煤矿开采对水环境影响及对策分析

2013-08-15乔群博

黑龙江水利科技 2013年1期

乔群博

( 东北林业大学，哈尔滨150040)

煤炭工业作为支柱型能源产业对我国的经济建设具有相当重要的作用。然而，煤炭工业在促进国民经济发展的同时也带来了一系列的生态环境问题，煤炭开采给生态环境尤其是水资源带来很大的影响。如何尽量减少煤炭开采对水资源环境的影响及破坏，缓解煤炭开采与水资源可持续利用的矛盾，这是当前急需研究、解决的紧迫课题。

1 煤矿开采对水资源的影响

1.1 煤矿开采对地表水的影响

地表基流的减少是煤矿开采对地表水的主要影响。天然基流主要来源于基岩裂隙水的补给，而随着煤矿开采过程中采空区的扩大，矿坑附近自然状态下会排入河道的基岩裂隙水流入了矿坑，改变了地表水与地下水的原有的动态平衡，加快了地表水及大气降水向地下水的转化速率。在煤炭开采严重地区，很多河道中流淌的大多是矿坑废水，天然基流被排泄殆尽。在矿井密集地段，矿坑排水重新排放到河道中，形成了地表水在地表和矿坑内反复入渗、排出恶性循环状况。

1.2 煤矿开采对土壤水的影响

煤矿开采破坏了矿区的土壤结构以及地下水含水层，造成水分的严重损失，对矿区区域土壤水与地表水和地下水的水循环产生很大影响。致使矿区土壤的热容量降低，改变了土壤对环境温度的调节能力，使矿区气温升降幅度加大，削弱了矿区生态系统的自然调节能力，对矿区植被的生长产生了严重的负面影响，加剧了生态环境脆弱程度。

1.3 煤矿开采对地下水的影响［1］

煤岩互层地层，属相对隔水层，而煤炭开采过程中对地下水的疏干，会使采矿区域地下水水位下降，形成疏干降落漏斗。

煤矿开采初期，煤层埋深较浅、地层构造较少，疏干水量较少，因而对水环境影响较小［2］。采煤中期，采空区逐渐扩大，同时受到采放顶、放炮等活动的作用力的影响，煤层顶板极易破碎、塌陷，采空区煤层以上的区域性构造因断裂而相互沟通，破坏了地下水在地层中的赋存状态，水位下降，赋存量减少，使地下水快速向矿坑汇流，形成疏干降落漏斗［3］。地下水特别是承压水含水层水量的减少，使地层承压能力降低。受此影响，煤层裂隙水以及煤层顶部裂隙水渗透速度加快、地表水的下渗补给，更增大了矿坑涌水量［4］。上层含水层不断的渗漏排泄，地下水的补排受到严重影响的同时也造成了疏干降落漏斗的不断增大。随着采空区规模的扩大，疏干降落漏斗的渗透能力增强，岩石在持续的水蚀作用下，易发生变形、断裂，导致地下水含水层项板压力减小，形成地面( 采空) 塌陷、地面沉降地质灾害，同时伴生地裂缝地质灾害［5］。

1.4 煤矿开采对水质的影响

煤矿开采疏干、排泄地下水的过程中，对地下水的水循环产生了严重影响的同时，还受到采煤工作面的污染，导致地下水所处化学环境以及水岩相互作用发生改变，水化学类型变为硬度较大的含钙镁化合物较多的硬水，使地下水水质大大降低。随着矿坑水的排放，固体有机和无机悬浮物增加，在酸性条件下，总矿化度及某些组分的浓度也增大甚至严重超标。受矿坑污染的地下水进入上游河道后，又通过因煤矿开采影响而增大的地表裂隙渗入到下游，致使河道水质恶化。受污染的水资源不仅对矿区周边植物的生长产生不良影响，而且给人畜的饮用水带来了严重的安全隐患。

2 防治水环境问题的方法和对策

2.1 坚持科学开采的原则

各级地方政府应认真贯彻执行国家制定的有关水资源保护的各项法律法规，在煤炭开采的同时，必须考虑对水资源的影响。为减少矿产开发对水资源环境的影响，应建立科学合理的煤炭开采方案，切实将矿业活动对水资源的影响程度降到最低。

2.2 开展水资源的监测和评价工作

在煤矿生产过程中对水环境进行实时监测，分析评价开采区域的水资源量以及水质的变化情况，为煤炭的有序开采及水资源的合理利用提供科学的数据指导。

2.3 修建水污染防治工程

为防止淋溶水对采矿固废场地水环境的污染，应修筑防渗设施及排水沟。对于受污染的地下水可经过污水处理循环利用后再排入河道。可在采煤工作面采用灌浆等方法，减少煤矿开采对地层水文地质结构的破坏。根据污水排放的特点，合理的布设排污点，尽可能降低对生态环境的影响。

2.4 综合利用矿坑排水、生产废水及生活污水

对选矿废水、矿坑污水进行处理，采取循环利用的方式对污水进行综合利用。对矿坑排水进行混凝沉淀处理后，转化达到一定水质指标的再生水，一部分可作为选煤生产补充水，一部分可用于地面除尘洒水、绿化及井下消防用水。工业场地污废水可采用地埋式污水处理装置，将其转化为选煤生产补充水，起到减少排污量、实现水资源良性循环的作用。