煤礦井工開采誘發環境問題論文
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1煤炭開采誘發環境問題
1.1開采過程中的環境問題煤礦開采過程中，為了保證采掘工作面的安全生產，必須將工作面周圍能產生威脅的水體全部排出，隨著開采時間和開采深度的增加，煤層頂板或底板含水層中的地下水被大量抽排，形成了以礦井為中心的大方為的降落漏斗，深層地下水水位的下降往往需要極長的恢復時間，使得相關泉水流量降低，嚴重的甚至斷流。同時，地下水降落漏斗的形成改變了原有的地層平衡，產生大量的采動裂隙，地下水隨采動裂隙進入采掘空間，受煤層及人為影響形成地下水污染，這類水體經抽出后，往往不經過處理就排入地表，對地表水環境構成威脅。其次，煤礦開采必然會用到大量的木材，從客觀條件上助漲了濫砍濫伐現象的發展，另一方面開采導致地下水水位的下降也嚴重影響了礦區地表植被的生長狀況，加之礦區建設等等，是的礦區生態系統平衡被破壞。
1.2固體廢棄物污染問題礦區固體廢棄物主要包括煤礦開采過程中巷道掘進的廢石、貧礦、選礦后排出的尾礦或其他廢渣等。這些堆積場地一般物質雜亂、質地松散、入滲速率高、保水能力差，即使經過人工堆墊處理形成土場，也較難被利用。特別是一些尾礦廢棄地，由于尾礦數量龐大且含有大量難處理的有毒有害成分，經雨水等淋溶之后，包括Cu、Pb、Zn等重金屬以及多環芳烴等有機污染物隨之流出，污染礦區周邊地下水及土壤。尾礦經風化后會形成松散的細小顆粒，導致礦山泥石流發生；同時，隨風飄起的細小顆粒會造成周圍環境受體產生呼吸道疾病。此外，尾礦尤其是煤矸石山本身就可能發生自燃或爆炸，危害環境和人類安全。
1.3采煤塌陷問題煤礦開采會形成大量的采煤塌陷區，其形成一方面造成耕地面積減小，另一方面會引起一系列的地質環境問題。采煤塌陷使原有地面標高降低、形成地表移動盆地、產生地裂縫、改變土壤結構等，特別是在一些地下水水位較高的平原地區，大量塌陷區常年積水，形成塌陷濕地，使土地喪失原本的功能。一般來說，根據地面沉降的劇烈程度可將塌陷區分為淺層塌陷地、中度塌陷地和深度塌陷地三種。塌陷區的形成嚴重影響礦區的生態環境，是的原有的水文地質條件發生改變，加劇水土流失、土壤貧化等問題的產生和發展。同時，塌陷形成的積水區，由于水體受到原有土壤環境的影響，土壤氮等營養元素的循環條件發生改變，增加了水體產生富營養化的可能性。
2.1合理規劃，保護水資源主要通過控制礦井水排放量和防治開采對水資源的污染兩個方面進行合理規劃，從而對礦區及周邊水資源進行有效保護。首先，應當通過合理的布置輸水系統，節約用水，對現有水體進行合理利用，實行排供結合的優化管理措施，從總量上減少礦井水的排放。同時，在煤礦開采規劃和防護方案設計的過程中，應當合理的預留保護煤柱，保護相關井泉，防止因礦井突水造成的地下水資源大量外排。其次，從煤礦生產的各個環節入手，根據井下污水的排放特點，合理布設排污點，盡量控制生產過程對地下水資源造成的污染，從源頭上減少污染源的產生；通過科學的監測手段對開采區域的水資源量和水質變化進行監測，為開采過程中的水資源保護提供依據；針對已經污染的礦井水，經過污水處理后再進行排放，防治污染地表水體；對選礦等產生的廢水，盡量經過處理進行綜合利用，可用于選煤補充水，或用于綠化及井下消防。
2.2固體廢棄物綜合利用煤礦固體廢棄物主要為掘進等的矸石以及洗選等排出的尾礦，占用大量的土地資源，并且對環境造成污染，在處理過程中可以考慮對其進行綜合利用，實現環境和經濟效益的最大化。首先根據資源利用最大化的原則，對尾礦進行進一步的加工，回收貴重礦產元素，改進洗選技術并結合一定的工藝，將尾礦中的難選煤、黃鐵礦、稀有微量元素等回收進行利用。其次，可以將矸石、尾礦等作為二次資源，變廢為寶，研究表明，我國煤矸石發熱量在3347.2~8336kJ/kg[15]，一般可以將這部分熱能進行轉化利用，如將產熱量較高的煤矸石粉碎后摻入煤中進行焚燒發電；此外，利用煤矸石本身的可塑性、燒結性等等，經處理后可以用來制磚、燒水泥、生產陶粒或者合成其它產品。目前，一些礦區利用廢石和尾礦填充井下采空區或煤礦塌陷區，一方面節省了其它填充材料；一方面對廢棄物進行利用，減少了土地占用，取得了較好的效果。
2.3采煤塌陷地綜合治理根據采煤塌陷的形成原因以及特征，主要從預防、減少塌陷以及塌陷后的生態治理兩個方面對采煤塌陷地進行綜合治理。采煤塌陷地的形成將導致地面標高降低、耕地面積減小、土壤結構改變等一系列的地質環境問題，對社會、環境帶來嚴重的影響，因此，在煤炭開采過程中應當采取合理有效的措施控制采煤塌陷地的形成。鼓勵煤炭開采單位自主創新，研究采取先進的采煤技術及工藝流程，如矸石井下直接回填等。從而減少礦區地表塌陷范圍及塌陷程度，一方面減少了土地破壞，一方面降低了地表塌陷的治理成本。根據采煤塌陷地類型的不同，對礦區已經形成的塌陷地，其綜合治理方法也有所差別。對于淺層采煤塌陷地，根據礦區地形采取不同治理措施，對于丘陵地區，可以適當采用“削高填凹”的方法，結合施肥等治理措施，以恢復土地耕種；對于平原地區，可以采用“挖深墊淺”的治理方法，將挖塘和造地結合起來，排出地表積水的同時恢復區域大面積耕地，達到土地的充分利用；此外，還可以利用矸石等填充，表層覆土后進行綠化改造。中度塌陷區往往存在季節性積水的區域，其治理過程相對復雜，一般以漁、耕結合的方式，實現環境、經濟的協同發展。對于一些深度的塌陷區，往往既存在季節性積水區，又存在非季節性積水區，此類塌陷區往往采用多種方法綜合治理，將非季節性積水區進行改造，形成人工濕地，利用水體自凈能力穩定礦區污水，發展漁業產業，在周邊建設改造，形成綠化景區等等，作為第三產業發展旅游及服務業。一方面調節區域微氣候，改善了礦區生態環境，一方面為人們提供休閑娛樂的場所。目前，該類型的處理措施已經在多地發展起來。
3結論
煤礦開采為我國帶來經濟發展的同時也對自燃環境造成了危害，而這些危害的治理往往是一個復雜而緩慢的過程，因此，我們一方面要注重煤炭資源的合理開發與高效利用，另一方面又要注重對自然環境的保護，堅持預防為主的原則，綜合治理礦區生態環境，實現經濟、社會、環境的和諧發展。目前我國在礦區環境問題的治理上已經取得一定成績，但仍需要進一步的提高：(1)鼓勵企業自主創新，運用先進的技術手段以及設備，最大限度的減小煤礦開采對生態環境的破壞，預防重大污染事故的發生。(2)規范并健全礦區環境保護的法律法規，制定礦區環境治理相關標準，結合不同礦區特點制定經濟合理的治理措施。
作者：汪小龍成杰單位：山西東桉煤業有限公司中國礦業大學環境與測繪學院
