淺談開采煤炭對環(huán)境的破壞

賈交成

煤炭是我國的主要能源,在我國一次性能源中占76%以上。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國際石油和天然氣的價格居高不下,煤炭利用技術(shù)進(jìn)步,新型煤化工和煤制油行業(yè)的發(fā)展,煤炭在未來的能源結(jié)構(gòu)中的地位快速上升,這樣勢必要更加大規(guī)模的進(jìn)行地下開采煤炭。開采煤炭過程中以及后續(xù)煤炭加工過程中,對環(huán)境造成極大破壞。

1 采煤對地質(zhì)環(huán)境破壞

地下采煤形成大面積采空區(qū),使原有圍巖應(yīng)力平衡被打破,周圍巖層發(fā)生礦山壓力現(xiàn)象,這樣就會使圍巖下沉變形影響到地表,形成開采沉陷、地面沉降、地面巖溶塌陷、邊坡穩(wěn)定、泥石流、崩塌、地裂縫(山體開裂)、地形地貌景觀破壞等,使地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生的可能性增大。使原有天然條件下的地表水和地下水的補(bǔ)給、徑流、儲存與排泄條件發(fā)生了根本變化,這樣使天然狀態(tài)下多含水層以水平運(yùn)動為主的地下水系統(tǒng)變?yōu)橐源怪边\(yùn)動為主的“礦坑水化”系統(tǒng),形成以礦井為中心的降落漏斗,導(dǎo)致煤系地層裂隙水及其頂部裂隙水、孔隙水減少甚至疏干,這樣直接影響到地表植被的墑情,加劇了地表植被的退化,增加了造林的難度,延緩了植被覆蓋率增加的進(jìn)程,同時還影響了農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的產(chǎn)量,而且引起水土流失、土地沙化、生態(tài)系統(tǒng)的惡化。尤其是處于我國西北干旱、半干旱地區(qū)礦區(qū)沙漠化更加劇烈。

2 采煤對水環(huán)境破壞

由于礦山地下開采的加劇,勢必強(qiáng)行抽排大量的礦坑廢水,抽排礦坑廢水嚴(yán)重影響了地表水及地下潛水,致使各礦及企業(yè)延伸開采地下巖溶裂隙水加劇,這樣使地下水水位下降,致使泉水流量下降或斷流,淺井干枯,導(dǎo)致人和牲畜飲水困難。礦山地下開采不僅給水資源環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,同時也浪費(fèi)了大量的水資源。

山西省煤炭資源極其豐富,2001年底六大煤田及煤產(chǎn)地累計探明儲量2 539.66億 t,預(yù)測資源量3 899.14億t,但煤炭資源多位于各泉域范圍之內(nèi),從20世紀(jì)60年代到現(xiàn)在,山西各大泉域泉的流量都在大幅度減小,減小最小的為馬圈泉域,流量平均減少17.97%,減少最大的為晉祠泉、蘭村泉、古堆泉為100%。

據(jù)統(tǒng)計,山西采煤對水資源的破壞面積已達(dá)20 352 km2,山西大部分農(nóng)村人畜吃水靠煤系裂隙水,而煤礦開采恰好破壞了該段含水層。在部分區(qū)域三帶與地表水發(fā)生水力聯(lián)系,地表水不斷涌入地下或礦坑,形成開采后礦坑連續(xù)不斷的排水,地下水補(bǔ)、徑、排發(fā)生改變,億萬年所形成的地下水與地表水的動態(tài)平衡和時空分布被打破。

采煤造成嚴(yán)重的水資源破壞,加劇了水資源短缺問題。據(jù)有關(guān)專家學(xué)者研究表明,山西每挖1 t煤損耗2.48 t的水資源,每年挖5億t煤,使12億m3的水資源受到破壞,這相當(dāng)于引黃工程的總水量。

據(jù)《山西省煤炭開采對資源的破壞影響及評價》的測算,由于采煤造成地下采空區(qū)和塌陷區(qū)使地下水年損失10多億噸;山西因采煤漏水、礦井水排放等造成的經(jīng)濟(jì)損失累計達(dá)300多億元。

開采煤炭排出的廢水直接排入江河會污染水系,流入田野會破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土地板結(jié),影響農(nóng)作物生長。2003年山西省各類煤礦礦井年排水總量達(dá)22 490萬t,全省煤礦噸煤排水量為0.869 t。大量的礦井排水嚴(yán)重污染了地表水體,監(jiān)測表明,山西幾乎所有河道都受到了污染,受污染河流長達(dá)3 753 km,其中嚴(yán)重污染超五類(沒有使用功能)水的河流長度占總河流長度的67.2%。

3 采煤對大氣環(huán)境的破壞

開采煤炭使煤層中煤層氣(甲烷)直接排放到大氣中,既浪費(fèi)了資源又增加大氣溫室效應(yīng),同時煤塵、矸石山自燃、燃煤鍋爐形成了煤礦區(qū)以二氧化硫和煙塵為主要的高濃度污染物,形成了危害嚴(yán)重的煤煙型大氣污染。據(jù)估算,每年因采煤排放的煤層氣約116億m3,接近“西氣東輸”輸氣量,此外煤炭加工的焦煤企業(yè)大量廢氣排放,二氧化硫、氮氧化物、排空的焦?fàn)t煤氣,造成大氣污染,很多熱能都未能得到再利用,自然地排放到空間去了。據(jù)山西省環(huán)保局統(tǒng)計,2003年山西省煤礦區(qū)二氧化硫排放量達(dá)32.97萬t,煙塵年排放量達(dá)44.82萬t,分別占到全省排放量的32%和51.5%。大同礦區(qū)大氣煙塵年排放量達(dá)4 473 t、二氧化硫達(dá)12 087 t。陽泉市矸石山自燃產(chǎn)生的二氧化硫占到全市二氧化硫排放量的80%。所有礦區(qū)和城市到處都能聞到嗆人的空氣,空氣污染程度已經(jīng)達(dá)到了無法忍受的地步。山西全省大氣污染負(fù)荷為全國平均值的1.6倍(焦炭生產(chǎn)區(qū)則高達(dá)6倍～10倍),煙塵排放量為全國平均值的7倍,二氧化硫及顆粒物排放為全國平均值的6.5倍。根據(jù)山西省衛(wèi)生廳的統(tǒng)計,近年來山西省城鄉(xiāng)肺癌發(fā)病率和死亡率較20世紀(jì)70年代上升了30%～50%,惡性腫瘤占廠礦職工死亡人數(shù)的30%,各類呼吸道疾病、職業(yè)病的發(fā)病率和死亡率也都明顯增加,人們的生存環(huán)境受到嚴(yán)重威脅,人口質(zhì)量下降,生活負(fù)擔(dān)增大。

4 采煤對土地資源的破壞

采煤在嚴(yán)重破壞水資源的同時,也對土地資源造成不同程度的損害,其中尤以大型的礦井的破壞為甚。每開采1萬t煤,平均就會使1.07個人受到土地塌陷、房屋和基礎(chǔ)設(shè)施破壞的影響。據(jù)不完全統(tǒng)計,山西省礦區(qū)面積累計已達(dá)8 000 km2,其中采空區(qū)面積達(dá)5 000 km2以上,引起嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害的范圍超過2 940 km2,每年還有94 km2地區(qū)成為新的塌陷區(qū)。目前山西省各類煤礦開采總面積為1 210.2 km2,地表塌陷面積達(dá)到464.14 km2。同時煤炭開采造成的煤矸石堆放總量已達(dá)11.4億t,形成了300多座矸山,且每年新增3 000多萬噸。若包括礦井礦區(qū)占用土地、煤矸石、棄石占用地,再包括礦物淋溶降水、礦物粉塵等對周圍土地的污染,山西省礦區(qū)土地破壞面積則高達(dá)7 560 km2,且每年以50 km2的速度遞增。

5 結(jié)語

煤炭是不可再生資源,煤炭行業(yè)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)行業(yè),盡管它對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了一定的推動作用,但也對環(huán)境造成了巨大的影響,為了保護(hù)環(huán)境使經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,我們應(yīng)合理規(guī)劃礦山,壓井壓產(chǎn),合理充分利用資源,使生態(tài)破壞和環(huán)境影響降低到最小,健康有序發(fā)展煤炭行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

[1]山西省煤炭工業(yè)局.山西省煤炭工業(yè)統(tǒng)計資料匯編(2004～2006)[G].

[2]任俊杰.煤炭資源開采生態(tài)補(bǔ)償研究[J].山西建筑,2009,35(10):356-358.