史勝軍，晉 華，周林康

（1.太原理工大學水利學院，山西 太原 030024；2.太原碧藍水利工程設(shè)計有限公司，山西 太原 030024）

1 前言

晉祠作為我國重點文物保護單位和山西省著名的風景名勝旅游區(qū)，晉祠以其清澈透明的“難老泉”泉水襯托著它的美好風光。自20世紀70年代以來，由于泉域內(nèi)巖溶地下水的大量開采和西山煤田的大規(guī)模開發(fā)，致使泉域巖溶水資源采補嚴重失衡，地下水位持續(xù)下降，造成泉域斷流、部分區(qū)域出現(xiàn)地面塌陷等一系列環(huán)境地質(zhì)問題。針對日趨惡化的泉域水環(huán)境，近年來省政府及有關(guān)部門采取了多種有效的治理和保護措施，實施了煤礦兼并重組、關(guān)井壓采、關(guān)遷高耗水企業(yè)等措施，特別是汾河清水復流工程的實施，極大地改善了晉祠泉域地下水環(huán)境，使斷流10年的清徐縣平泉村“不老泉”復流。然而，泉域內(nèi)水煤資源共存的條件決定了煤炭開采對水資源的破壞是不可避免的，因此，探尋采煤保水措施成為目前泉域內(nèi)煤炭資源開發(fā)和水資源保護亟需解決的問題。

2 泉域概況

晉祠泉域是太原市第二巖溶大泉，分布于太原西山一帶，泉域總面積2030 km2，其中煤田分布面積約1393 km2，占泉域總面積的69%。行政區(qū)范圍主要包括太原市的萬柏林區(qū)、晉源區(qū)、清徐縣、古交市、婁煩縣等縣（區(qū)），煤炭是以上各縣（區(qū)）的支柱產(chǎn)業(yè)。截至2011年，泉域內(nèi)礦井數(shù)由2006年底的275座整合兼并為53座，30萬t/a以下的小煤礦全部淘汰，整合后礦區(qū)分布面積占煤田面積的52%。泉域巖溶水作為太原市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活的重要供水水源，對太原市社會經(jīng)濟發(fā)展具有舉足輕重的作用。進入20世紀80年代以來，隨著太原市經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤炭產(chǎn)能不斷增加，煤礦礦坑排水和巖溶水開采量持續(xù)增加，導致晉祠泉流量持續(xù)衰減，到1994年4月20日晉祠泉完全斷流，泉水斷流不僅加劇了泉域生態(tài)環(huán)境的惡化，而且使當?shù)厮Y源供需矛盾日益突出。因此，在煤炭開采過程中將防治水與水資源保護結(jié)合起來，實現(xiàn)采煤保水，是晉祠泉域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

3 采煤保水措施

3.1 依法限采禁采，保護泉域水資源

山西省裸露及隱伏巖溶區(qū)總面積達11.3萬km2，占山西省國土面積的72%，是我國北方最大的巖溶區(qū)。全省19個巖溶大泉面積6.4萬km2，占全省面積的41%。為有效減小采煤對泉域水資源的影響，自20世紀80年代起山西省、太原市制定了《山西省地下水資源管理暫行辦法》《山西省水資源管理條例》《山西省泉域水資源保護條例》《太原市晉祠泉域水資源保護條例》等地方法規(guī)，并劃定了泉域重點保護區(qū)和水源地保護區(qū)。因此，依據(jù)省市相應(yīng)的法律法規(guī)，結(jié)合晉祠泉域地質(zhì)水文地質(zhì)條件，首先應(yīng)禁止開采位于重點保護區(qū)的煤層；其次對不屬于重點保護區(qū)的井田應(yīng)提倡分層或矸石充填開采方式，以最大限度地減少對當?shù)貛r溶水的影響；再次要求泉域內(nèi)所有礦井禁止降壓疏干排放巖溶水，并對帶壓高、排水量大的礦井實施閉礦措施。

3.2 完善泉域礦井水資源論證和水環(huán)境影響評價

水和煤共存于地下巖層中，一方面采煤、煤炭洗選需要用水，另一方面采煤導致的地裂縫、地面沉降對水資源的影響和破壞是直接的、嚴重的。為保持泉域內(nèi)煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，盡量降低采煤對水資源的破壞程度，應(yīng)對泉域內(nèi)新建和改擴建煤礦項目以及已建礦井進行項目的水資源論證和水環(huán)境影響評價工作。在水環(huán)境評價時應(yīng)特別關(guān)注采煤對農(nóng)村飲用水工程破壞的評價，有影響的要求礦方提出解決預案，以保證農(nóng)村居民安全飲用水不受影響。

3.3 建立煤礦開采對水資源影響的監(jiān)測系統(tǒng)

采煤勢必影響、破壞水資源，但如何將采煤造成的影響和破壞程度降到最低，實現(xiàn)采煤保水目標，是以水資源可持續(xù)利用支撐社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵所在。為達到這一目標，最基礎(chǔ)的工作就是對正在生產(chǎn)的、準備改擴建和新建的煤礦進行實時監(jiān)控，以全面了解煤炭生產(chǎn)過程中對水資源的影響和破壞程度。監(jiān)測內(nèi)容主要包括煤礦的開采量、開采深度、采空區(qū)面積、用水量、回用水量、排水量、排水水質(zhì)等，并定期編制煤礦對水資源破壞和影響的監(jiān)測分析報告。通過對煤礦排水量、水質(zhì)、采空區(qū)、開采深度和開采量的分析，掌握煤礦排水量的變化規(guī)律，以及排水量與煤炭開采量、開采深度、開采層位的關(guān)系；確定煤礦開采對水環(huán)境的影響及造成的危害程度；分析煤礦排水量的回用狀況及存在問題；預測煤礦開采對水資源的影響趨勢，提出煤礦開采對水資源影響的防治對策與措施。

3.4 實施礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理工程

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理工程建設(shè)是礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。在礦區(qū)生態(tài)建設(shè)中需要解決煤礦開采中防治水與水資源保護的有機結(jié)合，煤矸石、礦渣等固體廢棄物堆積對水環(huán)境的污染問題，礦區(qū)的生態(tài)恢復等問題。因此在晉祠泉域內(nèi)進行生態(tài)環(huán)境治理，一是應(yīng)實現(xiàn)礦坑水的回收利用，提高水資源綜合利用率。二是應(yīng)對工礦區(qū)煤矸石、礦渣進行資源化利用和無害化處理，減少污染。三是應(yīng)建立各種類型的礦區(qū)生態(tài)建設(shè)基地，在泉域內(nèi)形成各種級別、類型的“植被水庫”，彌補采煤對地下水的破壞，逐步形成與煤炭開采同步的生態(tài)恢復建設(shè)機制。

4 結(jié)語

水煤資源共存于同一地質(zhì)體中，采煤排水，不可避免。以法律法規(guī)為依據(jù)，以水資源論證和水環(huán)境影響評價為抓手，以監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理為實施措施，可保障晉祠泉域在發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢的同時，彌補采煤對地下水的破壞，實現(xiàn)采煤保水和晉祠泉回復出流，實現(xiàn)泉域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。