煤礦突發性涌水事故環境應急措施探討

降 勇

(山西汾西正旺煤業有限責任公司，山西 孝義 032300)

引 言

近年來，頻繁的突發性涌水事故困擾著我國煤炭工業生產。山西做為煤炭生產大省，煤礦發生突發性涌水事故給人民群眾生活和經濟建設帶來了極大危害，同時也造成生態環境中水質惡化、地表水不能繼續有效利用的負面影響，對水環境的持續改善產生明顯的治理困難和壓力。如2010年山西華晉王家嶺礦發生的“3.28"特別重大透水事故、2013年山焦汾西正升煤業有限責任公司發生的“9.28”重大水害事故等，在搶險過程中外排突發性涌水對當地環境均產生了不同程度影響。

1 煤礦突發性涌水事故的產生原因及危害

涌水是長期伴隨煤礦建設生產過程的主要災害之一，突發性涌水形成事故，會造成巷道淹沒、設備破壞、井下人員傷亡和巨大的經濟損失。

煤礦突發性涌水事故發生的條件。一個是具有較大容量的水源。水源可以是地表水(如河流、湖泊、水庫、降雨和洪水等),也可以是地下水(如含水層和采空積水等)。第二是有水可以通過的通道。水的通道可以為斷層、陷落柱、封閉不良鉆孔,以及因開采掘進而形成的冒落裂隙帶和廢棄的井下巷道等。在煤礦礦井建設和生產期間，各類水源在一定條件下，大量地、快速地通過各種渠道流入，形成突發性涌水。突發性涌水事故有時由一種水源引起，有時由多個水源同時引起。

煤礦突發性涌水中一般均大量含有以煤末、巖粉類為主的懸浮物，以及可溶性的無機鹽類化合物，一般不會含有毒物質，存在的有機污染物也很少。在解決井下突發性涌水事故過程中，會帶來過度開采地下水、污染地表水資源及引起與當地農民糾紛等環境與社會問題。以采空積水等為涌水水源的煤礦突發性涌水，其水質常常為酸性水，同時也會產生金屬的腐蝕和礦山主要設備的腐蝕，給礦山生產帶來嚴重的安全隱患[1]。另外，酸性礦井水還可以揮發硫化氫等氣體，嚴重刺激人體皮膚、呼吸道和眼睛等器官，嚴重地危害人身健康。同時大部分酸性礦井水還含有鐵、錳等金屬離子，在地表水道發生氧化沉積，從而破壞生態環境，造成污染事故，影響自然景觀。

2 突發性涌水事故產生污染的主要特點

1) 具有季節性。煤礦突發性涌水事故發生與季節關聯性較大。例如，在雨季和汛期，由于地表降水量的迅速增加，水源得到了極大的補充，相應的水壓也有所增加，故造成煤礦突發性涌水事故在此季節內發生相對較多。

2) 具有不確定性。由于煤炭井下地質條件的特殊性，突發性涌水事故發生的時間、區域還有影響程度等均無法提前預測，具有明顯的不確定性。

3) 具有擴散性。突發性涌水事故所產生的環境污染物，會隨涌水水體的外排，不斷流動擴散、沉積，進而影響到受污染流域的整個環境。

4) 影響具有長期性。突發性涌水事故會破壞被污染區的自然生態環境，造成長期影響，需要長期治理和恢復。

5) 治理費時費力。井下涌水一般采用混凝沉淀法處理，混凝沉淀必須單獨處理受污染水體，混凝沉淀后沉淀的回收和水體后續處理也是非常復雜的，該方法的應用更受限于流動的水體。

3 應急措施

1) 突發性涌水事故發生后，立即宣布實施突發性事故應急預案。應急預案是針對可能發生的事故預先制定的應急工作方案，由有關部門制定，目的為最大程度減少事故損害。現在制定并執行突發性污染事故應急預案已經成為各級政府維護社會安全穩定、維持正常公共秩序的必備措施，已得到了廣泛實施。當突發性涌水事故發生后，及時宣布執行應急預案，既可有序開展事故救援工作，又可安定地方社會的安全穩定[2]。

2) 突發性涌水事故發生后，當礦井突發涌水量超過井下最大排水能力，整個礦井產生被淹危險時，在井下人員全部脫離涌水災害危險后，可向采空區或其它低水位巷道排水。將突發性涌水引流，減少乃至完全不外排至地面，避免對地面環境造成影響。

3) 利用應急工程治理。突發性涌水通過排水設備提升出井后，為了迅速減少突發性涌水事故的污染危險，可利用水利工程技術，在時間、空間維度上調度運用水資源，該方法主要包括擋水、排水、截污、引流等。例如，2006年6月，晉冀交界處發生交通事故，造成大沙河煤焦油污染。晉冀兩省采取了“筑壩攔截、造坑導流、分流抽水”等多項有效措施，對被污染河流進行治理[3]。

4) 應急設備治理。緊急使用應急處理設施設備,如高效一體化污水處理設備、超濾膜處理設施等對突發性涌水進行快速應急式處理，有效地將污染物濃度降低到環境可接受的排放水平。

5) 實施應急監測。一方面配置專業人員、測試儀器，嚴格規范采樣、測量，從而確保監測結果的準確性與穩定性。另一方面通過采用高科技技術成果，實時開展水質自動監測和移動監測，對突發性涌水污染事故造成的污染進行實時預警和預報，保證應急治理及時與有效。

6) 積極開展風險評價。通過開展危害鑒別、效應評價、暴露影響評價及風險表征等一系列的風險評價程序,實時評估出污染有害因子對涉及區域環境產生的不良影響。目前，風險評價理論已經廣泛應用于常規水污染的環境影響，評估突發性水污染事故造成的危害，已有研究者開展了探索性工作。

4 結語

1) 在源頭治理方面。通過嚴防死守，控制水患，根據礦井井下各自的采空積水情況，嚴格實施“三區管理”，井下采掘活動在劃定的“可采區”范圍內進行；礦井防治水堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”，井下采掘工作面嚴格遵循“物探先行、化探跟進、鉆探驗證”程序，并嚴格執行“長、短探”相結合的探放水措施。確保不發生突水、涌水事故。

2) 在應急管理方面。國外在各類事故應急處理有較為豐富的經驗，我們應當進行積極借鑒，并與我國國情緊密結合，創造性地提出適應國情的應急管理思路。如建立突發性水污染事件生態保險機制，通過商業保險補償來降低對社會、對生態的損害[4]。

3) 在應急監測預警方面。積極應用新技術、新方法、新媒體完善監測信息系統，通過建立健全突發性涌水應急預警系統和計算機輔助決策系統，充分利用自動監測儀器和現代化通訊手段結合并快速反應、提高監測信息數據傳輸和分析效率，及時提供預警信息，從而為應急決策和響應提供依據。

4) 在處理技術方面。對水污染事故的應急處理方法已有相當多的研究，但現有的應急處理方法和技術有其局限性。如氧化法效果較慢、操作又過于復雜，且易造成二次污染；絮凝沉淀法，則又有沉淀物處理復雜的難題。以政府或行業協會機制統一建立具有區域性質的應急處理裝備共享，在區域范圍內發生事故，將共享設備及時投入使用，應用先進、高效、易轉移的共享處理設備，及時、有效地降低對環境造成的污染和社會恐慌。

5) 突發性水污染應急處理涉及應急管理、預測預警、應急處理技術三個方面。只有這三方面全面升級、提高、實施，才可以對突發性水污染事故進行真正的響應，才能確確實實把應對突發性涌水污染事故的能力提高上來。