煤礦開采對生態(tài)環(huán)境的影響及保護(hù)分析

羅慶武

(寧鄉(xiāng)市信息化研究中心，湖南 寧鄉(xiāng) 410600)

在社會快速發(fā)展的進(jìn)程中，對煤炭資源的需求量逐步增加，為滿足市場要求，企業(yè)不斷增大開采力度，使其對生態(tài)環(huán)境造成的破壞和影響越來越嚴(yán)重，甚至引發(fā)各類災(zāi)害，嚴(yán)重危害企業(yè)與居民生命財產(chǎn)安全。因此，必須在生產(chǎn)的同時重視并做好生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理。

1 礦井概況

湖南省煤業(yè)集團(tuán)有限公司長沙礦業(yè)公司位于長沙市寧鄉(xiāng)縣境內(nèi)，是一家以煤炭生產(chǎn)為主，集機(jī)械制造、建筑安裝、商貿(mào)等產(chǎn)業(yè)為一體的國有大二型企業(yè)。管轄五畝沖礦井(50萬噸/年)、西峰侖礦井(21萬噸/年)、竹山塘礦井(15萬噸/年)、湘東礦井(15萬噸/年)、高陂礦井(9萬噸/年)等五處生產(chǎn)礦井，其中五畝沖、西峰侖、竹山塘礦井位于寧鄉(xiāng)縣煤炭壩礦區(qū)，湘東、高陂礦井位于攸縣黃蘭礦區(qū)。總生產(chǎn)能力110萬噸/年，2012年生產(chǎn)原煤102萬噸。

2 煤礦開采對生態(tài)環(huán)境造成的影響

2.1 采空區(qū)塌陷

過度開采會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境快速惡化，各項資源均會遭到破壞。其表現(xiàn)在以下三個方面：(1)采用井工方法對地下煤層進(jìn)行開采，產(chǎn)生采空區(qū)，使地表產(chǎn)生裂縫與沉降塌陷，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，對附近的建筑、道路和水體等造成嚴(yán)重危害；(2)對礦井進(jìn)行露天開采時需要對表土層進(jìn)行大面積剝離，使巖土的原始結(jié)構(gòu)及分布遭到破壞，對現(xiàn)有植被造成危害，地形地貌出現(xiàn)變化，原有的生態(tài)平衡被打破，引發(fā)水土流失，導(dǎo)致資源受損；(3)包含煤矸石等在內(nèi)的廢棄物和垃圾隨意傾倒，對土壤造成污染。

2.2 有害氣體

煤矸石是一種排放量極大的廢物。近幾年來，伴隨煤炭生產(chǎn)速度不斷加快，煤矸石的排放量以8 000萬噸逐年增加。煤矸石堆積除了會占用大片土地，還會對水源與大氣造成污染，破壞生態(tài)環(huán)境，生產(chǎn)中還會向大氣排放大量瓦斯，而瓦斯爆炸時有發(fā)生，對人們的生命財產(chǎn)安全造成巨大威脅。另外，瓦斯還是溫室氣體，能嚴(yán)重污染環(huán)境。

2.3 礦井涌水

伴隨礦井開采深度不斷增加，產(chǎn)生礦井涌水的幾率越來越高。如果涌水沒有經(jīng)過處理直接排放，將會對植被和土壤造成嚴(yán)重危害，破壞水質(zhì)，尤其是從煤矸石堆中排出的具有酸性的水，不但會破壞環(huán)境，還造成嚴(yán)重資源浪費。

2.4 噪聲污染

煤礦生產(chǎn)由各類機(jī)械設(shè)備與交通工具產(chǎn)生的噪聲包括井下與地面兩部分。調(diào)查顯示，多數(shù)井下噪聲已超出要求，噪聲不僅會對井下工作人員造成危害，而且還會影響正常通信聯(lián)絡(luò)，引發(fā)各類安全事故，同時對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

3 煤礦生產(chǎn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理對策

3.1 工藝優(yōu)化

完善煤礦開采技術(shù)，重新確定開采厚度，減少煤矸石產(chǎn)量，并嚴(yán)格控制底板巖層實際混入量，以此減少含矸量及洗矸量，將以往垮落式頂板改成填充式頂板或半填充式頂板，充分利用煤矸石來填充采空區(qū)及遺棄巷道，這樣除了能避免地表沉降，還能減少煤矸石堆積面積，同時降低對含水層的影響。

3.2 加強(qiáng)采空區(qū)保護(hù)

煤礦開采后會產(chǎn)生大面積采空區(qū)，導(dǎo)致地表破壞，影響耕作及植被生長。塌陷后會使地表水向礦井中滲透，威脅礦井安全。因此，需要采取措施降低塌陷造成的破壞。首先是合理規(guī)劃礦井，采用先進(jìn)工藝與技術(shù)，避免頂板圍巖遭到嚴(yán)重破壞；如果開采區(qū)周圍存在水系、建筑，則應(yīng)留設(shè)保安煤柱，采用煤矸石填充所有采空區(qū)，避免采空區(qū)發(fā)生塌陷。然后應(yīng)加強(qiáng)井上監(jiān)測，如果產(chǎn)生異常，要制定有效策略。若已經(jīng)產(chǎn)生塌陷，首先要對地表進(jìn)行平整，引流塌陷區(qū)附近水源，以免礦井中大量進(jìn)水，同時要在地表種植植物，避免水土流失。

3.3 礦井用水治理

加強(qiáng)礦井截留排水，避免有水流進(jìn)礦井中。將涌出水經(jīng)沉淀后抽到地面，由水處理站綜合處理，重新利用到消防、澆灌和日常清潔等方面，提高水資源利用率，在降低生產(chǎn)成本的同時，提高企業(yè)效益。在塌陷坑中形成的積水，如果可能產(chǎn)生突水，則生產(chǎn)前必須排空積水，同時還要在生產(chǎn)中檢查積水情況。尤其是對急傾斜煤層進(jìn)行開采時，可能在工作面產(chǎn)生類似于漏斗的塌陷坑，易帶來嚴(yán)重的透水危害。急傾斜的煤層開采時，應(yīng)調(diào)整開采的上限，留設(shè)防水煤柱，以保證開采作業(yè)安全。另外，鉆孔雖然小，但從鉆孔中涌出來的水足夠可以淹井。對此，應(yīng)采取以下措施避免鉆孔水害的發(fā)生：先檢查鉆孔所在平面位置，再檢查封孔是否達(dá)標(biāo)。若鉆孔從富水層穿過，且封孔質(zhì)量一般，則為了保證安全，要由專業(yè)施工隊伍進(jìn)行二次封孔。此外，必要時還應(yīng)留設(shè)煤柱來有效保護(hù)鉆孔。

3.4 噪聲污染治理

噪聲污染防治策略包含以下5個方面：(1)采用噪聲較低的設(shè)備，同時在噪聲源位置設(shè)置消聲設(shè)備；(2)將噪聲較高的設(shè)備設(shè)置在和生活區(qū)相距較遠(yuǎn)的位置，并在噪聲源的附近種植大型植被減小噪聲；(3)所有生產(chǎn)車間都應(yīng)采用隔聲門窗；(4)風(fēng)機(jī)采用低噪音專項設(shè)計，針對空氣動力性、電機(jī)電磁和機(jī)械性等，采取專門的措施進(jìn)行降噪；(5)合理安排作業(yè)時間，車輛的行駛速度不能超過20 km/h，在夜間不可鳴笛。

3.5 土地復(fù)墾和綜合治理

煤礦生產(chǎn)地質(zhì)勘測部門應(yīng)定期進(jìn)行移巖觀測工作，分析和總結(jié)水文地質(zhì)構(gòu)造，動態(tài)掌握采空區(qū)實際狀況及變化。若發(fā)現(xiàn)裂縫、沉陷和塌陷，要立即進(jìn)行修復(fù)，實行綠色開采(圖1)。以礦區(qū)附近主要特征及其變化為依據(jù)，按照各類土地資源利用形式，編制專門的實施方案。生態(tài)恢復(fù)與土地復(fù)墾主要包含以下內(nèi)容：已破壞耕地應(yīng)根據(jù)復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)墾，林地如果遭到破壞，也要根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)來復(fù)墾，當(dāng)民房被破壞時，應(yīng)立即進(jìn)行修復(fù)；用于堆放煤矸石的場地，應(yīng)根據(jù)環(huán)境評價要求來處置，并在閉庫后立即開展土地復(fù)墾活動。從井下抽出的瓦斯，可回用至發(fā)電等項目，將燃煤鍋爐更改成燃?xì)忮仩t，以提高對瓦斯的實際利用率，減少或杜絕瓦斯的排放。按照因地制宜、宜糧則糧和宜林則林等基本原則，以礦山開采特征及各項自然環(huán)境為依據(jù)，制定合理可行的治理方案，盡可能減少或防止對生態(tài)環(huán)境造成破壞，從而使采礦生產(chǎn)能和環(huán)境保護(hù)實現(xiàn)一體化。

圖1 煤礦綠色開采

4 結(jié)語

煤炭是我國主要能源，其開采對經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用，但在開采的過程中會對環(huán)境造成較大影響。而環(huán)境保護(hù)還是當(dāng)前我國重要基本國策之一，需要企業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中引起重視，加強(qiáng)治理和預(yù)防，從而在保證經(jīng)濟(jì)效益的同時，提高社會與環(huán)境效益。