煤炭开采与周边环境的保护研究

2016-04-20宋恩厚

绿色科技 2016年2期

关键词：阜新市阜新覆土

宋恩厚

(辽宁省阜新市国土资源局清河门分局，辽宁阜新 123006)

煤炭开采与周边环境的保护研究

宋恩厚

(辽宁省阜新市国土资源局清河门分局，辽宁阜新 123006)

摘要：指出了煤炭是我国的主要能源，随着国家经济的飞速发展，对煤炭资源的开发利用也急剧增加，虽然促进了经济繁荣、社会进步，但同时也带来了一系列的环境问题。以阜新翼顺煤矿有限公司为例，对煤炭开采带来的侵占耕地、破坏生态、环境污染等严重问题进行了探讨，并提出了具体的治理方案。

关键词：矿山开采；地质灾害；环境污染；综合治理

1引言

随着经济的发展和科技进步，社会对矿产资源的需求不断增加，特别是对煤炭资源的需求。这就为煤炭开采企业带来了机遇，但开采企业不注重矿山附近环境的保护，一味增大矿产资源的开采规模，加快开采速度，使得矿山周围地质环境恶化，威胁到周边居民的生命财产安全，不利于长期可持续发展。因此，怎样做到煤炭开采与周边生态环境的保护相协调是一个急需解决的问题。本文探讨了阜新翼顺煤矿周边生态环境保护与治理的现状，以及今后在煤炭开采的同时，如何做到保护周边环境的问题。

2矿山地理位置及开采历史

我国现在原煤产量的结构是，国有重点矿占44%，地方和乡镇煤矿占56%，改变了过去以国有重点矿为主的格局。我国的煤矿比较分散，约2/3国土上有煤矿。

阜新翼顺煤矿有限公司位于阜新煤田西南部，距阜新市区约35 km，距国铁新义线的清河门站约4 km ，距阜锦公路3 km ，交通十分便利。阜新矿业集团乌龙煤矿因资源枯竭，生产成本提高而扭亏无望，按照国家有关政策申报并批准破产，剩余储量移交地方开采，由阜新翼顺煤矿有限公司利用原乌龙矿生产系统开采剩余储量。

阜新翼顺煤矿有限公司(原乌龙矿)由沈阳煤矿设计院设计，施工两对小斜井，即南井和北井，于1958年7月建井，1959年8月移交生产，设计能力21万t/年。在翼顺煤矿公司周围有6家煤矿，分别是阜新金隆煤矿、阜新市清河门区第二煤矿、阜新市清河门区四井、阜新市清河门区浦草泡煤矿、阜新市清河门区煤炭供销公司联办煤矿、阜新市清河门区乌龙坝镇朱家屯村联办煤矿。

3煤炭开采对周边生态环境的危害及影响

3.1井巷坍塌、地面沉陷、裂缝

根据翼顺煤矿断层发育情况，岩石力学性质较差，断层裂隙较发育地段，加之巷道支护强度不足，会出现坍塌冒顶地质灾害，造成人员伤亡，设备、财产损失。采空区地表破坏形式主要是地面沉陷、地裂缝地质灾害。一般情况下地面沉陷发生在采空区的中心部位，而地裂缝隙在沉陷区的边缘地带，影响了山体、边坡的稳定，导致地面开裂、崩塌和滑坡等地质灾害。据统计全国因采矿引起的塌陷180余处，塌陷面积1 150 km2。全国发生采矿塌陷灾害的城市近40个，造成严重破坏的25个，每年因采矿地面塌陷造成的损失达4亿元以上。

3.2矿井突水

翼顺煤矿开采区的地下水主要靠地表水补给。根据矿井涌水量的观测资料，矿井水主要充水因素为冲积层水，基岩孔、裂隙水。各含水层与构造裂隙带间有直接或间接的水力联系，形成导水裂隙带。评估区断层裂隙发育，以张扭性为主，灰绿岩中的构造裂隙带，也可构成地下水储存场所和地下水通道，是地下水富集部位。此外老窿积水可能与断层、岩墙裂隙局部连通，导入井下使矿井涌水量增大，出现突水现象。

3.3采矿对水体的污染

3.4对土地资源的损害

老井、新井、风井井口等地表植被与表层土壤被一起挖掉，形成永久性破坏，土地损毁严重。工业场地办公区、生产区、洗煤厂、木材场等，这些场地主要包括生产区广场和建筑物，建筑物包括办公室、浴池、厨房、车棚、绞车房、机电房、轨道、车间厂房等，破坏方式主要是压占。原土地土壤的物理性质和结构遭到破坏，影响土地耕作和植被生长，改变地貌并引发景观生态的变化，土地破坏程度较严重。

3.5对空气的污染

在煤矿区，煤与煤矸石在运输或破碎过程中引起的粉尘以及燃烧产生的烟尘，是矿区大气的重要污染源。粉尘是悬浮于空气中的固体微粒，粒径约在1～10μm的范围内。粉末状物质受空气作用飞扬、弥散于空气中。再有煤炭开采形成的废气，主要指矿井瓦斯和地面矸石山自燃释放的气体大量排放，危害大气环境，造成矿区大气污染。据不完全统计，我国每年排放煤矸石115～210亿t，在已堆积的1 500多座矸石山中，有近300座发生过自燃或正在发生自燃，所产生的烟尘多为固体小颗粒，吸入人体会危害身体健康。

4矿山地质环境保护与恢复治理原则

(1)矿业开发应贯彻矿产资源开发与环境保护并重，恢复治理与环境保护并举，坚持预防为主，防治结合的原则。

(2)坚持“边开发、边保护、边修复”，构建绿色矿山的原则。

(3)依靠科技进步，严格控制矿产资源开发对矿山土质环境的扰动和破坏，坚持在保护中开发，在开发中保护，保护与开发同步进行，最大限度减少或避免矿业开发对环境的破坏和影响。

(4)防治措施应根据环境问题的危险性和危害程度，结合矿山生产实际情况，因地制宜，统筹规划，分期实施，以最小的投入获取最大经济、环境效益的原则。

5矿山地质环境保护与恢复治理

5.1地质灾害防治

5.1.1井巷坍塌、地面沉陷、地裂缝等地质灾害

(1)治理方法。严格按照国家有关规范和设计要求进行施工。应在井巷施工和开采过程中加强井巷特别是顶板的监测，对裂隙发育带、断裂带定时观察，发现异常及时采取支护措施。掘进回风、运输巷道时不要破坏复合顶板。

井巷可采用锚喷喷浆支护，围岩破碎巷道加U形钢棚作辅助支护。提高单体支柱的初撑力和刚度，有条件可采用单体液压支架，提高支架的稳定性。

建立地表警戒线，进行地面变形监测，对采空区进行处理，塌陷坑和地裂缝进行回填、压实、覆土。

(2)技术要求。在地表移动范围周边设置警示标志，每100 m设置一处警示牌，禁止非矿山作业人员随意进入。建立地表变形监测系统；重点对垂直移动、水平位移进行监测，计算最大倾斜和水平变形，判断地表变形的形态和范围。对采空区进行处理：根据矿产资源开发利用方案，采空区采用自然冒落式管理顶板。对塌陷区内和采矿边界拉张带影响范围内的主要建筑物应进行避让或搬迁。

5.1.2矿井突水地质灾害

(1)坚持在井下施工中做到“有疑必探、先探后掘”的原则，工作面开采或巷道掘进时，应采取适当措施，提前打钻探水、泄水，防止地下水、采空区水、断层充水、岩墙裂隙带充水突然涌出灾害的发生。完善探放水措施。

(2)封闭废弃巷道，开采前探明老窿水，在井巷掘凿接近含水断层时必须实行超前探水。开采遇断层时断层两侧必须留设20 m防水矿柱。

(3)加强防排水工作，做好各坑口地表防洪工作，各井口地表附近要挖好防洪沟，避免雨季地表洪水涌入坑内，按照安全规程中有关防排水的规定做好事有关工作，防止事故发生，完善排水设施。

5.2对水污染防治

煤矿排出的矿井水经过简单的沉淀处理后即可用于灌溉和绿化，充分利用矿井水资源，缓解矿区严重缺水的局面。探索对矿井水进行深层次处理的新技术新工艺，使之达到生产和生活用水的标准。采用先进的洗选工艺，减少煤炭洗选时的用水量，降低洗选药剂对水体的污染程度，循环使用洗选用水，减少煤泥水的排放量与污染程度。

5.3土地资源的恢复治理

5.3.1治理方法

对矿山开采压占、挖损和地面沉陷、地裂缝破坏的土地，按照《土地复垦技术标准》、《矿山及其它工程破损植被恢复技术》进行恢复治理。闭矿后，回填封堵井口，平整。拆除工业场地废弃的建筑物，工业场地内(排矸场、储煤场和洗煤厂)剩余煤和矸石全部清运后，清理地表，平整工业场地，覆土，恢复成林地，栽植树木，林间种草。对已种植的植物进行管护。

5.3.2技术要求

(1)回填工程。利用矿山生产的矸石及拆除的建筑物废料回填井口，回填时要尽量考虑废石的粒径大小级配均匀合理，要充分增加回填的密实度，分层回填，分层压实。

(2)土地深翻平整工程。场地清理土工程结束后，应将地表进行深翻平整后方能进行土壤培肥及林草栽植，本方案土地深翻平整设计采用人工操作自行式平地机进行深翻平整，工业场地内采用深耕深松技术措施，翻土层厚度为0.3 m。

(3)覆土工程。覆土工程设计采用装载机挖装自卸汽车运土，按照林地标准，在治理场地内，以种植穴覆土为主，辅以穴间覆土的方式。株行距2 m×2 m，种植穴规格为0.8 m×0.8 m×0.8 m，穴内全部覆土，穴间覆土厚度0.2 m，覆土土源为工业场地内部土地深翻平整的土壤，满足覆土工程的条件。

(4)生物化学工程。为了优化土壤机构，提高土壤自身的保水保肥能力，取得较好恢复治理效果，达到林木的生长要求，需对场地所覆表土进行土壤改良，即在表土平整的同时，直接混入农家肥，土壤施肥标准为4 500 kg/hm2。

(5)种植工程。闭矿后，井口、工业场地、临时储煤场和临时排矸场恢复成林地，乔木选择刺槐，株行距为2 m×2 m，坑栽规格为0.8 m×0.8 m×0.8 m，种植密谋为刺槐2 500株/hm2。

林间播撒草种，草种选择紫花苜蓿，撒播紫花苜蓿草籽30 kg/hm2。播撒时，要注意条带均匀，可用细齿耙往返拉松表土，使草籽被土覆盖。

5.4气体污染治理方案

加大瓦斯的抽放和集中处理能力，提高瓦斯利用率，或者研究将瓦斯固化吸收工艺，减少排放量；将矸石转化为其他新型产品，使矸石的利用率提高，减少堆放和排出量。

6结语

煤炭开采的环境问题，不仅要考虑矿区的环境污染防范与治理，还要考虑对周边环境的影响，这是一项复杂的系统工程。需要矿区人民和各级公司共同努力，将煤炭开发过程中对环境的破坏程度降到最低。

参考文献：