西北高強(qiáng)度采煤區(qū)保水采煤研究現(xiàn)狀

高學(xué)良

【摘 ?要】保水采煤的基本思想是在1990年后形成的，保水采煤技術(shù)合格有兩個檢驗指標(biāo)，沒有造成泉水干涸和大幅度減流、植被生長未受到大的影響?，F(xiàn)階段，保水采煤技術(shù)成為我國西北地區(qū)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的研究熱點。對于煤炭行業(yè)而言，煤炭的開采與煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，合理、有效、安全的開采也是行業(yè)未來的發(fā)展方向。本文通過概括高強(qiáng)度采煤的危害和西北高強(qiáng)度采煤區(qū)保水采煤技術(shù)存在的問題，提出相關(guān)對策解決保水采煤出現(xiàn)的問題。

【關(guān)鍵詞】保水采煤技術(shù);西北地區(qū);高強(qiáng)度采煤;研究現(xiàn)狀

前言

當(dāng)前，煤炭行業(yè)的各個環(huán)節(jié)與流程都面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。比如煤炭開采環(huán)節(jié)，目前還存在因規(guī)劃不精準(zhǔn)而導(dǎo)致的資源浪費和生態(tài)破壞，煤炭安全事故也是時有發(fā)生[1]。針對這一特點，保水采煤技術(shù)開始得到較多關(guān)注，保水開采的目標(biāo)是在防治采場突水的同時，對水資源進(jìn)行有意識的保護(hù)，使煤炭開采對礦區(qū)水文環(huán)境的擾動量小于區(qū)域水文環(huán)境容量[2]。如何確保礦區(qū)地下水位劇烈變化的同時，地質(zhì)和地表的環(huán)境未發(fā)生破壞性的變化，是煤炭行業(yè)應(yīng)該思考的問題。

（一）高強(qiáng)度采煤的危害

1. 植被破壞

要想采地下的煤，必須把地表的樹木和草清理掉。樹木和草等植被的作用是保持水土不流失，從而提高水土保持能力，減少土地荒漠化，物種多樣性。煤炭開采需要大量的木材，開采一萬噸煤炭平均消耗150立方米左右的木材。全市僅煤炭開采業(yè)一年需消耗木材約10萬立方米，木材的供不應(yīng)求迫使煤礦行業(yè)多渠道收購木材，從客觀上講，助長了濫砍濫伐，導(dǎo)致了育伐比例失調(diào)[3]。同時地下水位下降，地表含水層含水量減少，使植被生長受到影響。

2. 空氣污染

采煤的流程是采煤機(jī)割煤，刮板機(jī)往外運，液壓支架支護(hù)放頂，破碎機(jī)破碎煤，轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載到皮帶上，最后通過皮帶運到地面。這一系列的過程都建立在使用機(jī)器的基礎(chǔ)上，煤中有大量的粉塵，煤炭有相當(dāng)一部分靠汽車運輸，撒漏現(xiàn)象非常嚴(yán)重，大量煤炭流失，使街道煤塵飛揚，造成空氣污染[4]。人的生命和空氣的健康息息相關(guān)，因此要對空氣的質(zhì)量重視起來，如果不及時采取控制空氣污染的措施，人們的健康將受到嚴(yán)重威脅。

3. 地面水受到污染

礦井廢水中懸浮物等污染物濃度較高，特別是流經(jīng)含硫鐵礦煤層的礦井水，酸性很大，不僅具有腐蝕作用，還污染水資源，據(jù)西北地區(qū)某一的礦井廢水抽樣檢測，其懸浮物濃度平均值為290mg/L，平均化學(xué)耗氧量濃度值為527mg/L，硫酸根離子濃度高達(dá)2500mg/L，最低PH值僅為2.8。這類礦井廢水如不經(jīng)處理就外排，將嚴(yán)重污染地面水體，淤塞河道和農(nóng)田渠道，造成土壤板結(jié)，對農(nóng)作物影響很大，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞將無法彌補(bǔ)。

（二）西北高強(qiáng)度采煤區(qū)保水采煤存在的問題

1. 地質(zhì)條件勘測識別

西部礦區(qū)因為特殊的自然條件，比其他地區(qū)更依賴地下水，而地下水的植被在煤層開采過程中會約束受保護(hù)含水層富水性精準(zhǔn)識別，還會影響隔水層隔水性空間變異精準(zhǔn)識別。如果不及時采取有效措施，加強(qiáng)地質(zhì)條件勘測識別的精準(zhǔn)度，會影響煤炭開采的進(jìn)度，同時還可能因為識別不精確，導(dǎo)致煤炭的過度開采，影響生態(tài)環(huán)境的平衡。

2. 生態(tài)重構(gòu)與修復(fù)

高強(qiáng)度采煤區(qū)會出現(xiàn)強(qiáng)度開采和重復(fù)開采的現(xiàn)象，在此條件下，會導(dǎo)致導(dǎo)水裂隙帶的高度探測和預(yù)測方法受到影響。沒開采一處礦區(qū)，生態(tài)環(huán)境都會受到或多或少的破壞，礦山開采沒有規(guī)范的生態(tài)損害檢測與評價;對于過分開采的礦區(qū)，礦山土地復(fù)墾問題得不到有效落實;生態(tài)重建技術(shù)和生態(tài)修復(fù)策略還需完善，高強(qiáng)度開采區(qū)的生態(tài)還得不到保障。

3. 水與生態(tài)約束條件

由于植被對地下水依賴性識別與量化沒有固定標(biāo)準(zhǔn)，也沒有精確的儀器進(jìn)行識別與量化，因此地下水與地下植被種類無法被識別。無法維系生態(tài)安全的水位閾值，植被對水位驟降的響應(yīng)也沒有落實。另外沒有構(gòu)建生態(tài)環(huán)境損害檢測體系，高強(qiáng)度開采和重復(fù)開采條件下巖層控制及礦山生態(tài)環(huán)境機(jī)制受到影響。

（三）解決保水采煤技術(shù)問題的相關(guān)對策

1. 加強(qiáng)地質(zhì)條件勘測識別的精準(zhǔn)度

開采煤炭前要對此項開采工程進(jìn)行可行性分析，地質(zhì)條件勘測識別和量化就是其中一項重要指標(biāo)。只有保證地質(zhì)條件勘測識別的精確度，才能使開采的程度、開采措施合理，為煤礦的順利開采奠定基礎(chǔ)。

2. 完善開采后的生態(tài)修復(fù)策略

對部分廢棄外排的廢水進(jìn)行治理。部分煤礦雖然停止了采煤，但仍有礦井廢水外排。主要是部分煤礦的采煤巷道間接相通，礦井廢水全部從標(biāo)高最低的井口外排，并將原有老巷道巖石斷層和風(fēng)化層中硫鐵礦中的鐵離子等浸取出來，導(dǎo)致廢水中鐵離子和硫酸根離子的濃度很高，嚴(yán)重污染水體環(huán)境。所以，對部分廢棄礦井外排的廢水必須進(jìn)行治理，修建沉淀池，井投加石灰等藥劑，經(jīng)中和、反應(yīng)、沉淀處理后，再達(dá)標(biāo)外排。政府部門也要加強(qiáng)監(jiān)督，對違反規(guī)定的礦區(qū)采取懲罰措施。

3. 慎重高強(qiáng)度開采和重復(fù)開采

對于高強(qiáng)度采煤區(qū)，每一次開采都要進(jìn)行精密的分析，切勿出現(xiàn)過度開采影響生態(tài)平衡，慎重高強(qiáng)度開采和重復(fù)開采。實施封山育林，采取植草、人工造林和疏林補(bǔ)方式，提高地表涵養(yǎng)水源、保持水土的能力。

結(jié)語

綜上所述，通過各個部門的不斷努力，保水采煤技術(shù)得到了很大的發(fā)展，也取得了提出生態(tài)水位概念、深入研究了含水層分布及生態(tài)價值等重要成就。本文概括了在地質(zhì)條件勘測識別、生態(tài)重構(gòu)與修復(fù)、水與生態(tài)約束條件方面存在的問題，提出加強(qiáng)地質(zhì)條件勘測識別的精準(zhǔn)度、完善開采后的生態(tài)修復(fù)策略、慎重高強(qiáng)度開采和重復(fù)開采三個相關(guān)對策。為煤炭行業(yè)提供新的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]段中會，李楚源.水體下保水采煤理論分析及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].煤炭科技，2019，40（02）：4-5+15.

[2]范立民.“保水采煤的理論與實踐”專輯特約主編致讀者[J].煤炭學(xué)報，2019，44（03）：665-666.

[3]范立民.保水采煤面臨的科學(xué)問題[J].煤炭學(xué)報，2019，44（03）：667-674.

[4]侯恩科，車曉陽，馮潔等.榆神府礦區(qū)含水層富水特征及保水采煤途徑[J].煤炭學(xué)報，2019，44（03）：813-820.

[5]孫魁，范立民，夏玉成等.基于保水采煤理念的地質(zhì)環(huán)境承載力研究[J].煤炭學(xué)報，2019，44（03）：831-840.

[6]范立民.西北高強(qiáng)度采煤區(qū)保水采煤研究現(xiàn)狀[J].中國煤炭地質(zhì)，2017，29（03）：44-49.

（作者單位：山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)毛則渠煤炭有限公司）