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        城市(永城)礦坑排水對地下水水質(zhì)的影響及其防治措施

        2017-10-19 09:40:37陳濤
        水能經(jīng)濟 2017年6期
        關(guān)鍵詞:煤炭開采污染防治水環(huán)境

        陳濤

        【摘要】 煤炭是我國極其重要的能源,近年來我國煤炭開采企業(yè)數(shù)量劇增,在煤炭開采過程中所帶來的生態(tài)環(huán)境破壞,尤其是對水環(huán)境的破壞也在日漸擴大。從煤炭開采的礦坑排水入手,簡述了永城水環(huán)境現(xiàn)狀,分析了礦坑排水對水環(huán)境的影響和降低危害的措施。

        【關(guān)鍵詞】煤炭開采;礦坑排水;水環(huán)境;污染防治

        一、概述

        永城市位于河南最東部豫、皖蘇、魯四省結(jié)合處,是河南省加快城鎮(zhèn)化試點市和重點市、對外開放重點市,面積2000平方公里,轄29個鄉(xiāng)鎮(zhèn),現(xiàn)有人口140萬。礦產(chǎn)資源有煤、大理石、花崗巖、鐵、伴生鈷等達17種之多,尤其是煤炭資源十分豐富,地下含煤面積572平方公里,精查儲量31億噸,占河南全省已探明儲量的15%,為全國六大無煙煤基地之一。伴隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展,煤炭開采產(chǎn)生的礦坑排水對環(huán)境的影響也日益突出。

        二、礦坑排水的含義

        礦坑排水指在采煤過程中,從煤系地層中涌出的水,亦稱為礦坑涌水,一般通過提水泵從坑下中央水倉排向地面,故又稱其為礦坑排水. 其主要來源有4 個方面:

        1 大氣降水. 隨著煤炭的大量開發(fā),井下采空面積逐漸增大,圍巖應(yīng)力場也發(fā)生變化,煤層回采后頂板開始沉陷,地表出現(xiàn)裂縫和塌陷,大氣降水有的直接通過裂縫灌入坑道,有的則沿有利于入滲的構(gòu)造、裂隙及土壤等補給礦床含水層,因此大氣降水入滲補給是一種發(fā)生在流域面上的補給水源.

        2 地表水. 由于采煤進一步溝通原始構(gòu)造,同時又產(chǎn)生新裂隙與裂縫等次生構(gòu)造,當?shù)V區(qū)有河流、水庫、水池、積水洼地等地表水體存在時,地表水就有可能沿河床沉積層、構(gòu)造破碎帶或產(chǎn)狀有利于水體入滲的巖層層面補給淺層地下水,再補給煤系地層中的含水層,或通過采煤產(chǎn)生的裂隙直接補給礦井.

        3 地下水. 地下水是大部分礦床的直接補給水源,主要指煤層頂板和底板含水層中的水. 當?shù)V井揭露或通過含水層時,賦存于含水層中的水就涌向坑道,成為礦井的充水水源.

        4 老窯積水. 開采歷史悠久的礦區(qū)的淺部分布有許多廢棄的礦窯,賦存了大量積水,它們像一座座小“水庫”分布于采區(qū)上方及附近,一旦與礦井連通,短時間內(nèi)有大量水涌入礦井,其危害性很大.

        三、對地下水水質(zhì)的影響

        1 改變地下水的pH值。永城煤炭全硫含量為O-3%~5%。包括含量較多的無機硫化物硫、硫酸鹽硫、微量元素硫和含少的硫醇、硫醌、硫醚等有機硫化物硫。有機和無機硫通過

        、水解及微生物作用可形成硫酸。泥炭、褐煤中含有大量腐等天然酸性物。當然煤中也含有碳酸鈣、氫氧化物等堿性物:述堿性物質(zhì)進入排水可使地下水的pH值升高。大量礦坑排水滲入地下,長年累積,可使周圍地下水酸化.降低其開發(fā)利用價值。

        2 是重金屬和其他有害元素。一般煤中砷、鉻、鎘、鉬、鎳等有害重金屬及氟、硒等有害元素的含量很低,但含礦物質(zhì)較多的無煙煤、石煤中有可能大量含有伴生元素。這些伴生的有害元素隨著排水滲入地下,可能造水的污染。另外,礦坑排水中的重金屬有害元素由于長期大量瀝水滲入地下,重金屬的累積作用也可導(dǎo)地下水污染。

        3 地下水硬度和鹽度增加。鈣、鎂、鐵均為煤炭曾量元素。其可溶性的鈣鹽、鎂鹽和鐵鹽隨礦坑排水滲入地使地下水的硬度升高。礦坑排水含有較多鹽分,長期影響可使地下水水質(zhì)惡化。地下水的自凈能力甚低,一旦被污染.很難恢復(fù)到潔凈狀態(tài)。

        四、防治措施

        1 煤開采措施

        至富含水層下采礦,須留設(shè)足夠有效的防水煤巖柱。豐巷掘進工作在接近含水層、導(dǎo)水斷層時,必須超前鉆孔探井下有突水危險的地區(qū)附近設(shè)置水閘門或閘墻,在掘進工£其它地點發(fā)生明顯突水征兆或大量涌水時,應(yīng)立即停止采取相應(yīng)的保護措施,確保含水層不受破壞。減輕對地下含水層的影響。

        2 加強礦區(qū)水文地質(zhì)勘察工作,深入研究礦區(qū)水文地質(zhì)條件.井邊界不同水文地質(zhì)條件,分別利用地面防滲、帷幕注漿,截斷進入井田的地下水通道,以減少礦井涌排水量和突水的機率,減少地下水污染途徑。

        3 地下含水層保護措施

        除地下水污染源和切除污染物滲入地下含水層的途徑。:用滲坑、滲井方式排放廢水;嚴格控制排放途徑。礦區(qū)廢水的控制技術(shù),在礦區(qū)采取各種措施,嚴格控制廢水的排放量,減少廢水對地下水的污染。包括:

        3.1 改革生產(chǎn)工藝,盡量減少廢水排放量。如選礦廠可采用無毒藥劑代替有毒藥劑,選擇污染程度小的選礦工藝,減少選礦廢水中的污染物質(zhì)。

        3.2 循環(huán)用水,一水多用。開展水采礦井煤泥水處理技術(shù)的研究,使水采煤泥和洗煤廠洗煤煤泥經(jīng)浮選后全部廠內(nèi)回收。

        3.3 污水井下的處理技術(shù)。目前推廣的經(jīng)濟型水泵工藝或區(qū)域化水泵工藝所采用的煤泥水處理系統(tǒng)都是按閉路循環(huán)設(shè)計的。該系統(tǒng)在井下中央硐室采用斜管沉淀倉對采區(qū)分級脫水后的煤泥水進行凈化處理,大部分煤泥水凈化在井下供采掘循環(huán)使用。

        五、結(jié)論與建議

        隨著世界能源的日益緊張,國家煤炭資源的開采和利用也將逐步加大,而煤在開采、加工及燃燒過程中都伴隨著對地下水的污染。而永城又以地下水作為主要的生活和工農(nóng)業(yè)供

        水水源,這就要求在煤的開采和加工過程中的各個環(huán)節(jié)要注意保持地下水的潔凈。因此通過對煤炭開采過程中的礦坑排水對地下水影響進行分析,并采取一定的預(yù)防和治理措施,可減少對地下水的污染。為社會穩(wěn)定經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,人民安居樂業(yè)提供可靠保障。

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