淺談煤炭開采對礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的影響

胡榮濤

（福建省華廈能源設計研究院有限公司，福建 福州 350001）

1 煤礦開采對礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

1.1 煤礦開采對土地資源的影響

煤炭的開采主要分為露天開采和地下開采兩種，無論是地下開采還是露天開采，都需要剝離地表土層，改變原有土地結構，都將對礦區(qū)地表植被造成破壞，影響礦區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境平衡。

福建地區(qū)的煤炭礦山主要為地下開采，對于礦區(qū)地下巖土而言，在開采過程中采取疏水降壓措施，使得巖體孔隙間水體支撐作用力消失或者不同程度減少，從而誘發(fā)巖土松動。當煤層采空后，采空區(qū)圍巖應力場發(fā)生改變，有可能誘發(fā)采空區(qū)上覆巖層下沉，從而引起地面沉陷。此外，礦山工業(yè)場地與生活區(qū)的建設和井工開采后煤矸石山對土地的壓占和污染等均不同程度地對礦區(qū)周邊土地資源產生一定的影響。據悉，福建省永安煤業(yè)有限公司仙亭煤礦礦區(qū)面積為3.0593km2，僅排矸場占地面積約達5.55hm2，其對地表植被的破壞、土地的壓占等影響可見一斑。

1.2 煤礦開采對水資源的影響

煤炭地下開采過程中礦井疏水降壓導致含水層水位減低。當采空區(qū)面積不斷擴大，采空區(qū)上覆巖層中的地下水短時間內排向采空區(qū)形成礦坑水而被排出，從而人為改變了地下水的補給途徑，破壞了礦山山體水平衡。煤層原生物礦物組分和井下殘留污染物、遺棄的設備及物料，極易造成地下水硫酸鹽、鐵錳含量超標，受污染的礦井水排入地表后會對周邊水體及土壤環(huán)境造成極大的污染。同時煤炭生產過程中的洗煤水含有大量的酸性物質、放射性物質和懸浮物，若未經妥善處理而將其排出，與周邊地表水、地下水產生聯系，就有可能導致礦區(qū)周邊水體污染。

仙亭煤礦原建有1處礦井廢水處理設施，設計處理能力300m3/h，主要用于處理廢水中的SS和調節(jié)廢水pH值。但隨著地下開采深度不斷加深和周邊臨近礦坑的陸續(xù)關閉，導致礦井廢水量大幅增加，尤其在雨期時，最大排水量預測將達到1000m3/h。同時采空區(qū)的不斷加深擴大與周邊臨近礦坑的關閉都人為地改變了地下水流向，打破山體原有的水平衡與補給路徑，使得抽排出的礦井水水質變得更為復雜，礦井廢水中鐵錳含量顯著增加。為確保生產廢水達標排放，永安煤業(yè)有限公司斥資八百余萬元新建一座具有先進處理工藝的污水處理站，用于處理仙亭煤礦的礦井廢水及周邊已關閉煤礦通過仙亭排水系統(tǒng)抽排的礦井廢水，并將原有的落后廢水處理設施作為應急處理系統(tǒng)。如圖1所示。

圖1 仙亭煤礦新建污水處理站實景圖

1.3 煤炭開采對大氣環(huán)境的影響

煤炭開采過程中，煤層解析出來的煤層氣通過井口、開采裂隙排入大氣。多數的煤礦都有瓦斯，煤炭開采過程中排放出的瓦斯不僅威脅井下開采的安全，而且對環(huán)境的污染十分嚴重。

煤炭開采中排棄的煤矸石，其總量約占煤炭產量的10%～20%，大多堆積在排矸場中形成煤矸石山。煤矸石在堆積過程中存在不同程度的氧化反應，釋放出大量有毒有害氣體。此外，在煤礦開采的各個過程中，都產生大量的粉塵，而這些粉塵往往含有大量重金屬元素。隨著這些氣體及粉塵排向大氣層，嚴重影響了礦區(qū)周邊環(huán)境空氣質量，而當這些粉塵沉降后又會污染周邊的土地資源。

2 礦山閉礦后對礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

礦山關閉（閉礦）是指一座礦山或選礦廠區(qū)完全停止生產，并經一系列善后處理后永久性終止生產活動。但是礦山閉礦后，并不意味著其引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題的結束，礦山開采所遺留下來的環(huán)境安全隱患仍需要持續(xù)性的防范管理與投入治理。例如堆積的煤矸石山若是處理不當還有可能引發(fā)自燃，產生自燃廢氣，嚴重污染礦區(qū)及周邊大氣環(huán)境。而閉礦后的礦山多處于無人管理或是缺乏管理的狀態(tài)，受污染的礦井水排入地表后引發(fā)周邊水體及土壤污染。2019年中央生態(tài)環(huán)保督察發(fā)現，福建省龍巖市瓦窯坪煤礦由于閉礦后缺乏管理，導致廢棄礦井水發(fā)生滲漏，部分礦井水未經處理流出，造成周邊地表水水體污染。更有甚者部分小型私人煤礦關閉后基本處于無人管理狀態(tài)，礦井水未經處理直排至河流之中，對周邊生態(tài)環(huán)境造成難以估計的影響。

3 對煤炭開采環(huán)境治理的若干建議

3.1 土地資源治理

因礦山開采對巖土結構的破壞從而導致地表沉降，應及時進行修復加固。若沉降嚴重，威脅周邊人民群眾的生命財產安全，則需要因地制宜地治理沉降區(qū)。例如搬遷群眾房屋至安全地帶并將沉降區(qū)改建為耕地、林地、水產養(yǎng)殖等，進而逐步形成復雜的礦區(qū)農業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)復合生態(tài)系統(tǒng)。此外，礦山配套的工業(yè)廣場、平硐口和生活區(qū)等都需及時對開挖建設造成裸露的地表進行植被修復。

3.2 煤矸石等固體廢物治理

煤礦開采產生的廢渣、廢石和剝離的土方應采取適當的綜合治理措施。露天開采的礦場可將廢土石輸入采空區(qū)內，將煤層上部較為肥沃的表土剝離單獨存放用于最后復墾回用，經土地平整后種植植被。

福建地區(qū)煤礦開采產生的煤矸石多堆積于排矸場中形成煤矸石山，且由于持續(xù)生產排矸，多數無法對排矸場進行全面的綠化。仙亭煤礦矸石場占地面積約為5.55hm2，目前排矸場已綠化面積不足1hm2。仙亭煤礦雖然相應地設置了攔矸壩、淋溶水沉淀池、截洪溝等環(huán)境保護措施，但是也僅用于控制、減少排矸場對周邊環(huán)境的影響。對于采煤產生的大量煤矸石除了已知的用于填充開采產生的塌陷坑外，或可嘗試將其回收利用。根據其礦物組成和化學成分的不同，利用不同技術回收加工后作為建筑材料二次利用，例如：煤矸石制磚、煤矸石礦物摻合料、煤矸石復合水泥等。

3.3 水資源治理與防護

煤炭地下開采礦井應建立相應的阻水墻、隔離層等堵塞圍巖裂隙等導水通道，避免地下水發(fā)生串層污染。因疏水降壓抽離的礦井水應經適宜的處理措施治理后達標排放，在煤炭閉礦后應根據實際滲水情況，切斷地下水導向廢棄礦井涌入路徑，并對因水位回彈從廢棄礦井流出的廢水進行持續(xù)性治理與防護，以保障周邊地表水環(huán)境不受污染。

4 促進煤炭行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的若干建議

4.1 建立科學完善的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質量評價體系

煤炭開采對礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的影響因素多種多樣，影響的程度和效應也不盡相同。準確地評價和監(jiān)測礦區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的現狀、發(fā)展水平與趨勢，有利于及時找出所存在的問題，為礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境預警和防護治理打下良好的基礎。2006年，我國生態(tài)環(huán)保部制定了《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范》（HJ 192-2006），并于2015年對其進行更新完善。

4.2 構建煤礦開發(fā)區(qū)生態(tài)補償長效機制

煤礦開發(fā)區(qū)生態(tài)補償是指因煤炭資源開發(fā)，造成自然資源的破壞、生態(tài)環(huán)境的污染、城市喪失可持續(xù)發(fā)展機會而進行的治理、恢復、校正，所給予的資金扶持、財政補貼、稅收減免及政策優(yōu)惠等活動總稱。煤炭開發(fā)區(qū)生態(tài)補償是對煤炭開發(fā)造成的外部成本內部化，有利于調整利益相關者因資源開發(fā)引發(fā)的環(huán)境利益和經濟利益的分配不均。2007年，我國在山西試點礦產資源改革，發(fā)布了《山西省煤炭可持續(xù)發(fā)展基金征收管理辦法》，嘗試對煤炭資源開發(fā)進行生態(tài)補償。同年，中國環(huán)保部出臺《關于開展生態(tài)補償試點工作的指導意見》，推進了生態(tài)補償實踐探索。緊隨之，福建省國土資源廳、福建省財政廳和福建省環(huán)境保護局聯合發(fā)布《關于實施礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理保證金管理辦法有關事項的通知》（閩國土資綜〔2007〕168號文），有效促進了福建地區(qū)煤炭礦山生態(tài)恢復。但是，時至今日我國的礦產資源生態(tài)補償機制仍是以政府為主導對礦產開發(fā)區(qū)進行經濟補償，補償模式單一，補償資金不足?，F有的生態(tài)補償標準評估方法各有側重點，尚未形成完善的礦產資源開發(fā)區(qū)生態(tài)補償標準評估方法。

福建省永安煤業(yè)仙亭煤礦自2007年起不間斷地對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復進行投入，僅資金投入至今已達千萬級別。礦區(qū)自然景觀得到了最大程度的恢復，保障了礦區(qū)及周邊環(huán)境安全，使得區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到保持和持續(xù)發(fā)展。但是許多中小型煤礦企業(yè)尤其是私人小煤礦根本無法獨自承擔起礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復與閉礦后持續(xù)性治理的投入。完善礦產資源開發(fā)區(qū)生態(tài)補償標準評估方法，提煉煤炭開發(fā)區(qū)生態(tài)補償類型與模式，并構建煤礦開發(fā)區(qū)生態(tài)補償長效機制，有利于今后煤炭開發(fā)區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復、資源利用、經濟社會協(xié)調，促進煤炭行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

5 結語

煤炭開采對礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境有著巨大的影響和破壞。關閉大量落后礦井，整合中小型礦山，將為煤炭礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的改善提供契機。煤礦企業(yè)應該主動承擔起主體責任，恢復、保障礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境，同時建立科學完善的生態(tài)環(huán)境質量評價體系。構建煤礦開發(fā)區(qū)生態(tài)補償長效機制對促進煤炭行業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。