認真考慮水資源長期承載能力和水環(huán)境容量，要科學地解決水資源保護問題。

2.1 認真處理好水資源與煤炭資源的關系

水資源是礦區(qū)生活和作業(yè)的非常重要的資源，必須加以重視。因此煤礦在開采過程中，環(huán)保、水利、安全生產(chǎn)監(jiān)管等部門要從保護水資源的角度進行相關工作。

煤礦的開采要保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，走科學發(fā)展的道路，正確處理好水資源和煤炭資源之間的關系。一是認真研究采煤對水資源的影響，對存在的問題進行技術攻關，使煤礦的開采對水資源的影響降到最低。二是統(tǒng)一布局，全面規(guī)劃，對越層越界開采、非法開采、布局不合理、污染嚴重的采礦企業(yè)要加大關停、整治力度。三是煤礦在開采的過程中，要持續(xù)地對水資源的影響進行評價，根據(jù)評價結(jié)果對煤礦布局合理性、采煤方案的可行性進行分析，以達到有效保護水資源的目的。四是在煤礦開采的過程中要嚴格遵守《水資源防治法》、《水法》、《礦產(chǎn)資源法》等法律法規(guī)以及一些相關規(guī)定，采取正確的方法，合理進行開采布局。

2.2 科學合理規(guī)劃煤礦開采

對于煤礦的開采應當堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路，正確處理生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境、煤礦開采之間的和諧發(fā)展。要堅持可持續(xù)發(fā)展的原則，認真做好采礦技術的提高，加大對水資源的保護力度，使開采對水資源的影響降到最低。

2.3 要認真做好煤礦開采對水資源影響的論證制度

水資源和煤炭資源都共存于巖層中，煤礦開采的同時也是對水環(huán)境的開發(fā)，對水資源的開采。在煤礦開采的同時不至于對水資源造成嚴重影響，就必須在煤炭開采項目進行前做好水資源科學論證制度。在對水資源論證時，論證的范圍應當是擴建、改建、新建的煤炭開采項目，論證的內(nèi)容應當包括礦坑排水量、加工和開采取水用量等，對水環(huán)境和水資源影響以及應當采取的防治措施。進行科學論證后還要經(jīng)過有關部門的審批才能辦理相關手續(xù)。

2.4 對水資源進行統(tǒng)一管理

水作為一種環(huán)境要素和自然資源，以水文地質(zhì)單元或流域構(gòu)成一個統(tǒng)一體，地下水與地表水相互轉(zhuǎn)化，灌溉、供水、防洪等各種功能相互關聯(lián)，干支流、左右岸、上下游開發(fā)利用相互影響。鑒于煤炭開采對“三水”轉(zhuǎn)化的影響和水資源的自身規(guī)律，要盡快改變水資源相互扯皮、各自為政、分割管理的管理體制，上至每個河流流域的地下水與地表水，農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)用水，巖溶水與其他地下水;下至每個巖溶水系統(tǒng)的水源地的開采量、開采的層位、分布、水井的深度及井距，對礦山排水的排水量和層位，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水的分配，地下水的增補和調(diào)配等進行嚴格統(tǒng)一管理，統(tǒng)一科學規(guī)劃。做好工業(yè)污水、礦井水的處理回收利用工作。

2.5 對于保護水資源的新技術要積極地進行推廣運用

在國內(nèi)外通過大量的實踐證明注漿堵水法是一種非常有效的治水方法。注漿堵水法就是利用具有一定濃度和壓力的漿液(例如化學漿、水泥漿、土泥漿)，通過一定措施注入開采破壞影響帶，形成地下帷幕，從而達到保護地下水的目的。這種措施能夠很好地保護地下水資源，還能夠很大程度上減少用于礦坑排水工程設備投資。注漿堵水法非常適合于開采深度不深，地下含水系統(tǒng)的規(guī)模比較大的礦區(qū)。

2.6 對礦坑水進行科學合理的利用，防止水資源遭到污染

很多礦區(qū)都存在水資源不足的問題，很有必要加強對礦坑水的綜合利用力度。礦坑水的利用可以做好兩個方面:一是利用水質(zhì)較好的礦坑水解決農(nóng)村生活用水和礦職工用水，對水澆地進行適度的發(fā)展。二是洗煤焦化廠可以利用礦坑水，達到重復利用的目的，盡可能地去提高礦坑水的復用率。對山區(qū)地形條件要盡可能地去充分利用，結(jié)合煤礦分布特點，在煤礦附近科學修筑谷坊壩，把矸石堆放一定高度上覆種植土。

3 結(jié)語

煤礦開采是人們的一種重要活動，慢慢地影響著生態(tài)環(huán)境，其中對水資源的影響最大。淡水資源是人類發(fā)展和一切活動的基礎，是一種不可再生資源。因此在煤礦開采的同時要做好水資源的保護，對引起的水環(huán)境的問題要進行積極地預防和必要的治理，應積極采取工程、經(jīng)濟、法律等綜合措施，達到減災、防災的目的，積極運行先進的污水處理技術和開采技術避免水資源遭到破壞。煤礦的長期開采，對水環(huán)境、水資源已經(jīng)造成了嚴重的影響，導致了水環(huán)境的不斷惡化，水資源的不斷衰減。如何處理好煤礦開采與水資源的矛盾，將是一個長期需要解決的問題。

[1]王河霞.煤礦開采對水資源的影響分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010，20(23).

[2]屠世浩，陳宜先.煤礦開采對環(huán)境的影響極其對策研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2003，23(4).

[3]楊俊軍.煤礦開采對水資源的影響及對策探討[J].山西水土保持科技，2010(2).