馮 杰
(1.太原理工大學水利科學與工程學院,山西 太原 030024;2.陽泉市水務局,山西 陽泉 045000)
陽泉地處沁水煤田東北部,含煤面積935.44km2,占全市面積的1/4,保有儲量68.73億t。省營以上煤礦井田面積595.44km2,儲量49.23億t;市營及市營以下地方煤礦井田面積340km2,儲量19.5億t。重點開采3號、6號、8號、9號、12號、15號煤層,主要為無煙煤、貧煤、瘦煤。
截至2010年,通過煤炭資源整合兼并重組,陽泉境內保留煤炭生產企業(yè)共有60家,地方煤礦保留53家(平定縣14家、盂縣26家、郊區(qū)13家、);省屬3家,分別為陽煤集團、蔭營煤礦和固莊煤礦。核定生產能力為8000萬t,其中,地方煤礦4760萬t,省屬陽煤集團2850萬t(陽泉境內)、蔭營煤礦240萬t、固莊煤礦150萬t。整合后平均單井生產能力達到89.8萬t/a。
煤炭地層是由沙巖、頁巖、灰?guī)r、煤組成的互層地層,屬相對隔水層。采煤過程一般由淺到深,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,客觀上對地下水資源產生了影響。
煤炭開采對地表水的影響主要表現在地表基流上。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,沿程呈增加趨勢。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)的加大,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,導致地表基流大幅減少,河道基本斷流。
在煤礦開采中,施工單位為了能夠維持正常的采礦模式,確保采煤工作面能夠橫向和縱向發(fā)展,要求在采礦的同時,把工作面周圍的水和潛在的水全部排出,隨著開采深度的逐漸變大,深層含水層的水被截留下來轉變?yōu)榈V坑水排出,加之礦井排水量的逐年增加,導致深層地下水水位逐年遞減,使得地下水降落漏斗的幅度和范圍越來越廣。由于深層地下水的水位下降在短期內很難恢復,深層地下水的流失會造成泉水流量的減少,甚至出現泉水斷流的現象。
根據煤炭開采對水資源的影響與破壞程度,將煤田分為禁采區(qū)、限采區(qū)和一般控制區(qū)。禁采區(qū)是水資源保護的重點保護區(qū)域,主要是泉域重點保護區(qū)、城市集中飲用水水源地、水功能區(qū)劃的保護區(qū)、地下水涵養(yǎng)保護區(qū)、帶壓開采危險區(qū)等。限采區(qū)是指水資源的次級保護區(qū)域,主要是水功能區(qū)劃工業(yè)用水開發(fā)區(qū)、帶壓開采相對危險區(qū)等。一般控制區(qū)按照相關法律規(guī)定進行煤炭開采。
娘子關泉域煤礦帶壓區(qū)主要分布在陽泉平坦鎮(zhèn)-平定上冶頭,根據地層分布與巖溶地下水位標高推算,泉域內帶壓區(qū)面積2544.68km2。目前泉域內煤炭開采主要在東部,基本沒有進入到巖溶地下水帶壓區(qū),但淺部煤炭資源經過大規(guī)模的開采,不少礦井開始向西轉移。由于該區(qū)是巖溶陷落柱高發(fā)育區(qū),具有溝通礦井與巖溶地下水的通道,今后必將面臨帶壓區(qū)煤炭開采對巖溶地下水的保護問題。
為落實最嚴格的水資源管理制度,依據《中華人民共和國水法》《取水許可和水資源費征收管理條例》《建設項目水資源論證管理辦法》《取水許可管理辦法》和《水功能區(qū)管理辦法》的要求,水利部于2012年編制了規(guī)范采掘業(yè)建設項目水資源論證內容、程序和技術要求的指導文件。為了降低煤炭開采對水資源的影響程度,須對新建、改建、擴建的煤炭工業(yè)建設項目進行水資源論證,包括取用水量、礦坑涌水量、排水量預測和對水資源水環(huán)境的影響及其退水影響。論證后須經縣級以上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)。
在全市范圍內對所有煤礦企業(yè)逐步開展全面監(jiān)測,掌握基本數據,為水資源管理提供科學的決策依據。監(jiān)測內容主要包括開采量、開采深度、采礦區(qū)面積、用水量、礦坑排水量、回用水量、排水量、排水水質、影響范圍、面積等。
礦坑排水經過處理后可作為生態(tài)用水,如噴灑草坪、道路、消防用水,對控制污染、節(jié)約用水有著積極作用。根據《陽泉市節(jié)水型社會建設規(guī)劃》測算,全市每年可節(jié)水1299萬m3,包括陽煤集團、南煤集團、蔭營煤礦、固莊煤礦等煤炭企業(yè)礦井水綜合處理及回用工程及固莊煤礦污水處理廠、陽煤升華公司五礦污水處理技改工程、陽煤新景礦污水廠改造工程等。
依據《關于地稅部門代征采礦排水水資源費的通知》,山西省境內所有單位、個人從事煤炭及其他礦產資源開采應繳納的采礦排水水資源費,標準按《關于采礦排水水資源費征收事項的通知》規(guī)定,每噸原煤或原礦按3元計征。此外,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,主要用于大中型水源工程建設、水資源保護、生態(tài)環(huán)境修復及解決因煤炭開采對農村人畜飲水造成影響的人畜飲水安全工程。