煤礦開采對環境的影響及煤礦廢水資源化研究

龔格多　張哲銘　戴子昂　于宇鑫

摘 要：近些年，煤礦開采造成的環境破壞越來越嚴重。將A煤礦開采所帶來的環境污染作為研究對象，分析研究了煤礦開采對大氣環境和水資源造成的影響，排放廢水的特征、分類及處理，并結合煤礦的實際情況，對改善煤礦區域環境的對策進行了分析和研究，提出廢水資源化利用的措施。煤礦廢水的充分回收利用，可以實現經濟、社會、環境三方面效益的結合和統一，為構建礦區良性環境循環及可持續的經濟發展提供理論依據和技術保障。

關鍵詞：煤礦; 經濟發展; 環境污染; 廢水資源化

煤炭作為國家的一種重要能源，在工業經濟的發展變革中所發揮的作用十分重要。煤礦開采過程比較復雜，要經過多道開采工序，要采用多種關鍵的施工方法，如果在采煤施工中操作不當，極易給周邊環境帶來影響。因此，加強對開采工藝、技術及施工方法的研究，減少因煤礦開采對環境造成的影響是實現綠色開采、確保經濟發展的重要舉措，相關人員需加以重視。本文以A煤礦開采過程中對環境造成的影響為例進行研究，并提出相應的對策。

1 煤礦開采對環境的影響

1.1 對大氣環境造成的影響

A煤礦的開采過程對大氣造成的污染十分嚴重，主要體現在兩方面，即瓦斯排放和粉塵。統計數據顯示，一年之中該煤礦開采所帶來的瓦斯排放量達到5.1×104～7.0×104m3。瓦斯是煤礦生產中巨大的安全隱患之一，它會給煤礦開采埋下極大的安全隱患，同時進入大氣中的瓦斯還會對臭氧層造成一定的破壞，導致大氣被污染。煤礦生產中的破碎環節會產生粉塵，粉塵也是引發大氣污染的一個重要因素;同時，部分煤矸石堆存會產生粉塵，煤矸石自燃會產生煙塵及SO2，這些產物還會導致霧霾的發生。

1.2 對水資源造成的影響

1.2.1 煤礦開采對地表水造成的影響

煤礦開采對地表水造成的影響較為明顯，一般情況下，礦坑周邊的裂隙水會排進河道，當開采深度變大時，采空區隨之增大，導致裂隙水流進礦坑，從而改變了原有地下水的動態平衡。這樣，地表水與大氣降水就會加速轉化成地下水。

1.2.2 煤礦開采對土壤水造成的影響

勘查發現，該煤礦開采會造成部分土壤水流失，其原因主要是煤礦開采會導致礦區地下含水層及土壤原有結構發生變化，對地表水和地下水的循環造成影響。土壤中水的含量降低會導致土壤的熱容量下降，土壤調節環境溫度的能力有所改變，表現在礦區就是區域氣溫大幅度升降，礦區原有生態系統所具備的自然調節功能減弱，從而對區域植物的自然生長造成影響。

1.2.3 煤礦開采對地下水造成的影響

由于采放頂及放炮等施工作業的影響，煤層頂板出現破碎及塌陷，導致采空區發生結構性斷裂，使地下水相互溝通，水位下降，水存量降低。地下水流向礦坑，形成降落性漏斗。這時，若采空區不斷擴大，漏斗滲透能力逐漸增強，受水流作用的影響，巖石極易出現變形及裂斷，從而可能引發一系列地質災害。

2 排放廢水污染土地資源

該煤礦的開采對土地資源的影響主要表現在兩方面，即排放的污水污染土地、降低土壤肥力。煤礦采空區的形成會使地面出現較大范圍的沉降或塌陷，該礦每采1 t煤，所引發的沉陷面積大約為0.21 m2。此外，煤礦開采時會產生較多的煤矸石，該煤礦屬于大中型規模的矸石山，據統計，矸石總堆放量達到1.0×105t，占土地面積3 500 m2。由此可見，煤礦開采所造成的矸石堆積污染非常嚴重，在污染土地的同時減少了耕地的有效面積。

2.1 排放廢水的特征

排放的廢水會對地表水及土壤造成破壞，影響魚卵及幼蟲的生長發育，導致魚類回避遷移，甚至死亡;大大增強了水體中重金屬與無機物的毒性，毒害藻類及真菌，影響浮游生物的正常生長，造成水生物種類和種群量日漸減少;排放的廢水會下滲污染地下水體，危害礦工的身體健康，同時還會腐蝕礦井中的管道及其他設備。

2.2 廢水的分類及處理

a）清潔廢水。清潔廢水一般來源于部分老窯積水、裂隙砂巖水等。這類礦井存儲的廢水不含有害金屬，無毒，p H呈中性，濁度低，水質好，基本可以達到生活用水標準，而且還含有許多微量有益元素。使用獨立布置的專用輸水管道輸送，并進行相應的消毒后，這部分水可作為生活用水。b）懸浮物廢水。高含量懸浮物廢水除含細菌和懸浮物以外，其他化學、物理指標都能夠達到國家飲用水標準。c）高礦化廢水。高礦化廢水是指固體溶解度為100 mg/L的廢水，含有很多細菌、懸浮物，化學、物理指標達不到生活用水標準。d）酸性廢水。酸性廢水是指p H值低于6的廢水，酸性廢水中含有較高濃度的重金屬離子。酸性廢水的無害化處理一般采用中和化學法。e）含放射性元素及微量元素的廢水。這類廢水一般是指含Mn、Fe、氟水以及一些離子，例如Pb、Zn、Cu，并含有放射性元素的廢水。該類廢水的無害化處理需要專業設備及人員進行。

3 煤礦開采影響環境的對策

3.1 積極應用新的技術

a）降低5 m以下煤層厚度放頂煤混入的矸石量。實際中，可應用分層開采技術作業，這樣能夠減少煤炭中矸石的含量，也可在煤層回采過程中減少矸石的含量。b）應用長距離獨頭掘進巷道通風和安全技術。防止開采過程中發生自燃，通風、巷道掘進過程中出現諸多問題，從而保證煤礦開采工作能夠順利進行。c）應用地下煤炭氣化技術對地下煤炭進行氣化處理，將地下煤炭由固態轉化成氣態（煤氣），再經凈化和分離等相關處理，將煤氣由煤氣管道輸送至用戶。

3.2 減少粉塵和廢氣的排放

將煤礦開采過程中產生的粉塵和廢氣排放于大氣中，會對人們的生活環境造成很大的影響，因此，一定要減少粉塵和廢氣的排放。在開采煤礦前，要先預抽井下的瓦斯，從而確保后續開采的安全性，并且減少后續開采作業中廢氣的排放。采用噴霧、聲波水霧化等方法可以減少粉塵，也可采用小型掘進機和采煤機進行施工作業，減少有害氣體的產生。另外，對采空區灌漿和注氮，可減少CO的產生。

4 結語

煤炭是中國的重要能源，目前它在中國的經濟建設中是無法取代的。但煤礦開采會對環境造成一定程度的污染，例如污染水源、污染土地、污染大氣等，這會對人民的生活造成很大的負面影響。因此，一定要采取相應的措施進行處理。各相關機構必須加以重視，應用新技術減少或控制污染，進而推進國家環境得以改善和經濟持續不斷地發展。

參考文獻

[1]楊少華.淺談礦區地下水環境影響評價[J].科技情報開發與經濟，2008（22）：143-144.

[2]王輝.煤炭開采的生態補償機制研究[D].徐州：中國礦業大學，2012.