煤礦開采誘發(fā)環(huán)境問題及其治理

劉君洋

摘 要：為了能夠較好地對煤礦開采誘發(fā)的環(huán)境問題進行治理，實行綠色開采，本文首先對煤礦開采引發(fā)的環(huán)境問題現(xiàn)狀進行分析，詳細闡述了煤炭綠色開采技術(shù)體系，針對開采誘發(fā)的環(huán)境問題，對廢舊矸石山、廢水、煤塵等環(huán)境問題的解決進行分析，對超化煤礦解決采選及使用所帶來的環(huán)境污染問題具有重要意義。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；環(huán)境；綠色開采；治理

在大規(guī)模煤炭開采時期，煤礦開采時沒有充分考慮到環(huán)境的承載能力，出現(xiàn)了很多環(huán)境問題。有關(guān)資料表明：煤礦開采而帶來的土地破壞就達50萬hm?，且每年新增塌陷面積約為2.4～2.6萬hm?；每年采放廢水達25億噸；煤層瓦斯抽放每年達50～70億m3；我國有237座煤矸石山曾發(fā)生過自燃，目前仍有134座煤矸石在自燃，我國礦山固體廢棄物總積存量約230億噸等等。這些都給礦區(qū)及礦區(qū)周圍居民的生產(chǎn)和生活帶來極大的危害，也帶來一系列的環(huán)境問題，使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，甚至威脅到我們的整個生態(tài)圈。

超化煤礦

鄭州煤電股份有限公司超化煤礦位于河南省新密煤田西南部，行政區(qū)劃主體位于河南省新密市超化鎮(zhèn)申溝村。超化煤礦為煤與瓦斯突出礦井，水文地質(zhì)復雜。礦井技改后采用立斜井開拓，采煤方法為走向長壁綜采放頂煤，主要開采二1煤層。區(qū)內(nèi)地形起伏不平，本區(qū)地貌屬構(gòu)造剝蝕地貌，地貌單元為丘陵。區(qū)內(nèi)基巖裸露平面積約占核實區(qū)總平面面積的10%，其他大部分為第四系松散堆（沉）積物所掩蓋。礦井生產(chǎn)過程中主要存在以下幾種污染環(huán)境的物質(zhì)：鍋爐煙氣、煤塵、污廢水、固體廢棄物、噪聲。

煤炭綠色開采理論

基于此，中國科學院院士宋振騏提出了“綠色礦區(qū)”的發(fā)展理念，指出“資源開采——環(huán)境保護——礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展”的平衡關(guān)系，并提出了一些解決措施。中國工程院院士錢鳴高提出了“煤礦綠色開采技術(shù)”，系統(tǒng)建立了煤礦綠色開采的技術(shù)體系，并在后續(xù)的科研過程中完善綠色開采的理論體系。此外，還有很多有遠見卓識的人就煤炭開采與環(huán)境保護進行了很多卓有成效的研究，取得了很多重要成果，大大改善了煤礦開采對環(huán)境的污染與破壞。

開采誘發(fā)環(huán)境污染的治理

環(huán)境空氣污染的防治措施

鍋爐煙氣凈化措施

根據(jù)供熱需要，在工業(yè)場地設(shè)兩臺6t/h快裝鍋爐，非采暖期一臺鍋爐運行，采暖期兩臺鍋爐同時運行。采暖期鍋爐耗煤量為34.24t/d，出渣量為10.27t/d，非采暖期鍋爐耗煤量為12.84t/d，出渣量為3.85t/d。鍋爐配備有WLXSφ1000型麻石水膜除塵器2臺，除塵效率約93%，鍋爐排煙經(jīng)除塵器凈化后，再由高40m、上口直徑1.0m的煙囪排放，單臺鍋爐的最大煙氣量為20000m3/h。鍋爐排煙經(jīng)除塵器處理后，煙氣在煙囪出口的濃度符合《鍋爐大氣污染物排放標準》之二類區(qū)的要求，甚至達到一類區(qū)的要求。

儲煤場防塵措施

主斜井帶式輸送機提升出地面的煤炭通過帶式輸送機直接運至篩分樓，經(jīng)篩分揀矸后生產(chǎn)出產(chǎn)品可入儲煤場儲存或入火車跨線倉儲存，儲煤場容量約為30000t，火車跨線倉容量約3300t。儲煤場形式為平地儲煤場，采取的防塵措施有：一是加強四周的綠化，二是采用搖臂式噴頭定期進行噴霧灑水除塵，保持作業(yè)場所達GB1629-1996 《大氣污染物綜合排放標準》之新污染源二級標準要求。

污廢水的處理利用

該礦井正常涌水量為1514.7m3/h，最大涌水量為2171.2m3/h。因受開采過程中煤塵污染及人們活動影響，懸浮物、細菌和COD含量較高。前期礦井水處理站建在現(xiàn)有工業(yè)場地，后期建在新建工業(yè)場地。后期礦井排水經(jīng)穿孔旋流反應斜管沉淀池處理，再經(jīng)重力式無閥濾池處理后作為新建工業(yè)場地生產(chǎn)供水水源，多余部分外排。

新建工業(yè)場地生活污水量約為300m3/d，生活污水處理站規(guī)模按30m3/h設(shè)計。生活污水經(jīng)兩臺Q=15m3/h的地埋式一體化生活污水處理設(shè)備處理，再經(jīng)深度處理流入回用水池，供新建工業(yè)場地道路澆灑和綠化用水。生活污水處理工藝流程圖如下：

固體廢棄物包括矸石、爐渣和生活垃圾，其排放量分別為13萬t/a、2175t/a、32t/a。由此可見，煤矸石為固體廢棄物的主要組成部分，占廢棄物總量的98%。根據(jù)總體環(huán)境保護的相關(guān)資料，在改造期、生產(chǎn)前期，矸石設(shè)臨時堆場，充分利用溝坑，填平后進行覆土造田，后期可回填塌陷區(qū)。爐渣可用作改良土壤。對于本區(qū)亞粘土，適當摻以灰渣可促進農(nóng)作物的增產(chǎn)。生活垃圾可采用衛(wèi)生土地填埋。

綠化及水土流失防治措施

工業(yè)場地布置做到按功能分區(qū)，強噪聲源盡量集中并遠離行政福利區(qū)，防止生產(chǎn)對行政福利區(qū)的影響。

結(jié)語

煤炭的粗放開采及使用確實帶來不少環(huán)境問題，這在某種程度上嚴重制約了煤炭工業(yè)的健康發(fā)展，導致煤炭工業(yè)為我國經(jīng)濟做出巨大貢獻的同時沒有受到應有的關(guān)注和贊許，而是飽受指責。這是煤炭采選行業(yè)自身出了問題，沒有發(fā)揮科技進步所帶來的巨大紅利，沒有革新開采技術(shù)與環(huán)境保護技術(shù)，沒有發(fā)揮科技工作者的應有作用，這也是為什么近期我國煤炭形勢下滑的一個關(guān)鍵因素。

（作者單位：鄭州煤電股份有限公司超化煤礦）