宋恩厚

(遼寧省阜新市國土資源局清河門分局，遼寧 阜新 123006)

?

煤炭開采與周邊環(huán)境的保護研究

宋恩厚

(遼寧省阜新市國土資源局清河門分局，遼寧 阜新 123006)

摘要：指出了煤炭是我國的主要能源，隨著國家經濟的飛速發(fā)展，對煤炭資源的開發(fā)利用也急劇增加，雖然促進了經濟繁榮、社會進步，但同時也帶來了一系列的環(huán)境問題。以阜新翼順煤礦有限公司為例，對煤炭開采帶來的侵占耕地、破壞生態(tài)、環(huán)境污染等嚴重問題進行了探討，并提出了具體的治理方案。

關鍵詞：礦山開采；地質災害；環(huán)境污染；綜合治理

1引言

隨著經濟的發(fā)展和科技進步，社會對礦產資源的需求不斷增加，特別是對煤炭資源的需求。這就為煤炭開采企業(yè)帶來了機遇，但開采企業(yè)不注重礦山附近環(huán)境的保護，一味增大礦產資源的開采規(guī)模，加快開采速度，使得礦山周圍地質環(huán)境惡化，威脅到周邊居民的生命財產安全，不利于長期可持續(xù)發(fā)展。因此，怎樣做到煤炭開采與周邊生態(tài)環(huán)境的保護相協(xié)調是一個急需解決的問題。本文探討了阜新翼順煤礦周邊生態(tài)環(huán)境保護與治理的現(xiàn)狀，以及今后在煤炭開采的同時，如何做到保護周邊環(huán)境的問題。

2礦山地理位置及開采歷史

我國現(xiàn)在原煤產量的結構是，國有重點礦占44%，地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦占56%，改變了過去以國有重點礦為主的格局。我國的煤礦比較分散，約2/3國土上有煤礦。

阜新翼順煤礦有限公司位于阜新煤田西南部，距阜新市區(qū)約35 km，距國鐵新義線的清河門站約4 km ，距阜錦公路3 km ，交通十分便利。阜新礦業(yè)集團烏龍煤礦因資源枯竭，生產成本提高而扭虧無望，按照國家有關政策申報并批準破產，剩余儲量移交地方開采，由阜新翼順煤礦有限公司利用原烏龍礦生產系統(tǒng)開采剩余儲量。

阜新翼順煤礦有限公司(原烏龍礦)由沈陽煤礦設計院設計，施工兩對小斜井，即南井和北井，于1958年7月建井，1959年8月移交生產，設計能力21萬t/年。在翼順煤礦公司周圍有6家煤礦，分別是阜新金隆煤礦、阜新市清河門區(qū)第二煤礦、阜新市清河門區(qū)四井、阜新市清河門區(qū)浦草泡煤礦、阜新市清河門區(qū)煤炭供銷公司聯(lián)辦煤礦、阜新市清河門區(qū)烏龍壩鎮(zhèn)朱家屯村聯(lián)辦煤礦。

3煤炭開采對周邊生態(tài)環(huán)境的危害及影響

3.1井巷坍塌、地面沉陷、裂縫

根據翼順煤礦斷層發(fā)育情況，巖石力學性質較差，斷層裂隙較發(fā)育地段，加之巷道支護強度不足，會出現(xiàn)坍塌冒頂?shù)刭|災害，造成人員傷亡，設備、財產損失。采空區(qū)地表破壞形式主要是地面沉陷、地裂縫地質災害。一般情況下地面沉陷發(fā)生在采空區(qū)的中心部位，而地裂縫隙在沉陷區(qū)的邊緣地帶，影響了山體、邊坡的穩(wěn)定，導致地面開裂、崩塌和滑坡等地質災害。據統(tǒng)計全國因采礦引起的塌陷180余處，塌陷面積1 150 km2。全國發(fā)生采礦塌陷災害的城市近40個，造成嚴重破壞的25個，每年因采礦地面塌陷造成的損失達4億元以上。

3.2礦井突水

翼順煤礦開采區(qū)的地下水主要靠地表水補給。根據礦井涌水量的觀測資料，礦井水主要充水因素為沖積層水，基巖孔、裂隙水。各含水層與構造裂隙帶間有直接或間接的水力聯(lián)系，形成導水裂隙帶。評估區(qū)斷層裂隙發(fā)育，以張扭性為主，灰綠巖中的構造裂隙帶，也可構成地下水儲存場所和地下水通道，是地下水富集部位。此外老窿積水可能與斷層、巖墻裂隙局部連通，導入井下使礦井涌水量增大，出現(xiàn)突水現(xiàn)象。

3.3采礦對水體的污染

3.4對土地資源的損害

老井、新井、風井井口等地表植被與表層土壤被一起挖掉，形成永久性破壞，土地損毀嚴重。工業(yè)場地辦公區(qū)、生產區(qū)、洗煤廠、木材場等，這些場地主要包括生產區(qū)廣場和建筑物，建筑物包括辦公室、浴池、廚房、車棚、絞車房、機電房、軌道、車間廠房等，破壞方式主要是壓占。原土地土壤的物理性質和結構遭到破壞，影響土地耕作和植被生長，改變地貌并引發(fā)景觀生態(tài)的變化，土地破壞程度較嚴重。

3.5對空氣的污染

在煤礦區(qū)，煤與煤矸石在運輸或破碎過程中引起的粉塵以及燃燒產生的煙塵，是礦區(qū)大氣的重要污染源。粉塵是懸浮于空氣中的固體微粒，粒徑約在1～10μm的范圍內。粉末狀物質受空氣作用飛揚、彌散于空氣中。再有煤炭開采形成的廢氣，主要指礦井瓦斯和地面矸石山自燃釋放的氣體大量排放，危害大氣環(huán)境，造成礦區(qū)大氣污染。據不完全統(tǒng)計，我國每年排放煤矸石115～210億t，在已堆積的1 500多座矸石山中，有近300座發(fā)生過自燃或正在發(fā)生自燃，所產生的煙塵多為固體小顆粒，吸入人體會危害身體健康。

4礦山地質環(huán)境保護與恢復治理原則

(1)礦業(yè)開發(fā)應貫徹礦產資源開發(fā)與環(huán)境保護并重，恢復治理與環(huán)境保護并舉，堅持預防為主，防治結合的原則。

(2)堅持“邊開發(fā)、邊保護、邊修復”，構建綠色礦山的原則。

(3)依靠科技進步，嚴格控制礦產資源開發(fā)對礦山土質環(huán)境的擾動和破壞，堅持在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護，保護與開發(fā)同步進行，最大限度減少或避免礦業(yè)開發(fā)對環(huán)境的破壞和影響。

(4)防治措施應根據環(huán)境問題的危險性和危害程度，結合礦山生產實際情況，因地制宜，統(tǒng)籌規(guī)劃，分期實施，以最小的投入獲取最大經濟、環(huán)境效益的原則。

5礦山地質環(huán)境保護與恢復治理

5.1地質災害防治

5.1.1井巷坍塌、地面沉陷、地裂縫等地質災害

(1)治理方法。嚴格按照國家有關規(guī)范和設計要求進行施工。應在井巷施工和開采過程中加強井巷特別是頂板的監(jiān)測，對裂隙發(fā)育帶、斷裂帶定時觀察，發(fā)現(xiàn)異常及時采取支護措施。掘進回風、運輸巷道時不要破壞復合頂板。

井巷可采用錨噴噴漿支護，圍巖破碎巷道加U形鋼棚作輔助支護。提高單體支柱的初撐力和剛度，有條件可采用單體液壓支架，提高支架的穩(wěn)定性。

建立地表警戒線，進行地面變形監(jiān)測，對采空區(qū)進行處理，塌陷坑和地裂縫進行回填、壓實、覆土。

(2)技術要求。在地表移動范圍周邊設置警示標志，每100 m設置一處警示牌，禁止非礦山作業(yè)人員隨意進入。建立地表變形監(jiān)測系統(tǒng)；重點對垂直移動、水平位移進行監(jiān)測，計算最大傾斜和水平變形，判斷地表變形的形態(tài)和范圍。對采空區(qū)進行處理：根據礦產資源開發(fā)利用方案，采空區(qū)采用自然冒落式管理頂板。對塌陷區(qū)內和采礦邊界拉張帶影響范圍內的主要建筑物應進行避讓或搬遷。

5.1.2礦井突水地質災害

(1)堅持在井下施工中做到“有疑必探、先探后掘”的原則，工作面開采或巷道掘進時，應采取適當措施，提前打鉆探水、泄水，防止地下水、采空區(qū)水、斷層充水、巖墻裂隙帶充水突然涌出災害的發(fā)生。完善探放水措施。

(2)封閉廢棄巷道，開采前探明老窿水，在井巷掘鑿接近含水斷層時必須實行超前探水。開采遇斷層時斷層兩側必須留設20 m防水礦柱。

(3)加強防排水工作，做好各坑口地表防洪工作，各井口地表附近要挖好防洪溝，避免雨季地表洪水涌入坑內，按照安全規(guī)程中有關防排水的規(guī)定做好事有關工作，防止事故發(fā)生，完善排水設施。

5.2對水污染防治

煤礦排出的礦井水經過簡單的沉淀處理后即可用于灌溉和綠化，充分利用礦井水資源，緩解礦區(qū)嚴重缺水的局面。探索對礦井水進行深層次處理的新技術新工藝，使之達到生產和生活用水的標準。采用先進的洗選工藝，減少煤炭洗選時的用水量，降低洗選藥劑對水體的污染程度，循環(huán)使用洗選用水，減少煤泥水的排放量與污染程度。

5.3土地資源的恢復治理

5.3.1治理方法

對礦山開采壓占、挖損和地面沉陷、地裂縫破壞的土地，按照《土地復墾技術標準》、《礦山及其它工程破損植被恢復技術》進行恢復治理。閉礦后，回填封堵井口，平整。拆除工業(yè)場地廢棄的建筑物，工業(yè)場地內(排矸場、儲煤場和洗煤廠)剩余煤和矸石全部清運后，清理地表，平整工業(yè)場地，覆土，恢復成林地，栽植樹木，林間種草。對已種植的植物進行管護。

5.3.2技術要求

(1)回填工程。利用礦山生產的矸石及拆除的建筑物廢料回填井口，回填時要盡量考慮廢石的粒徑大小級配均勻合理，要充分增加回填的密實度，分層回填，分層壓實。

(2)土地深翻平整工程。場地清理土工程結束后，應將地表進行深翻平整后方能進行土壤培肥及林草栽植，本方案土地深翻平整設計采用人工操作自行式平地機進行深翻平整，工業(yè)場地內采用深耕深松技術措施，翻土層厚度為0.3 m。

(3)覆土工程。覆土工程設計采用裝載機挖裝自卸汽車運土，按照林地標準，在治理場地內，以種植穴覆土為主，輔以穴間覆土的方式。株行距2 m×2 m，種植穴規(guī)格為0.8 m×0.8 m×0.8 m，穴內全部覆土，穴間覆土厚度0.2 m，覆土土源為工業(yè)場地內部土地深翻平整的土壤，滿足覆土工程的條件。

(4)生物化學工程。為了優(yōu)化土壤機構，提高土壤自身的保水保肥能力，取得較好恢復治理效果，達到林木的生長要求，需對場地所覆表土進行土壤改良，即在表土平整的同時，直接混入農家肥，土壤施肥標準為4 500 kg/hm2。

(5)種植工程。閉礦后，井口、工業(yè)場地、臨時儲煤場和臨時排矸場恢復成林地，喬木選擇刺槐，株行距為2 m×2 m，坑栽規(guī)格為0.8 m×0.8 m×0.8 m，種植密謀為刺槐2 500株/hm2。

林間播撒草種，草種選擇紫花苜蓿，撒播紫花苜蓿草籽30 kg/hm2。播撒時，要注意條帶均勻，可用細齒耙往返拉松表土，使草籽被土覆蓋。

5.4氣體污染治理方案

加大瓦斯的抽放和集中處理能力，提高瓦斯利用率，或者研究將瓦斯固化吸收工藝，減少排放量；將矸石轉化為其他新型產品，使矸石的利用率提高，減少堆放和排出量。

6結語

煤炭開采的環(huán)境問題，不僅要考慮礦區(qū)的環(huán)境污染防范與治理，還要考慮對周邊環(huán)境的影響，這是一項復雜的系統(tǒng)工程。需要礦區(qū)人民和各級公司共同努力，將煤炭開發(fā)過程中對環(huán)境的破壞程度降到最低。

參考文獻：

[1]雷少剛，卞正富.西部干旱區(qū)煤炭開采環(huán)境影響研究[J].生態(tài)學報，2014(11).

[2]黎煒，陳龍乾，趙建林.我國煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的破壞及對策[J].煤，2011(5).

[3]王燕.煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的影響及治理對策[J].煤炭科學技術，2009(12).

文章編號：1674-9944(2016)02-0120-03

中圖分類號：X50

文獻標識碼：A

作者簡介：宋恩厚(1972—)，男，遼寧阜新人，主要從事礦山開采與地質環(huán)境保護方面的研究工作。

收稿日期：2015-12-24