晉中市煤礦開采對水資源的破壞及其治理對策

牛理達(dá)

(晉中市水利局)

1 晉中市水資源與煤炭資源概況

1.1 水資源概況

晉中市位于山西省中部，東依太行山與河北省毗鄰，西隔汾河與呂梁地區(qū)相望，北靠太原市和陽泉市，南與長治市及臨汾地區(qū)接壤。全市總面積為16 347 km2，其中平川區(qū) 2 219 km2，山地丘陵區(qū)14 128 km2。據(jù)第二次水資源普查資料，全市水資源總量為11億m3，人均水資源占有量367 m3，畝均190 m3，分別比第一次水資源評價結(jié)果減少30%、27% 和31%。人均水資源量僅為全國平均水平的16.7%，按照國際標(biāo)準(zhǔn)衡量，屬極度缺水地區(qū)。

1.2 煤炭資源概況

晉中市跨沁水和霍西兩大煤田，含煤地層幾乎遍布全市各縣區(qū)。全市含煤面積為12 582.83 km2，占國土總面積的77%，占全省含煤面積的20.5%;煤炭預(yù)測資源量1 082.15億 t，已探明儲量187億t，占全省已探明儲量的9.09%，具有低硫、低灰、發(fā)熱量高等特點，開采利用前景廣闊。

2 煤礦開采對地下水的影響

2.1 采煤漏水導(dǎo)致城市和農(nóng)村飲用水源報廢

據(jù)調(diào)查，全市20世紀(jì)80年代煤礦排水量最高可達(dá)2 810萬 t/a。在關(guān)井壓產(chǎn)后，煤礦排水達(dá)1 810萬t。由于采煤滲漏，造成501個自然村、25萬人喪失水源。更為嚴(yán)重的是，煤礦開采造成大面積采空區(qū)，破壞了地下含水系統(tǒng)的儲存、循環(huán)條件，永久性地喪失了儲水能力，而且對地下水和地表水也造成了嚴(yán)重污染。如昔陽縣，由于采煤漏水，石炭系含水系統(tǒng)遭到破壞，城區(qū)及周邊機(jī)井全部報廢，城市供水只得改為地表水。靈石縣靜升河流域因采煤漏水，導(dǎo)致23處泉水干枯，城市截潛流供水水源報廢。

2.2 煤礦開采使地下水位下降

煤礦開采破壞了地層蓄水構(gòu)造，導(dǎo)致水位下降，人畜吃水困難。由于煤礦開采挖掘時經(jīng)常放炮震動，回采冒頂使煤層頂板及相對隔水層產(chǎn)生了縱橫交錯的裂隙、裂縫，直接破壞了煤系地層的蓄水構(gòu)造，使地下水位不斷下降，水量減少。有關(guān)資料表明，一般采1 t煤需排1－2 t水，全市年產(chǎn)原煤3 024萬t，排入河流的地下水就達(dá)4 500萬m3，采煤排水直接導(dǎo)致了地下水位下降。左權(quán)縣近幾年來，由于采煤影響，地下水位大幅度下降，平均下降5－25 m，最大可達(dá)40 m，造成4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的30個企業(yè)、52個自然村、2.83萬人吃水困難，報廢水井63眼，其中深井3眼，影響面積達(dá)169.04 km2。如縣自來水公司腰峪水源地2號井，水位下降34 m。據(jù)統(tǒng)計:“十五”期間，為解決煤礦開采造成的人畜缺水問題，晉中市共建飲水工程178處，解決了187個自然村81 933口人的飲水問題，但因煤礦不斷開采，又使104處水源工程遭到破壞，致使104個村的40 233口人吃水困難，相當(dāng)于實際建成飲水工程74處，造成水利資金大量浪費(fèi)。

2.3 煤礦開采破壞了深層巖溶水

在自然狀況下，作為巖溶水的隔水頂板，對巖溶水的形成及蓄存起著積極的作用。由于煤礦開采破壞了煤層的隔水作用，大量攜帶多種污染物的礦坑水匯入巖溶水系統(tǒng)，對巖溶水的水質(zhì)、水量造成了嚴(yán)重的影響。如靈石縣南關(guān)煤礦，開采深度100 m左右，巖溶水層70－80 m，巖溶水層水位明顯高于煤層底板，巖溶水通過礦坑排入河道。據(jù)普查發(fā)現(xiàn)，南關(guān)煤礦當(dāng)時的礦坑排水量達(dá)65.7萬m3，噸煤排水量達(dá)2.19萬m3。榆次區(qū)烏金山鎮(zhèn)的平地泉村，煤礦開采以前有水澆地10 hm2，20世紀(jì)70年代末期有煤礦15座，以前的報廢坑口多達(dá)40余個，曾經(jīng)最高年產(chǎn)原煤50余萬t，隨著大量煤礦的不斷開采，以前的平地泉見不到了，水地全部變?yōu)楹档兀诵鬅o飲用水，3個自然村只好整體搬遷。

2.4 煤礦開采污染了地表水

煤礦的大規(guī)模開采，造成大量的采空塌陷和地表開裂，原有砂頁巖地層含水、隔水系統(tǒng)被破壞。采煤疏干了地下水，減少了河川徑流量，使寶貴的水資源轉(zhuǎn)化為礦坑水。由于礦井污水處理費(fèi)用很高，所以大部分礦井污水未經(jīng)任何處理直接排入河道，又嚴(yán)重地污染了地表河流水，導(dǎo)致地表水體污染嚴(yán)重，使原本清澈的河水變得污濁并富含有毒有害元素。左權(quán)縣溫城村周圍的3眼民用井水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，已無法飲用。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，左權(quán)縣共有21眼民用井、1眼深井受到污染，占礦區(qū)水井總數(shù)的15%，使得11個自然村的6 045口人吃水困難。

3 礦坑廢水對地下水污染造成的危害

礦坑排水不僅嚴(yán)重污染了河流等地表水，而且還可以通過滲漏污染地下水。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦坑水里的主要污染物成份是亞硝酸、COD、BOD、氨氮、酚、汞、H2SO4、Mn、Fe 等。

據(jù)資料查證，我國現(xiàn)在患慢性病的人口約3億人，其中:肥胖1.2億人，高血壓超過2億人，還有糖尿病接近1億人。近30 a來，我國癌癥發(fā)病率呈持續(xù)上升趨勢，每年新增腫瘤病人約250萬人，其中癌癥病人達(dá)160萬人，這與人們長期飲用受污染的地下水有密切的關(guān)系。污水隨食物進(jìn)入人體后，有的污染物會降解，但一些重金屬和有毒物則不會降解，在人體內(nèi)積存起來，盡管每次進(jìn)入人體的數(shù)量都不是很多，但經(jīng)過長期富集與積累，這些有毒物質(zhì)將會使人體細(xì)胞發(fā)生畸變，降低活性，增加致癌的發(fā)病機(jī)會。如果人們長期飲用含有重金屬元素的礦坑水，污染物在人體中富集到一定的程度，造成的后果將不堪設(shè)想。長期飲用含超標(biāo)汞的地下水，可引起肝炎、腎炎等疾病;飲用被鎘污染的水，會損害人的肝、腎和骨髓等;長期飲用超標(biāo)的砷水，則會導(dǎo)致癌變等疾病。

4 治理對策

4.1 積極開展水環(huán)境調(diào)查，提高水環(huán)境綜合分析能力

通過對監(jiān)測河段的典型斷面、污染源、排污口的實地調(diào)查，及時了解河段水質(zhì)狀況、主要污染源等，以充分的數(shù)據(jù)依據(jù)，積極開展地下水環(huán)境脆弱性調(diào)查評價，為決策、管理和規(guī)劃提供有關(guān)可靠資料，以指導(dǎo)新水源工程的選址、選線，合理布局工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局。

4.2 以法律為依據(jù)，切實加強(qiáng)監(jiān)督管理

堅決貫徹執(zhí)行《礦產(chǎn)資源法》、《水法》、《環(huán)境保護(hù)法》等法律法規(guī)，全面規(guī)劃，統(tǒng)一布局，合理開發(fā)，綜合利用，嚴(yán)禁私挖亂采，力爭做到既要科學(xué)地開發(fā)煤炭資源，又要保護(hù)地下水資源，使煤礦開采對水資源的影響程度降到最低。堅決打擊私開小煤窯，維護(hù)全省煤礦資源整合成果，有效規(guī)范采煤生產(chǎn)。

4.3 加大廢水處理力度，合理利用礦坑排水

據(jù)資料，一般礦坑排水約30%能利用，70%被排放到附近的溝谷和河道。晉中市年產(chǎn)生4 500萬m3礦坑水，每年排入河流的廢水為3 150萬m3，既浪費(fèi)了水資源，又污染了地下水。因此，必須對礦坑水進(jìn)行潔凈處理，加大礦坑排水的綜合利用力度。一些煤質(zhì)不好且排水量大的煤礦應(yīng)立即關(guān)閉。對一些大型缺水礦區(qū)，應(yīng)在政策上給予扶持，真正做到讓廢水合理排放，達(dá)到有效綜合利用。

4.4 加強(qiáng)綜合治理，改善礦區(qū)水生態(tài)環(huán)境

由于煤礦開采容易造成地面沉陷、地面裂隙、塌陷，造成了礦區(qū)水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡化。因此，應(yīng)在煤礦開采區(qū)，大力開展土地復(fù)墾和水土保持，對其進(jìn)行綜合治理，改善礦區(qū)的水生態(tài)環(huán)境。

4.5 加強(qiáng)煤矸石的綜合利用，防止二次污染

采煤過程中產(chǎn)生的煤矸石，在風(fēng)化、淋溶的作用下，產(chǎn)生大量酸性水或帶有重金屬的離子水，下滲后可污染地下水，外流則導(dǎo)致地表水直接污染。同時，煤矸石在干旱季節(jié)易發(fā)生自燃產(chǎn)生大量SO2、H2S、NO2、CO等有害氣體，造成周圍環(huán)境更加惡化。因此，要按照減量化、再利用、再循環(huán)原則，積極開展煤矸石制作水泥、空心磚、鑄造型砂等科學(xué)利用研究，以防止煤矸石造成二次污染。