寺河煤礦3號煤層開采對延河泉域水環境影響評價

劉樹興

（山西立晟水資源科技有限公司，山西 太原 030024）

1 泉域概況

延河泉域地處太行山南段西麓，行政區劃上跨越陽城縣、澤州縣、高平市和沁水縣，總面積2840km2。延河泉位于晉城市陽城縣東冶鄉延河村東北的沁河西岸，沿沁河的潤城—五龍口長40km的河谷中，分布有八甲口泉、下河泉、晉圪坨泉、趙良泉、磨灘泉、黑水泉等泉群，構成了延河泉域巖溶水排泄帶。

近年來，延河泉域泉水流量整體上處于下降狀態，泉流量的衰減不僅受氣候因素的影響，與人類活動也密不可分，尤其是20世紀90年代至今，巖溶泉開采量的增加成為泉流量下降的主要原因。另外由于城市生活和工業生產排放的大量污水在灰巖裸露段下滲，降雨量連年偏小、地下水得不到有效補給、水位下降，地下水徑流緩慢等多種原因，導致近年來延河泉域巖溶地下水的少部分深井出現了不同程度的污染物超標現象。

2 煤礦開采對泉域水環境影響分析

2.1 寺河礦簡介

寺河礦井田位于晉城市西偏北，行政區劃隸屬于晉城市管轄，跨沁水、陽城、澤州三縣。井田面積114.4925km2，生產規模800萬t/年，批采3、9、15號煤層，開采深度740~150m標高，現已形成東井區、西井區兩個獨立生產井，共同開采。

寺河煤礦3號煤層設計可采儲量為22208.8萬t，服務年限21.4年，采用斜井開拓、分區通風的開拓方式，大采高一次采全高綜采工藝的采煤方法，全部垮落管理頂板。3號煤層批采范圍77.7894km2，其中井田北部有7.9222km2的面積不在延河泉域范圍內，因此評價范圍面積69.8672km2。3號煤層批采范圍位于延河泉域北部巖溶地下水補給徑流區，不在泉域重點保護區，距泉域重點保護區最短距離約7.7km。

2.2 煤礦開采對地表水環境影響分析

沁河由北向南流經井田中部，井田內長度約5km，河床寬度約150m。從導水裂隙帶發育情況分析，3號煤層導水裂隙帶發育高度至地表距離97.3～204.5m，導水裂縫帶不會波及地表；從煤礦開采影響半徑分析，3號煤層開采最大影響半徑158.5m，業主單位須在沁河劃定的治導線基礎上再分別向兩側留設160m的保安煤柱；從地表塌陷程度分析，井田煤層開采后最大下沉值6.49m，由于煤礦開采地表沉陷的不均勻性，在一定程度上會改變地表降水的徑流與匯水條件，對沁河流域范圍地表水產匯流條件產生一定影響。

井田東南邊界外建有3座水庫，分別是圪套水庫、寺河水庫和沙溝水庫，均為小（一）型水庫。從煤礦開采影響半徑分析，井田邊界距水庫壩址1757～5913m，距水庫歷史最高水位1305～4706m，根據鉆孔資料，3號煤層開采最大影響半徑124～254m，煤礦開采不會對圪套、寺河、圪套水庫蓄水功能產生明顯影響；從地表塌陷程度分析，3號煤層批采范圍內，圪套水庫、寺河水庫和沙溝水庫流域控制面積分別為4.96km2、2.71km2和1.22km2，由于開采期間地表沉陷的不均勻性，在一定程度上將會改變地表降水的徑流與匯水條件，對圪套水庫、寺河水庫和沙溝水庫流域范圍內產匯流條件產生一定影響。

2.3 煤礦開采對地下水環境影響分析

2.3.1 煤礦開采對上覆含水層的影響分析

煤系地層上覆含水層主要是第四系松散層孔隙含水層和石盒子組砂巖裂隙含水層。3號煤層開采導水裂縫帶發育高度75.5~110.0m，導水裂隙帶發育高度與地表最小距離為63.5m，導水裂隙帶將會導入二疊系石盒子組地層。

井田內第四系廣泛分布，厚度0~64.33m，平均厚度11.56m，由粉砂土、砂礫石、砂質粘土巖性組成，砂礫層富水性較好。由于受采煤形成的垂曲（扒縫）帶影響，將造成井田地表變形，有可能使淺層地下水含水層水位和徑流條件受到干擾，造成淺層地下水水位下降，出水量減少甚至干枯，小泉小水斷流，對以小泉小水和松散層孔隙地下水為水源的村莊吃水和農灌用水產生影響。

2.3.2 煤礦開采對煤系地層砂巖裂隙含水層的影響分析

煤系地層含水層為石炭系山西組含水層。開采3號煤層導水裂隙帶將導通3號煤層上部的山西組砂巖裂隙水，含水巖組中地下水將轉化為礦坑水排出礦井。采煤活動破壞的地下資源靜儲量最大為209萬m3，采煤活動破壞的地下資源動儲量最大2328m3/h。

2.3.3 煤礦開采對下伏奧灰含水層的影響分析

3號煤層批采范圍，巖溶水位標高480～535m。煤層底板距奧灰頂面平均距離118.14m，煤層批采范圍奧灰突水系數0～0.0343MPa/m，小于臨界值0.06MPa/m，屬帶壓開采相對安全區。在帶壓區禁止采用疏水降壓方式進行開采，在非帶壓區嚴禁利用滲坑、滲井及廢棄鉆孔向巖溶含水層排放廢污水。

東井區3號煤層批采范圍I-I勘探線剖面X3306-2陷落柱處，3號煤層與奧陶系地層對接。業主單位應堅持“預測預報，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原則，進一步查清陷落柱和斷層的導水性，按照《三下采煤規范》要求對陷落柱和斷層留設足夠的保安煤柱，一旦發現陷落柱和斷層導水應立刻停止煤層開采，并采取有效防治水措施。

3 退水及固體廢棄物對泉域水環境影響分析

寺河礦退水包括礦坑涌水、生產廢水和生活污水三部分。寺河礦工業場地建有1座處理規模10000m3/d的礦井水處理站，礦坑涌水經沉淀、過濾、反滲透、消毒處理后回用于井下和選煤廠生產補充水等，不外排，若有多余礦坑涌水，須達到《地表水環境質量標準》III類水要求后外排；工業場地建有一座處理能力4800m3/d的生活污水處理站，生產廢水、生活污水采用接觸氧化法二級生化、過濾消毒工藝處理后，全部用于選煤廠生產補充水和環境衛生用水等，不外排。

寺河礦產生的固體廢棄物，包括矸石、生活垃圾、污水處理站污泥和少量危險廢棄物。寺河礦現有大型排矸場1處，為驢尿溝排矸場，排矸場占地面積61.86hm2，目前已堆存矸石820萬t，尚可堆存270萬t。排矸場溝底已修建漿砌石攔矸壩，坡面采用拱型護坡進行防護，在平臺、坡面、坡底部，修建了疏排水渠道，部分矸山已進行覆土及工程治理。

寺河礦產生的生活垃圾、生活污水和處理站的污泥，用垃圾箱集中收集后，全部交由嘉峰鎮環衛部門統一進行垃圾填埋無害化處理；礦坑水處理站污泥主要成分主要為煤泥，經壓濾脫水后與末煤一起出售；產生的少量危險廢棄物由資質單位回收處置。

4 水資源保護措施

一是地表塌陷防治措施。對地表塌陷區定期巡察，觀測地表移動變形，以掌握地表移動變形規律，及時采取措施；位于塌陷區河段應予以加固維修，在下沉區維護河溝，可采取對堤壩加寬加高的辦法；對于工業場地、重要建構筑物及地表、地下水源，按《三下采煤規范》要求留設保護煤柱。

二是解決采煤漏水造成的人畜吃水困難。3號煤層的開采，已經造成井田內以小泉小水和松散層孔隙水為水源的部分村莊，出現吃水困難。煤礦應會同當地水行政主管部門，對井田范圍的居民生產、生活用水狀況、用水水源進行普查，采取遷村并鎮、留設安全煤柱、建設替代飲水水源工程和加強用水點跟蹤監測等多種措施，確保不影響村民正常用水，且村民用水標準不得降低。

三是廢污水處理工程措施。業主單位應認真做好工業場地地面防滲檢查，對污水管溝、礦坑水污水處理站、生活污水處理站、廢污水收集池、初期雨水收集池、危廢暫存間等區域，采取嚴格的防滲措施，確保防滲層滲透系數不得大于1.0×10-10cm/s。

四是排矸場生態治理工程措施。煤礦矸石應盡可能綜合利用，剩余部分運至驢尿溝排矸場。在現有基礎上，排矸場應扎實做好防滲工程和矸石淋濾液的回收利用工作，待排矸場達到服務期限后，須做好封場后的生態恢復治理措施。

五是建立地下水動態觀測系統。采空區應隨開采進程加強測量工作，準確繪制采空區及采空區積水圖件，對采（古）空區積水，除了要加強探測外，還應及時疏排；定期收集、調查和核對相鄰煤礦的情況，并在專門的圖紙上標出其井田位置、開采范圍、開采年限、積水情況等；針對主要含水層（段）建立地下水動態觀測系統，進行地下水動態觀測、水害預報，并制定相應的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。

六是加強水資源動態監測管理。煤礦應積極配合區域水資源管理部門做好礦區周邊區域水環境監測工作，水環境監測點應以井田地表水、地下水為主布設，煤礦應派專人按照規范要求定時對監測點水質、水量、水位進行觀測，監測成果應及時上報當地水行政主管部門。

5 結論

通過采取上述一系列措施后，寺河礦3號煤層開采不會對延河泉域水環境產生明顯影響，可作為業主單位對延河泉域水資源保護工作的技術參考依據。