淺談采煤對(duì)水環(huán)境的影響及預(yù)防措施

薛晉宇

臨縣水利局 山西 呂梁 033000

引言

近幾年,我國(guó)煤炭的開(kāi)采量在持續(xù)上升,不斷擴(kuò)大的開(kāi)采規(guī)模,嚴(yán)重破壞水資源環(huán)境。以山西省臨縣裕民煤礦為例,開(kāi)采井田煤層之后,采空會(huì)導(dǎo)致地面塌陷、裂縫等一系列問(wèn)題,從而對(duì)地形地貌進(jìn)行大范圍改變,導(dǎo)致地表水直接滲入井下,對(duì)地表匯流條件產(chǎn)生了不同程度影響。據(jù)了解,開(kāi)采裕民煤礦井田,會(huì)影響大約11個(gè)村莊,7322人。當(dāng)前,已有一個(gè)村莊搬遷。采煤之后,很多村莊的供水都遇到困難。由此可見(jiàn),采煤對(duì)水環(huán)境影響巨大。當(dāng)前急需尋找到有效辦法,減少采煤對(duì)水環(huán)境造成的影響,進(jìn)一步緩解開(kāi)采煤炭及水資源持續(xù)利用之間矛盾。

一、采煤對(duì)水環(huán)境的影響分析

(一)采煤影響地表水。采煤對(duì)地表基流造成了重大影響。通常情況下,基巖裂隙水為煤系底層區(qū)天然基流補(bǔ)給,再通過(guò)地層裂隙、層理,采取就近原則,流入河道。水量在沿途會(huì)逐漸增加。正常情況下,會(huì)出現(xiàn)比較大的基流模數(shù)。然而采煤之后,極大改變了礦體附近基巖裂隙水排向,使基流的來(lái)源大幅度減少。不斷加大加深的采空區(qū)裂隙,使得部分地下水直接排向礦坑,促使地表水迅速轉(zhuǎn)化為地下水,使地表基流急劇減少。據(jù)了解,受到采煤嚴(yán)重影響的地區(qū),已經(jīng)形成基流枯竭的河道。因?yàn)楹拥烙直恢匦屡欧帕说V坑水,這就增加部分河段表面水量。但是,這時(shí)的天然基流特別少,大部分是礦坑廢水。同樣受到影響的還有采空區(qū)周邊水體,一直呈現(xiàn)銳減趨勢(shì)。有數(shù)據(jù)表明,流失水量恢復(fù)難度特別大。比如裕民煤礦開(kāi)采之后會(huì)在地表造成下沉,據(jù)估測(cè),最大下沉值為9592毫米,這就會(huì)改變地表匯流條件,從而減小井田匯水量[1]。

(二)采煤影響地下水。對(duì)深埋在地下的煤炭進(jìn)行開(kāi)采,必然會(huì)影響地下水。通過(guò)對(duì)裕民煤礦開(kāi)采數(shù)據(jù)的研究和分析可知,開(kāi)采煤層后,促進(jìn)導(dǎo)水裂隙帶的產(chǎn)生,就很容易將石盒子組K4砂巖含水層導(dǎo)通,然后破壞到上覆含水層。一些下滲到礦坑的水,與礦井水一起向地表排出。開(kāi)采煤層后,會(huì)疊加導(dǎo)水裂隙和沉陷裂隙,這就會(huì)對(duì)煤層以上含水層的補(bǔ)徑排關(guān)系進(jìn)行改變,進(jìn)而影響煤層上覆含水層。在導(dǎo)水裂隙帶的影響下,極大改變了含水層天然流場(chǎng),導(dǎo)致塌陷發(fā)生在采空區(qū)上方的巖層中,破壞了隔水層的完整性,使其不具備隔水性,促使水利聯(lián)系的發(fā)生,具體是含水層與導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)含水層、采空區(qū)、大氣降水及地表水之間,從而增大礦井涌水,也可能產(chǎn)生頂板突水現(xiàn)象[2]。

開(kāi)采煤層也會(huì)對(duì)地下伏含水層造成影響。通過(guò)分析裕民煤礦相關(guān)開(kāi)采數(shù)據(jù)可知,有可能會(huì)使隱伏斷層、陷落柱、封閉不嚴(yán)的水井、勘查勘探孔產(chǎn)生突水情況。其中一些區(qū)域會(huì)發(fā)生奧會(huì)水突水現(xiàn)象,可能導(dǎo)致水害事故發(fā)生。

(三)采煤影響水質(zhì)。采煤會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物,主要包括干濕生活垃圾、爐渣、脫硫渣的,其中,矸石屬于有毒有害的元素,降雨后就會(huì)使其溶解,溶解后的元素,部分會(huì)進(jìn)入土壤,一定程度上影響水體、土壤和植被。此外,礦體水會(huì)排入河道,因?yàn)楹拥谰哂休^小節(jié)流量,本身就不具備較強(qiáng)自凈能力,因此會(huì)快速惡化河道水質(zhì)。排入河道的礦坑水,會(huì)直接污染地表水,也會(huì)對(duì)地下水造成不同程度污染。通過(guò)坑道的礦坑水經(jīng)過(guò)巖層裂隙、斷裂等對(duì)下伏巖溶水進(jìn)行補(bǔ)給,從而污染到巖溶地下水[3]。

二、采煤對(duì)水環(huán)境影響的預(yù)防措施

(一)統(tǒng)一管理水資源。作為自然資源的水也是環(huán)境要素,以流域或者水文地質(zhì)為單元,形成一個(gè)統(tǒng)一整體,促進(jìn)地表水、地下水的互相轉(zhuǎn)換。與此同時(shí),密切聯(lián)系防洪、供水、灌溉等功能,上下游之間,左右岸之間及干支流之間都具有緊密聯(lián)系。因此,有必要對(duì)分割管理水資源情況進(jìn)行改進(jìn),需要統(tǒng)一規(guī)劃,科學(xué)管理任何河流流域的地表水、地下水、巖溶水和其他地下水、工業(yè)用水等及巖溶水系統(tǒng)水資源分布、開(kāi)采層位、開(kāi)采水量等等。促進(jìn)水資源有機(jī)循環(huán)過(guò)程的形成,即從節(jié)約到保護(hù)再到供給、利用、排放污水、再利用,這樣就能夠更好的開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)水資源[4]。

(二)生產(chǎn)廢水的綜合利用。采用循環(huán)利用方法處理選礦廢水和礦坑污水,實(shí)現(xiàn)綜合利用污水的目標(biāo)。運(yùn)用混凝沉淀處理方式處理礦坑排水,促進(jìn)其向再生水的轉(zhuǎn)化,完成轉(zhuǎn)化后,一些水作為補(bǔ)充水為選煤生產(chǎn)所利用,另一些水可以作為地面除塵灑水及消防用水等。對(duì)于工業(yè)場(chǎng)地的污廢水而言,可以采用地埋式方式對(duì)其進(jìn)行處理裝置,促進(jìn)其向補(bǔ)充水轉(zhuǎn)化,使水資源得到良性循環(huán)發(fā)展。

(三)水環(huán)境影響評(píng)價(jià)的實(shí)施。將水環(huán)境影響評(píng)價(jià)應(yīng)用于煤炭行業(yè),有利于保護(hù)水資源環(huán)境。實(shí)際上,這種方法在國(guó)外應(yīng)用非常廣泛,并且得到高度重視,同時(shí)采取多種措施保護(hù)水資源,例如:澳大利亞將風(fēng)險(xiǎn)管理方式應(yīng)用于開(kāi)采煤炭中,這里包括的方法有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理、威脅分析法等。美國(guó)在對(duì)煤炭進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用過(guò)程中,將一套較完善的評(píng)價(jià)方式制定出來(lái),從而對(duì)煤炭開(kāi)發(fā)工作進(jìn)行指導(dǎo)。當(dāng)前我國(guó)沒(méi)有完善的評(píng)價(jià)體系能夠評(píng)價(jià)煤炭開(kāi)采對(duì)水環(huán)境造成的影響,因此,可以對(duì)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行參考和借鑒,實(shí)施水環(huán)境影響評(píng)價(jià),與評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,將可行性高的方案選擇出來(lái),最大限度降低對(duì)環(huán)境的危害。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之,采煤對(duì)水環(huán)境會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,加大了采煤的深度,進(jìn)一步造成采煤對(duì)水環(huán)境的破壞程度。因此,有必要采取預(yù)防措施,減少采煤對(duì)水環(huán)境的影響。這就需要對(duì)煤礦井巷工程的質(zhì)量加強(qiáng)控制,從而制定出安全生產(chǎn)監(jiān)理方法,將相關(guān)體系構(gòu)建出來(lái),促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。