楊俊軍

(山西省水文水資源勘測局太原分局)

1 煤炭開采對水資源的影響

山西省煤炭地層是由沙巖、頁巖、灰?guī)r、煤組成的互層地層,煤層屬相對隔水層。地下水賦存于煤層間,水量相對穩(wěn)定,水質符合飲用水水質標準。采煤過程一般由淺到深逐步開采,先開采上層組煤,后開采下層組煤。由于地下水賦存于煤層間,煤炭開采的同時,需要疏干地下水。

1.1 煤炭開采對地下水的影響

采煤初期,由于煤層較淺,規(guī)模較小,礦坑涌水主要來自煤系地層本身,因而涌水量較小,且涌水量比較集中,水質較好。采煤到了中期,隨著原煤產量的不斷增加,采空區(qū)逐漸擴大,加之由于煤炭開采過程中回采放頂和放炮震動,造成了煤層頂板破碎,甚至塌陷。由于采空區(qū)上層區(qū)域性構造斷裂相互溝通,造成相應煤層以上含水層相互滲透,加之地下水及坡面徑流、河道中的地表水沿塌陷區(qū)及次生構造下滲補給,因此使礦坑涌水量越來越大,并且水質迅速惡化。與此相應,上層區(qū)域性含水層地下水儲量不斷疏干滲漏,地下水降落漏斗不斷擴大,造成地下水的補排條件逐步被破壞。這一時期,礦坑涌水量主要來源于含水層中的疏干水量和地表水的補給。當采空區(qū)達到一定規(guī)模時,地下水降落漏斗具有了很大的滲透能力。同時,采煤地層中造成的裂縫也在不斷發(fā)展延伸,有的延伸到地表,與地表的裂縫相互串通,地表水經裂縫下滲到地下,形成礦坑水。我省許多煤礦都分布在河道沿岸,造成許多水井干枯,泉溪斷流。因此,煤炭開采是影響開采區(qū)域水資源量減少的主要原因。

1.2 煤炭開采對地表水的影響

煤炭開采對地表水的影響主要反映在地表基流上。煤系地層(砂頁巖)區(qū)內的天然基流主要來源于基巖裂隙水的補給,并沿地層裂隙層理就近排泄至河道,并且是沿程增加趨勢。采煤后,礦坑附近的基巖裂隙水不再排向河道,而排向礦坑,減少了河道基流來源。隨著采空區(qū)的擴大,裂縫也隨之加大加深,致使地下水垂直排向礦坑,加速了地表水向地下水的轉化,導致地表基流大幅度減少。大量資料證明,在煤炭開采集中地區(qū),河道基本斷流。由于礦坑排水重新排放到河道,部分河道表面看水量似乎不減,但實際上都是礦坑廢水,天然基流量很少。例如在大同十里河、口泉河,懷仁小峪河,朔州七里河,陽泉桃河,孝義兌鎮(zhèn)河,左權清漳河,晉城長河等地均有此類現(xiàn)象。事實說明,煤炭開采是地表水減少的主要原因。

1.3 煤炭開采對水質的影響

煤炭開采改變了地下水的循環(huán)規(guī)律,使水質良好的地下水變成了礦坑水,經過采煤工作面的污染變成了礦坑廢水。煤炭開采對水質的影響,主要是受了有機物的污染。水化學類型一般為重碳酸鈣水、硫酸水、重碳酸鈣鎂水及硫酸鈣鎂水,硬度普通較大。礦坑水排入河道后,由于河道基流量小,自凈能力差,致使河道水質迅速惡化。如大同市礦坑排水口主要分布在口泉河和十里河沿岸,當上游煤礦的礦坑水排入河道后,又通過采煤形成的裂縫滲入到下游礦井,形成了下游河道出口水質的惡化,嚴重影響人畜飲水安全和農作物及林草植被正常生長。

2 應采取的對策

2.1 堅持依法辦礦,科學開采的原則

各級地方政府應認真貫徹執(zhí)行國家制定的《礦產資源法》、《水法》、《環(huán)境保護法》等法律法規(guī),在煤炭開采的同時,必須考慮對水資源的影響。發(fā)改委、煤炭、建設部門在編制審批項目可行性研究報告時,必須編制環(huán)境質量報告(包括水資源環(huán)境)一并審批,將采煤對水資源的影響降到最低限度。煤炭開采應建立科學的基礎上,做到科學規(guī)劃,合理開發(fā),綜合利用,切實減少對水資源的影響。

2.2 加強煤礦生產水資源論證制度

煤和水共存于地下巖層中,煤炭開采也是對水資源的開采,是對地下水環(huán)境的開發(fā)。為了降低煤炭開采對水資源的影響程度,必須加強煤炭工業(yè)建設項目的水資源論證制度。論證范圍應為新建、改建、擴建的煤炭工業(yè)建設項目,論證內容應包括開采和加工取水用量、礦坑排水量等,對水資源和水環(huán)境的影響及其防治措施。論證后須經水行政主管部門審查批準,方可辦理取水許可的相關手續(xù)。

2.3 開展煤炭開采對水資源影響的監(jiān)測和評價

要將煤炭開采對水資源的影響程度降到最低,就必須在全省范圍內對所有煤礦生產過程進行水資源影響程度的全面實時監(jiān)測。通過全面監(jiān)測,分析評價煤炭開采過程中水量、水質等變化情況,為煤炭工業(yè)的持續(xù)發(fā)展與水資源管理與合理利用,提供科學的決策依據(jù)和應采取的防治保護措施。

2.4 加大煤礦礦坑排水綜合利用力度

我省天然水資源量嚴重不足,要在大力開展節(jié)約用水,建立節(jié)水型社會上狠下功夫,同時要合理開發(fā)、高效利用好現(xiàn)有的天然水資源。除此外,加大廢污水處理回用和礦坑排水的綜合利用,也是緩解水資源緊缺矛盾的良策。

中水利用是當今世界廢污水資源化的一種新技術,礦坑排水綜合利用,就是經過處理后,作為對水質要求不太高、與人體不直接接觸的場合用水,如噴灑草坪、道路、消防等生態(tài)用水,對控制污染、節(jié)約用水有著積極作用。據(jù)調查統(tǒng)計測算,我省煤礦礦坑排水量每年約為 3.0億 m3左右,除約 30%被礦井生產利用外,約 70%排放到附近溝谷和河道,既浪費了水資源,又對地表水、地下水及水環(huán)境造成嚴重污染。因此,煤礦礦坑水必須經處理達標后方可排放,同時必須加大對煤礦礦坑水的綜合利用力度。

2.5 建立煤炭開采對水資源影響的補償機制

《中華人民共和國水法》第三十一條規(guī)定,“開采礦藏或建設地下工程,因疏干排水導致地下水位下降、水源枯竭或者地面塌陷,采礦單位或者建設單位應當采取補救措施;對他人生活和生產造成損失的,依法給予補償?！备鶕?jù)這一法律規(guī)定,各級政府必須建立煤炭開采對水資源影響的補償機制,除開征水資源補償費外,要從煤炭收入中提取一定比例的費用作為水環(huán)境改善資金,以改善因采煤對水資源環(huán)境造成的影響和破壞。征收的范圍應為:煤炭開采企業(yè)、煤炭洗選企業(yè)、煤炭煉焦企業(yè)。這些補償費應由水行政主管部門負責征收,征收后一并上繳省財政,?？顚Ｓ?主要用于大中型新水源工程建設、水資源保護、生態(tài)環(huán)境修復及解決因煤炭開采所造成影響區(qū)域的人畜飲水解困工程。

3 結語

水資源潰乏是困擾山西當前經濟社會發(fā)展的最大難題之一,按人均和國土面積綜合平均,山西水資源指數(shù)在全國各省市區(qū)中列倒數(shù)第二,人均占有水資源量僅相當于全國平均水平的 1/6。長期大量的煤炭開采,對水資源、水環(huán)境的影響尤為突出,導致水資源不斷衰減,水環(huán)境不斷惡化。如何解決好經濟發(fā)展中山西省煤炭生產與水資源的矛盾,將是一個非常緊迫的研究課題。