探讨煤矿开采引起的环境问题及对策

探讨煤矿开采引起的环境问题及对策

张刚柱

摘要：煤矿区是以煤炭开采为主要生产活动的区域，在其生产过程中将会产生大量的废气、废水及固体废物。基于煤矿区开采对自然环境污染产生的主要问题进行分析，并根据现状提出了相应的对策，以便于治理矿区自然环境的污染状况。

关键词：煤矿区；开采；环境问题；对策1煤炭开采引起的环境问题

煤炭是我国主要能源，对经济建设和社会发展具有重要的作用，是我国可持续发展战略实施的资源保证。但是，长期以来，由于我们对煤炭资源保护熟悉不足，对环境和生态保护重视不够，从而带来了一系列的环境问题，大体包括这样几个方面。

1.1岩层地表塌陷

岩层深处的煤采用地下开采方法。当煤层被开采挖空后，上覆岩层的应力平衡被破坏，导致上岩层的断裂塌陷，甚至地表整体下沉。塌陷下落的体积可达开采煤炭的60％～70％。地表沉陷后，较浅处雨季积水、旱季泛碱，较深处则长期积水会形成湖泊；塌陷裂缝使地表和地下水流紊乱，地表水漏入矿井，还使城镇的街道、建筑物遭到破坏。

1.2地层表面破坏

接近地表的煤层采用露天开采方法。露天采煤时，先挖去某一狭长地段的覆盖土层，采出剥露的煤炭，形成一道地沟。然后将紧邻狭长地段的覆盖土翻入这道地沟，开采出下一地段的煤炭，依次类推。其结果，平原采煤后矿区地表形成一道道交错起伏的脊梁和洼地，形如“槎板”；丘陵采煤后出现层层“梯田”。露天煤矿开采后使植被遭到破坏，地表丧失地力，地面被污染，水土流失严重，整个生态平衡被打破。

1.3矿井酸性排水

煤炭中通常含有黄铁矿（FeS2），与进入矿井内的地下水、地表水和生产用水等生成稀酸，使矿井的排水呈酸性。此外，矿区洗煤过程中也排出含硫、酚等有害污染物的酸性水。大量的酸性废水排入河流，致使河水污染。

1.4水位下降造成供水紧张

煤炭开采除了造成采空塌陷外，还危及地下水资源，加剧缺水地区的供水紧张。煤炭开采过程中的矿井水、洗煤水和矸石淋溶水等未经完善净化就被直接排放，对四周水环境造成了严重的污染。随着煤炭开采强度和延伸速度的不断加大提高，矿区地下水位大面积下降，使缺水矿区供水更为紧张，以致影响当地居民的生产和生活。另一方面，大量地下水资源因煤系地层破坏而渗漏矿井并被排出，这些矿井水被净化利用的不足20％，对矿区周边环境又造成了新的污染，严重影响了社会经济的可持续发展。同时地下水位的严重下降，也使区域内的作物大面积减产，抗御自然灾难能力下降，严重危害农业生产。

1.5粉尘飞扬及自燃

煤的开采、装卸、运输过程中，难免有大量细小的煤灰、粉尘飞扬，使矿区空气中的固体颗粒悬浮浓度增大，严重危害人体健康及矿区生态环境。开采出来的煤堆或地壳煤层经常会自动地缓慢燃烧。煤的自燃不仅浪费有价值的资源，而且释放一氧化碳、硫化物等有害气体，严重污染空气。

1.6噪声污染

煤矿区地面及井下各种噪声大、震动强烈的设备多如空气压缩机、风机、凿岩机、风镐、采煤机，据华北一些煤矿的调查测试，90dB以上的设备占70%，其中90～100dB的占45%，100～130dB的占25%。因此，矿山机械噪音被认为是矿区声环境污染的首要原因，其次，伴随着煤矿的不断发展，煤矿与外界的联系日益密切，车流量不断增加、载货汽车的吨位不断提高，交通噪音逐渐成为矿区噪音污染的又一主要原因。这种污染不仅损害作业职工的身心健康，对附近的居民区也有严重的影响。

2相应对策

2.1完善相应的规范标准

完善、修改煤矿开采的有关标准、规范，使煤矿开采的环境管理和治理具有可操作性、规范，使矿山环境管理和治理具有可操作性、针对性和科学性。实现煤矿开采从勘察、建设、生产、闭坑全过程的管理和监督有法可依。实现煤矿开采环境的改变—破坏—恢复—重建的良性循环，促进可持续发展。这就从源头避免、减少了环境问题的危害和地质灾害的发生。

2.2建立采煤环境补偿机制

在已有法律条款的基础上，紧密结合矿区环境的特点，建立起符合我国国情的矿区环境保护法律法规体系和技术标准体系，这一体系应覆盖矿区发展的全过程，对新上矿山项目的环境影响评价、在采矿山的环境保护和报废矿山的环境重建以及如何推进环境补偿机制，都应给出明确的法律规定，建议国家有关部门通过举行论证会、听证会或其他形式，征求有关专家和公众的意见，尽快研究、制订煤炭开采对环境进行补偿新办法，加速改善矿山生态环境，做到在保护中开发、在开发中保护，实现经济、社会、环境的协调发展。

2.3提供资金保障

环境治理和解决沉陷问题需要资金的保障。保护资源、环境治理、提高安全水平、解决沉陷问题和煤炭综合利用等方面都需要大量的资金，可以对煤矿开采企业收取适当的资金用于专项的资源与生态环境保护建设。这种做法至少在环境治理上提供了一定的资金保障。

2.4预防为主

长期以来我们的做法是在造成环境破坏后才去治理，而不是预防环境侵害的发生。各个煤矿非要等到造成严重的环境后果才大量投入进行弥补而不是预防。各个企业在给煤炭定价时就应该把防范和治理环境的费用计算在其中。为解决矿山生态环保的难题，有关环保部门应该建立健全矿山生态环境保护长效监管机制，严格矿山开采准入制度；完善矿山生态环境保护法规，加强矿山生态环境监管能力建设；进一步明确矿区生态环境治理责任，建立多渠道投资机制；采取多种形式加强宣传教育，增强全民资源忧患意识，在全社会形成保护矿山生态环境的舆论氛围。

2.5采用科学的开采技术

2.5.1清洁开采技术

在减少废弃物方面，改革巷道布置与支护，少开岩石巷多做煤巷，从总体上消除或减少矸石排放量；矸石井下处理技术（如宽巷掘进、沿空留巷、矸石充填等）。在减少有害气体排放方面，如实行煤层气预开发和井下瓦斯抽放等。

2.5.2推行减沉开采技术

地表沉陷控制主要有两种技术途径。一是以支撑煤柱为核心的技术，二是以充填体为核心的技术。

对支撑煤柱方案，主要原则是选择优化的煤柱留设方式，在容许地表下沉范围内最大限度采出煤炭资源。在我国，主要采用条带法开采，地表下沉系数为0.1～0.3。这一方案面临的问题是开采效率较低，难于实现综合机械化。房柱式采煤法在美国、澳大利亚等国家应用广泛，这种开采方法采用连续采煤机等现代装备，采煤效率较高，在适宜的条件下值得推广应用。

对充填体控制岩层移动的方案，原理是充分利用上覆岩层移动过程中可能产生的充填空间，注入充填材料，使充填体和岩层相互作用而形成一个稳定平衡结构，从而抑制岩层移动向地表发展。根据充填体所处的位置，可分为采空区充填和岩层内离层注浆充填。采空区充填即以充填材料置换煤炭，若充填及时、密实和工艺得当，可以使开采后上覆岩层不出现冒落带，从而显著减少地表下沉值。覆岩离层注浆减沉是一项较新的技术，它是从地面通过钻孔向开采过程的覆岩离层注浆，具有不干扰井下生产，且注浆成本相对较低的优点，这一技术与其他技术相结合，为地表沉陷控制开辟了广阔的前景。

2.5.3矿井水资源的保护和再利用

减少开采对水资源的影响，首先要减少进入矿井的总体水量。如地面修建疏排水设施，减少地表水、大气降水入渗补给矿井的水量。留设防水煤岩柱、注浆构筑挡水帷幕等也是减少矿井水量的有效途径。矿井水的资源化是一个重要的发展方向。煤矿的采选生产供排水沟系统，应尽可能采用循环系统，努力节约水资源，控制污染物排放浓度和排放量。