煤礦開采對環(huán)境的影響分析及控制策略研究

王柱軍

中平能化集團天煜光電有限公司，河南 平頂山 467000

在我國的能源結構中，煤炭是主要的能源，2008年，我國的煤炭消費量就達到占能源消費總量的68.7%以上，總銷量達到27.4億t，這一比例已經遠遠高于世界平均水平。煤礦產業(yè)在為全國經濟發(fā)展做出重大貢獻的同時，也留下了許多對環(huán)境地質危害的因素。我國每年因采煤引起的水資源枯竭，地表塌陷、裂縫，山體滑坡、泥石流，地面沉降等地質災害仍呈現擴張的趨勢，這對我國經濟的可持續(xù)發(fā)展和社會的穩(wěn)定起到了嚴重的制約作用。

1 煤礦開采對環(huán)境的影響

1.1 生態(tài)影響

煤礦開采項目可引發(fā)地下水漏失，地下水漏失又會造成采煤層沉陷，采煤層沉陷對自然植被和農作物又產生了不利影響，植被和農作物的缺失進一步引起地下水漏失，并進一步造成泥石流、滑坡、水土流失等地質災害，以此惡性循環(huán)，建筑物破壞導致居民不得不進行搬遷，造成不利的社會影響。

1.2 土地資源的影響

煤礦開采對土地資源的直接破壞主要從以下3個方面來體現：首先是煤矸石等一些固體廢棄物，包括露天礦剝離土石、洗選煤矸石、采煤排矸、井下開采掘出的廢石以及其他生產生活垃圾，這些煤礦開采所產生的廢棄物在地面上大量堆積，侵占并污染土地資源；其次就是由于采用井工方法開采地下煤層，形成采空區(qū)地裂縫、地表塌陷等；最后由于露天采礦改變了巖土的結構和分布，大量剝離表土的同時危害植被，對原有的地表生態(tài)系統(tǒng)造成了極大破壞，植被破壞必然導致土地資源喪失，水土流失加劇；除此之外，由采煤所造成的地表徑流減少或干涸、地下水漏失極大的降低了土地的質量，土地不能聚存水分，土地一直呈現旱地的形式。

1.3 采場環(huán)境的影響

長期的煤礦開采對于采場環(huán)境也產生了極大的破壞，最主要的表現就是礦井突水。由于礦井突水具有規(guī)模大，突發(fā)性強的特點，對采場環(huán)境往往造成嚴重的破壞，因此它已成為我國煤礦開采中面臨的最嚴重的地質災害。并且隨著我國礦井生產向底層和深部發(fā)展，礦山水災事故將會越來越嚴重。煤層下伏含水層水、煤層上覆含水層水、地表水以及老空區(qū)和老窯區(qū)積水是我國煤礦開采過程中礦井突水事故的主要來源。在進行采煤活動時，當煤層埋藏淺時，常常會引起采煤層塌陷到達水體底部，這樣地表水就會進入礦井形成突水；還有可能暴雨、洪水位超過河流的最高洪水位線以下時，洪水灌井，造成礦井突水事故。礦井突水事故中，水量大小與補給條件、裂隙發(fā)育程度、含水層的埋藏深度等因素有關。并且礦山突水一旦發(fā)生，將很難治理，因此礦山開采過程中含水層的水位高于煤層時，應采取帶壓開采的方式進行。

1.4 水資源的影響

煤礦開采對水資源的影響主要表現在對地表水及地下水的影響。首先是對地表水的影響。地表水環(huán)境影響主要體現在以下3個方面。一是從資源綜合利用和的礦井水處理利用率、途徑方面進行分析，保持項目相應指標與國家相關環(huán)保政策相符合，提出具體的礦井水綜合利用方案，提高可操作性；二是從水質角度分析污水處理措施的可行性，分析污水外排對地表水體的環(huán)境影響；最后論證防水煤柱留設的合理性；從水量角度評價采煤對地表水體水量的影響。其次是對地下水環(huán)境的影響。一般煤礦開采過程中，對掘井過程出現的少量井下涌水，采取處理后再排放或回用。但是往往由于煤炭開采對井田評價范圍巨大的影響，可能導致井泉流量減小，甚至干涸。

2 控制煤礦開采對環(huán)境影響的策略

2.1 對地表沉陷影響采取的措施

當土地由于地表沉陷帶來一系列惡劣的影響時，應根據宜耕則耕、適林則林、因地制宜的方式對土地進行恢復建設。采取經濟補償與生態(tài)重置相結合的土地整治方案，務必要對采區(qū)邊界及井田內較大的村莊、井田內的河流、煤層露頭、井田邊界等留設進行保護，保護井田范圍內的斷層兩側的煤柱。根據村莊受地表沉陷程度、村莊人口多少和村莊分布特征對受影響的村莊采取搬遷、修復、加固等措施。

2.2 地質災害影響的防護

煤礦開采對地質最重要的影響就是能誘發(fā)巖體崩塌和滑坡。因此，在煤礦開采工作進行之前，應事先對采區(qū)中滑坡上的居民進行提前搬遷安置工作；在事先對滑坡體的巖石移動觀測的基礎上，采取周圍設排水溝、植物護坡等綜合治理手段，同時還要在滑坡體前緣采取擋土墻、打防滑樁等工程措施；應提前做好應急預案來應對地質災害的發(fā)生；災害發(fā)生后，對受損的植被和農田及時進行恢復。這里主要介紹一種充填復墾法，這是最常用的一種地質災害恢復工作。這種方法是利用礦區(qū)附近的露天礦剝離物、粉煤灰、煤矸石、尾礦等可供利用的充填材料充填采空塌陷，起到對塌陷的土地進行恢復。具體方法是，先將塌陷區(qū)表土剝離另放，然后再用煤矸石、尾礦進行填埋，最后充填煤矸石、尾礦至目標標高以下0.5m處，再填埋表土直到達到原標高，這樣既可以保持原來的土質和肥力，使地形得以復原，又減少了因堆積煤矸石、尾礦而占用的土地，減少了塌陷即廢石對環(huán)境的污染。

對于滑坡的治理方法主要是采取疏排地表、地下水、加固邊坡、錨固、改變滑體外型及支擋等措施以防治滑坡，但對于一些極其危險的滑體不能起到防范作用，因此永久性地改變邊坡巖體內的應力狀態(tài)是保持邊坡穩(wěn)定性的最簡便方法。

2.3 水資源影響的防護

在井田內河流兩側和斷層預留防水煤柱是防護煤礦開采對水資源影響的最有利措施。在采取具體防護方案時，應嚴格按設計留設保護煤柱，保護煤柱內的井泉，避免突水外排引起的環(huán)境污染事故，禁止周邊小煤礦超界開采等。由于煤礦開采對當地居民的生活、生產用水造成了很大的影響，因此必須事先制定供水預案，由煤礦企業(yè)設水管線提供關鍵時刻供水，保證居民的用水需求。為防止污染淺層地下水，煤礦企業(yè)還應在矸石場區(qū)和工業(yè)場區(qū)設立永久觀測孔，時時刻刻能對地下水質和水位有了解，保證能在第一時間得知危害的發(fā)生，使帶來的危害降到最低。目前我國應用最廣泛的防護措施就是采取在井田內和井田邊界斷層兩側設保護煤柱，或者在河下設保水煤柱，采用沉淀、混凝等工藝處理技術，使得礦井涌出水達到煤炭工業(yè)污染物排放標準，這一方面減少對河流補給水量的影響，另一方面也極大的減少了對泉水的影響，

2.4 環(huán)境空氣影響的防治措施

煤礦開采過程中對空氣的影響主要分為兩個時期。首先是在建設期，這時候的污染物主要為運輸車輛產生的揚塵和尾氣、混凝土攪拌站產生的少量粉塵、建筑材料現場搬運及堆放揚塵、地表揚塵、土方的挖掘和堆放揚塵等，為了減少這個廢棄物的排放，施工營地應盡量采取電等清潔能源或液化氣作燃料；其次還可以在運輸車輛覆蓋篷布，盡量降低裝卸高度并要對散落物及時清除防止由于風力等作用造成這些廢棄物的傳播；在施工區(qū)域設灑水設施、對運輸車輛及時進行清洗、混凝土攪拌盡量設置在下風口、建立材料庫房堆存等，這些對于煤礦開采對空氣的影響起到了很好的抑制作用。其次就是煤礦對于生產期的環(huán)境影響。在煤礦開采現場，空氣的評價主要來自于運營期燃煤鍋爐的環(huán)境影響和施工期揚塵的影響以及對高瓦斯礦井綜合利用的影響。因此，煤礦開采企業(yè)應充分利用防治設施，保持礦井的同步投產使用。

3 結論

綜上所述，通過將針對性的環(huán)保措施應用到煤炭開采的過程中，可最大限度的減小煤炭開采對環(huán)境的影響，從而在保證社會經濟效益的同時提高環(huán)境生態(tài)效益，保證二者的協(xié)調統(tǒng)一。要強化環(huán)境監(jiān)督管理，遏制污染事故的發(fā)生。此外，還應通過增加安全防護裝置，增加設備安全防護設施的投入來對煤礦開采工具進行整改；加強崗位職工的環(huán)境保護教育，提高環(huán)保意識，促進綠色生產，保證煤礦開采工作的安全有序、高效節(jié)能的進行，為煤礦企業(yè)經濟建設和發(fā)展提供堅實的基礎。總之，既要重視經濟的增長，又要將環(huán)境意識運用到管理中，從而實現人與物的結合、理論與實踐的協(xié)調，達到煤礦開采的可持續(xù)發(fā)展。

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