煤礦開采對環(huán)境的影響及煤礦廢水資源化研究

龔格多　張哲銘　戴子昂　于宇鑫

摘 要：近些年，煤礦開采造成的環(huán)境破壞越來越嚴重。將A煤礦開采所帶來的環(huán)境污染作為研究對象，分析研究了煤礦開采對大氣環(huán)境和水資源造成的影響，排放廢水的特征、分類及處理，并結合煤礦的實際情況，對改善煤礦區(qū)域環(huán)境的對策進行了分析和研究，提出廢水資源化利用的措施。煤礦廢水的充分回收利用，可以實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境三方面效益的結合和統(tǒng)一，為構建礦區(qū)良性環(huán)境循環(huán)及可持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展提供理論依據(jù)和技術保障。

關鍵詞：煤礦; 經(jīng)濟發(fā)展; 環(huán)境污染; 廢水資源化

煤炭作為國家的一種重要能源，在工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展變革中所發(fā)揮的作用十分重要。煤礦開采過程比較復雜，要經(jīng)過多道開采工序，要采用多種關鍵的施工方法，如果在采煤施工中操作不當，極易給周邊環(huán)境帶來影響。因此，加強對開采工藝、技術及施工方法的研究，減少因煤礦開采對環(huán)境造成的影響是實現(xiàn)綠色開采、確保經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措，相關人員需加以重視。本文以A煤礦開采過程中對環(huán)境造成的影響為例進行研究，并提出相應的對策。

1 煤礦開采對環(huán)境的影響

1.1 對大氣環(huán)境造成的影響

A煤礦的開采過程對大氣造成的污染十分嚴重，主要體現(xiàn)在兩方面，即瓦斯排放和粉塵。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，一年之中該煤礦開采所帶來的瓦斯排放量達到5.1×104～7.0×104m3。瓦斯是煤礦生產(chǎn)中巨大的安全隱患之一，它會給煤礦開采埋下極大的安全隱患，同時進入大氣中的瓦斯還會對臭氧層造成一定的破壞，導致大氣被污染。煤礦生產(chǎn)中的破碎環(huán)節(jié)會產(chǎn)生粉塵，粉塵也是引發(fā)大氣污染的一個重要因素;同時，部分煤矸石堆存會產(chǎn)生粉塵，煤矸石自燃會產(chǎn)生煙塵及SO2，這些產(chǎn)物還會導致霧霾的發(fā)生。

1.2 對水資源造成的影響

1.2.1 煤礦開采對地表水造成的影響

煤礦開采對地表水造成的影響較為明顯，一般情況下，礦坑周邊的裂隙水會排進河道，當開采深度變大時，采空區(qū)隨之增大，導致裂隙水流進礦坑，從而改變了原有地下水的動態(tài)平衡。這樣，地表水與大氣降水就會加速轉化成地下水。

1.2.2 煤礦開采對土壤水造成的影響

勘查發(fā)現(xiàn)，該煤礦開采會造成部分土壤水流失，其原因主要是煤礦開采會導致礦區(qū)地下含水層及土壤原有結構發(fā)生變化，對地表水和地下水的循環(huán)造成影響。土壤中水的含量降低會導致土壤的熱容量下降，土壤調節(jié)環(huán)境溫度的能力有所改變，表現(xiàn)在礦區(qū)就是區(qū)域氣溫大幅度升降，礦區(qū)原有生態(tài)系統(tǒng)所具備的自然調節(jié)功能減弱，從而對區(qū)域植物的自然生長造成影響。

1.2.3 煤礦開采對地下水造成的影響

由于采放頂及放炮等施工作業(yè)的影響，煤層頂板出現(xiàn)破碎及塌陷，導致采空區(qū)發(fā)生結構性斷裂，使地下水相互溝通，水位下降，水存量降低。地下水流向礦坑，形成降落性漏斗。這時，若采空區(qū)不斷擴大，漏斗滲透能力逐漸增強，受水流作用的影響，巖石極易出現(xiàn)變形及裂斷，從而可能引發(fā)一系列地質災害。

2 排放廢水污染土地資源

該煤礦的開采對土地資源的影響主要表現(xiàn)在兩方面，即排放的污水污染土地、降低土壤肥力。煤礦采空區(qū)的形成會使地面出現(xiàn)較大范圍的沉降或塌陷，該礦每采1 t煤，所引發(fā)的沉陷面積大約為0.21 m2。此外，煤礦開采時會產(chǎn)生較多的煤矸石，該煤礦屬于大中型規(guī)模的矸石山，據(jù)統(tǒng)計，矸石總堆放量達到1.0×105t，占土地面積3 500 m2。由此可見，煤礦開采所造成的矸石堆積污染非常嚴重，在污染土地的同時減少了耕地的有效面積。

2.1 排放廢水的特征

排放的廢水會對地表水及土壤造成破壞，影響魚卵及幼蟲的生長發(fā)育，導致魚類回避遷移，甚至死亡;大大增強了水體中重金屬與無機物的毒性，毒害藻類及真菌，影響浮游生物的正常生長，造成水生物種類和種群量日漸減少;排放的廢水會下滲污染地下水體，危害礦工的身體健康，同時還會腐蝕礦井中的管道及其他設備。

2.2 廢水的分類及處理

a）清潔廢水。清潔廢水一般來源于部分老窯積水、裂隙砂巖水等。這類礦井存儲的廢水不含有害金屬，無毒，p H呈中性，濁度低，水質好，基本可以達到生活用水標準，而且還含有許多微量有益元素。使用獨立布置的專用輸水管道輸送，并進行相應的消毒后，這部分水可作為生活用水。b）懸浮物廢水。高含量懸浮物廢水除含細菌和懸浮物以外，其他化學、物理指標都能夠達到國家飲用水標準。c）高礦化廢水。高礦化廢水是指固體溶解度為100 mg/L的廢水，含有很多細菌、懸浮物，化學、物理指標達不到生活用水標準。d）酸性廢水。酸性廢水是指p H值低于6的廢水，酸性廢水中含有較高濃度的重金屬離子。酸性廢水的無害化處理一般采用中和化學法。e）含放射性元素及微量元素的廢水。這類廢水一般是指含Mn、Fe、氟水以及一些離子，例如Pb、Zn、Cu，并含有放射性元素的廢水。該類廢水的無害化處理需要專業(yè)設備及人員進行。

3 煤礦開采影響環(huán)境的對策

3.1 積極應用新的技術

a）降低5 m以下煤層厚度放頂煤混入的矸石量。實際中，可應用分層開采技術作業(yè)，這樣能夠減少煤炭中矸石的含量，也可在煤層回采過程中減少矸石的含量。b）應用長距離獨頭掘進巷道通風和安全技術。防止開采過程中發(fā)生自燃，通風、巷道掘進過程中出現(xiàn)諸多問題，從而保證煤礦開采工作能夠順利進行。c）應用地下煤炭氣化技術對地下煤炭進行氣化處理，將地下煤炭由固態(tài)轉化成氣態(tài)（煤氣），再經(jīng)凈化和分離等相關處理，將煤氣由煤氣管道輸送至用戶。

3.2 減少粉塵和廢氣的排放

將煤礦開采過程中產(chǎn)生的粉塵和廢氣排放于大氣中，會對人們的生活環(huán)境造成很大的影響，因此，一定要減少粉塵和廢氣的排放。在開采煤礦前，要先預抽井下的瓦斯，從而確保后續(xù)開采的安全性，并且減少后續(xù)開采作業(yè)中廢氣的排放。采用噴霧、聲波水霧化等方法可以減少粉塵，也可采用小型掘進機和采煤機進行施工作業(yè)，減少有害氣體的產(chǎn)生。另外，對采空區(qū)灌漿和注氮，可減少CO的產(chǎn)生。

4 結語

煤炭是中國的重要能源，目前它在中國的經(jīng)濟建設中是無法取代的。但煤礦開采會對環(huán)境造成一定程度的污染，例如污染水源、污染土地、污染大氣等，這會對人民的生活造成很大的負面影響。因此，一定要采取相應的措施進行處理。各相關機構必須加以重視，應用新技術減少或控制污染，進而推進國家環(huán)境得以改善和經(jīng)濟持續(xù)不斷地發(fā)展。

參考文獻

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