山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司 李永俊

煤礦開采是國家煤炭能源生產的重要形式，如今隨著煤礦開采活動的持續(xù)進行，環(huán)境污染問題引起了社會各界的關注。在綠色發(fā)展理念下，煤礦開采需要解決的環(huán)保問題很多，包括且不限于地面塌陷、水環(huán)境損害、大氣污染、固體廢物以及噪聲污染等方面的問題。

一、煤礦開采環(huán)境問題分析

（一）地面塌陷問題

煤礦是埋藏在地層內的礦物資源，在煤炭開采過程持續(xù)推進的情況下，很多礦區(qū)出現(xiàn)了嚴重的地面塌陷問題。地面塌陷意味著區(qū)域地層結構遭到破壞，受力平衡被打破，導致區(qū)域地質結構穩(wěn)定性變差，產生大量的生態(tài)災害風險隱患。之所以煤礦開采會導致地面塌陷，主要是煤炭資源儲存于地下，當這些資源被運出后，原有的煤炭存儲區(qū)域就會形成中空狀態(tài)，也就是地表以下被開采作業(yè)挖空。在地下采空空間越來越大且?guī)r層持續(xù)受到開采中震動影響的情況下，巖層結構受力平衡將被打破，這時地質巖層應力作用失去平衡，在重力以及其他作用力的影響下，地面巖層無法繼續(xù)承重，就會出現(xiàn)下沉坍的塌情況[1]。

（二）水環(huán)境損害問題

煤礦開采過程中，由于持續(xù)進行地下作業(yè)，會對地下水環(huán)境產生不利影響。地下水對于土壤地質健康保護的作用不言而喻，正常情況下地下水會形成持續(xù)活動的地下徑流，而當煤礦開采時，會阻斷這種正常運動，導致地下水滲透到煤礦區(qū)域。這種滲透不僅會給煤礦開采帶來危險，同時也會造成清潔水源的極度浪費[2]。并且，由于礦井水含有大量懸浮物、氧化物甚至是放射性元素，隨意排放會對周邊環(huán)境造成污染。另外，排矸場作為環(huán)境復雜的生產活動場所，如果沒有合理的雨水收集管理措施，會造成較為嚴重的水土流失、土壤污染及水污染問題。最后，在煤礦生產過程中，原煤洗選是十分重要的環(huán)節(jié)，而洗煤產生的廢水如果不經過科學處理而隨意排放，也會產生嚴重的污染問題。

（三）大氣污染問題

煤炭開采作業(yè)期間，會持續(xù)產生大量的空氣污染物，這些物質包括揚塵、硫化物等。這些物質不僅會直接威脅現(xiàn)場工作人員的健康，還會持續(xù)進入大氣影響大氣環(huán)境[3]。同時，在煤礦生產活動中涉及的爆破、煤炭篩分破碎、車輛運輸等環(huán)節(jié)，都會產生大量的揚塵，如果缺少有效的降塵措施，將會直接污染空氣環(huán)境。另外，在部分地區(qū)，還涉及井下乃至整個礦區(qū)的供暖，針對供暖鍋爐的廢氣管理，也是煤礦開采環(huán)境保護需要面臨的問題。需要重點提到的是，在煤礦生產活動中，瓦斯抽放是十分關鍵的工作，而瓦斯氣體本身對大氣具有污染性，如何在保證安全的基礎上，降低瓦斯污染，也是需要考慮的關鍵問題。

（四）土壤及固體廢物問題

在煤礦開采過程中會產生大量的固體廢物，包括篩出來的石塊，開采中使用的輔助材料等。這些固體廢物如果不經過有效回收，直接丟棄在周圍區(qū)域，就會造成固體廢物污染的問題，若這些廢物長期堆積在地面，會造成土壤退化，導致植物死亡等危害。例如，煤矸石中含有大量的硫化鐵，如果其長期暴露在空氣環(huán)境中，會因持續(xù)氧化而升溫，造成煤矸石自燃的風險。同時，煤矸石在被雨水沖刷或長期處于浸漬的狀態(tài)，其含有的粉塵、硫化物會浸入土壤，進入底下水體之中，造成嚴重的污染。同時，煤礦生產用到的各類設備及工業(yè)材料會產生大量危險廢物，包括潤滑油機油、乳化液等，如果沒有按照相關危廢管理要求進行管理，也會造成嚴重的環(huán)境污染。

二、煤礦開采環(huán)境保護實施路徑

（一）地質環(huán)境保護

煤礦開采造成的地面塌陷等地質影響，需要采用積極有效的治理措施，針對地質破壞的實際情況和特點，將該影響范圍和影響程度降至最低。煤礦開采造成的地質結構中空情況難以杜絕，因此在煤礦開采作業(yè)前，需要在煤礦開采方案中增加相關的環(huán)境保護內容。如對于煤礦采空區(qū)域的保護處理方面，可以在煤礦開采的同時，增加支撐性構筑物結構，這些結構會替代原有的煤炭對采空區(qū)頂層和周圍進行支撐，從而使地質結構受力重新歸于平衡，避免出現(xiàn)坍塌等情況[5]。在煤礦開采過程中，做好排水措施，在煤礦開采完畢后，對于采空區(qū)需要進行填實處理，通過向區(qū)域中填入石塊和土壤，盡量恢復采空區(qū)的地質結構完整性，可以較好地實現(xiàn)環(huán)境保護的目的。

（二）水環(huán)境保護

水環(huán)境保護方面，則是需要考慮到煤礦開采中產生的污水如何有效處理。煤礦開采中要采用人工凈化方式，對于已經受到煤炭以及煤灰污染的水，可以采用抽取設備和凈化設備進行處理，這部分水雖然無法達到飲用水指標，但是用于日常生活方面是可以的[6]。如果煤礦企業(yè)在開采煤炭的同時還加工煤化產品，如尿素、甲醇、二甲醚等，這些凈化后的水體可以被有效循環(huán)利用，從而可以在保護水環(huán)境的同時，提高水資源利用率。

在《山西省煤礦水害防治工作規(guī)定》提出的相關標準和規(guī)定中，要求如果礦井存在老孔水害風險，需要生產單位配備專業(yè)技術人員，并配置相應的專業(yè)設備。同時，要按照要求構建排水、疏水系統(tǒng)，且該系統(tǒng)排水能力要達到《煤礦安全規(guī)程》中關于疏排水的相關規(guī)定。在疏排水系統(tǒng)建設沒有達到要求時，不允許開展任何的煤礦開采活動。另外，還需要配置相應的拍泵房，采用專業(yè)排水泵，在滿足基礎排水的同時，增強特殊情況下的排水能力。

在治理礦區(qū)水資源浪費時，可以通過排矸場雨水收集系統(tǒng)實現(xiàn)二次利用。雨水收集系統(tǒng)由集雨設備、過濾裝置、流通管路、貯水池、引流通道等構成。排矸場雨水歷經過濾裝置匯聚到集雨系統(tǒng)中，經過沉淀、過濾，再流通至貯水池。排矸場底部設置的貯水池可將雨水搜集，并進行二次利用。

煤礦原煤洗選廢水處理技術較為成熟，利用現(xiàn)代生化處理技術，可以大幅度降低廢水中有機物的含量，使其達到回收再利用的標準。洗煤廢水的處理方面，一般先經過洗選處理，然后通過建立的濃縮閉路循環(huán)體系，對廢水進行回收循環(huán)使用，達到不外排、不污染的效果。

（三）大氣環(huán)境保護

煤炭開采中很多環(huán)節(jié)都會產生大量煙氣和有害氣體，基于煤礦開采工作的大氣污染控制，除了常規(guī)方法以外，還需要結合現(xiàn)場監(jiān)測的有害物質，制定針對性的處理方案。除煙設備可以通過吸收和凈化煙塵氣體，將其中的煙塵顆粒物質過濾出來，將清潔的氣體排出。對于有害性氣體，則需要進行特殊的凈化處理，如煤礦開采中產生的硫化物，可以通過排煙管道輸送到凈化設備中[7]。凈化設備可以提供脫硫反應，通過燃燒和過濾技術將硫物質分離出來，由于硫是工業(yè)生產中需要使用的原料，因此脫硫后可以進行重新回收再利用。

對于燃煤鍋爐廢氣的治理，首先要做好除塵，考慮到粉塵具有高溫的特點，根據實際工況條件采用耐高溫布袋除塵器或者增加降溫系統(tǒng)。其次要做好脫硫工作，當前在相關環(huán)保領域中，雙堿法脫硫工藝是比較常見的方法，另外石灰石——石膏法脫硫工藝在煤礦生產中被大量應用。最后，脫硝處理也不可忽視，業(yè)界當前針對脫硝主要采用的是SCR工藝，另外SNCR脫硝技術在實際使用中的效果也比較好。

煤炭生產、儲存運輸方面產生的揚塵污染防治，一般可以通過采用防塵網覆蓋運輸車輛或者使用淋水噴淋的方式去除揚塵。在技術工藝持續(xù)改良的情況下，業(yè)界出現(xiàn)了將改性食品級液體植物纖維素用水稀釋，再通過噴灑的方式達到降塵目的的工藝。

瓦斯抽放的基本目的是為了保證采礦安全、保護環(huán)境，同時瓦斯氣體本身也可以作為能源被回收利用。在煤礦抽放瓦斯作業(yè)時，比較重要的設備包括瓦斯抽泵、封孔系統(tǒng)、鉆機及抽放管道等。在實際操作中，抽放泵啟動將瓦斯氣體通過抽采管道分別抽至濕式放散閥、水位自控式水封阻火器、水霧輸送系統(tǒng)等裝置，再通過發(fā)電機組運作進行發(fā)電。

（四）土壤環(huán)境保護

對于固體廢物的處理，需要依據環(huán)境保護的需求，降低其對土壤環(huán)境的影響。對固體廢物要分類處理，可以回收的固體廢物可以通過處理循環(huán)利用[8]。無用的無害固體廢物要按照環(huán)保要求集中統(tǒng)一運送到排放地點進行掩埋或者焚燒，對于有害的固體廢物則需要進行無害化處理后再進行上述的排放處理。一些巖石其中含有的有機物可以用于肥料生產，可以研發(fā)相關技術，將無用的固體廢物轉化為有用的資源。

煤矸石治理主要做法有填溝造地、煤矸石發(fā)電，或是將其制成鋪路材料、建筑材料等。在實際處理中，煤礦生產企業(yè)需要嚴格按照《一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標準GB18599-2020》的要求，對該類廢物進行合理管控和處理。另外，關于煤矸石的處理，業(yè)界還出現(xiàn)了一種新的處理方法，即利用天然有機質含量較高的廢水進行沖洗、浸泡，可以將煤矸石中的污染物釋放出來，再通過過濾及相應處理，將有機質用于經濟作物種植中。

礦區(qū)廢乳化液、潤滑油機油等工業(yè)危廢物質治理方面，采用的方法比較多樣化，其中物理、化學及生物方法具有各自的優(yōu)點。物理法一般是對這些危險廢物進行過濾、粉碎、篩選，結合蒸餾、氣浮等方法進行處理。針對業(yè)態(tài)危險廢物中的有機質，可以使用膜生物反映技術進行處理。另外，還可以采用厭氧發(fā)酵法、厭氧消化法等方法。一般煤礦企業(yè)產生相關危廢都是交由專業(yè)合法資質的危廢處置單位進行委托處置，作為產生單位需建立健全危廢管理。

三、結束語

煤礦開采環(huán)境的保護問題一直以來都受到廣泛關注。在煤礦開采方面，需要強化環(huán)保保護力度，降低開采作業(yè)造成的環(huán)境破壞和影響。在煤礦行業(yè)發(fā)展中，需要積極探討和使用有效的環(huán)境保護措施，提高環(huán)境污染防治水平。