东坡煤矿开采对矿区环境的影响及治理

乔 庚

（山西中煤西沙河煤业公司，山西 朔州 036002）

1 矿区自然环境概况

东坡煤矿位于山西省朔州市境内，区域地貌属低中山缓坡丘陵区，黄土广布，植被稀少，区内沟谷大致呈南北向和东北向树枝状分布，切割剧烈，水土流失严重，形成典型的黄土高原地貌景观。本区河流属海河流域，永定河水系。马关河、七里河由北而南经本区东西两侧汇入永定河。本区植被类型属干草原类型，在河谷地段主要有中生草本的河漫滩草甸。本井田地处晋北高寒地带，气候寒冷干燥、风沙大，属典型大陆性气候。

2 矿井开采对矿区环境的影响

东坡煤矿始建于1980年，设计生产能力0.21 Mt/a，2008年经过技术改造，设计生产能力1.5 Mt/a，现开采4号煤层，一井一面。煤层厚度4.5 m，采用一次采全高开采工艺，东翼盘区已接近采空。

本矿全井田开采各煤层后，塌陷范围约5.2 km2，最大下沉量约13.5 m。地表塌陷除对地面建筑物产生不利影响外，还对当地农业生态环境产生不利影响。随着采空区的扩大，塌陷造成的裂缝使周围农田被切割，不利于耕种，降低了土地的利用率。当地表裂缝与地下导水裂隙带贯通或导水裂隙带贯穿含水层时，地表水体和地下水可能沿裂隙产生透水、下渗，使浅层地下水降低，改变了地表植物耕层水分原有的动态关系，使上覆土壤更趋干燥，不利于植物生长。

煤矿开采中产生的废弃土石及煤矸石如不妥善处置，将进一步加剧本区的水土流失。

工业场地锅炉房排烟、煤炭加工及运输过程中产生的扬尘，将使大气环境受到影响。

生产、生活污水的排放将使地表水受到污染，高噪声设备及交通噪声将干扰居民的生活环境。

主要污染源及主要污染物：

（1）污废水：水污染源为矿井井下涌水、工业场地生产、生活污水。主要污染物为COD，SS。

（2）大气：大气污染源主要为工业场地锅炉房及筛分破碎车间。主要污染物为TSP，SO2。

（3）固体废物：本矿井固体废物主要为锅炉炉渣及生活垃圾。

（4）噪声：本矿井主要噪声源分布在工业场地主、副井提升系统、通风机房、锅炉房、空压机房、坑木加工房、维修车间和筛分破碎车间等。此外还有交通噪声。

3 污染的治理

3.1 污废水防治措施

工业场地产生的污废水主要来自以沐浴和食堂为主的生活污水，污水产生量1 118 m3/d。排水采用污水、雨水分流制排水系统，污水经室外排水管网汇集至生活污水处理站,采用地埋式污水处理设备，处理能力为50 m3/h，其工艺见图1。

图1 工艺流程图

经处理后 CODcr≤45 mg/L，SS≤30 mg/L，达到《污水综合排放标准》（GB8798—1996）一级排放标准，同时满足《农田灌溉水质标准》（GB5084—92）排放要求，用于农田灌溉，非农灌季节通过地表冲沟排入七里河。

矿井水处理系统设有一座V=800 m3调节池和两座V=400 m3复用水池。根据井下水水质情况，水源中的浑浊度变化较大，设计采用JSQ型一体化净水器对原水进行净化处理。井下水处理站处理规模为200 m3/h。处理站内设2台JSQ型一体化净水器，该净水器将混凝、沉淀、过滤3个主要处理环节合成一体，过滤后水悬浮物控制在10 mg/L以下，可满足井下消防洒水要求。处理工艺见图2。

图2 处理工艺

矿井水经过处理后1 520 m3/d用于井下洒水，150 m3/d用于绿化。

3.2 大气污染物防治措施

3.2.1 锅炉烟气处理

锅炉房采用2台DZL10-1.25-AII和1台DZL6-1.25-AII蒸气锅炉。锅炉燃用的煤平均硫分1.13%，平均灰分30%。锅炉房最大排烟量78 000 m3/h，采用水浴除尘脱硫装置，除尘效率为97%，脱硫效率为75%。锅炉房采用砖砌烟囱，烟囱高度45 m，出口直径1.4 m。经计算，烟尘排放浓度90 mg/m3，排放量24.2 t/a，SO2排放浓度为225.6 mg/m3，排放量61.0 t/a。因此，工业场地锅炉房烟尘及SO2排放浓度远低于《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—2001）中Ⅱ时段二类区标准的要求。

3.2.2 运输扬尘处置措施

汽车运输扬尘主要是沿途超载抛洒及道路行驶引起的二次扬尘，因此对物料运输提出具体要求：

（1）限制汽车超载，采用箱车，防止煤炭撒落。

（2）粒径较小的原煤装车外运时，应对表面进行加湿、压实处理。

（3）运输汽车出场前对轮胎、车体进行清洗，并及时清扫路面。

（4）厂区对道路进行硬化，并要对路面经常清扫和洒水，保持路面清洁和相对湿度。

采取以上措施可抑尘80%，治理后道路扬尘14.8 t/a。

3.2.3 储煤排污治理措施

本工程原煤采用方仓存储，总储量为150万t/a，煤仓起尘率取2%，起尘的85%自然沉积，仓顶设布袋除尘器，除尘效率取99.9%，经计算，采取布袋除尘处理后，煤仓扬尘量为4.5 t/a。

储煤场要规范建设，储煤场中需设防风抑尘网、喷淋、建挡风墙、绿化带等措施，防止煤尘对周围环境造成污染。

原煤在工业场地内临时储存、输送转运、跌落、装载等过程中均有无组织煤尘排放，针对排污特征提出以下要求：①采用皮带输送机及皮带走廊应设计为封闭式；②尽可能减小原煤入堆仓的落差高度；③由于临时储煤场的储存量较小，设计在临时储煤场四周设置喷淋装置，采取洒水抑尘的措施。

3.3 固体废弃物防治措施

本矿井固体废物主要为锅炉灰渣，产生量为0.722万t/a，作为建筑材料外售。生活垃圾产生量16 t/a，由朔州市环卫部门统一处理。

3.4 噪声防治

本矿井各噪声源源强在84 dB（A）～100 dB（A）之间。对空压机、通风机等噪声影响严重的设备设消音器，机房内壁作吸声处理；锅炉房的风机置入室内，风机配备消声器；副井提升机房设隔音控制室；机修车间安装隔声门窗。对于交通噪声，除提高矿区专用线的路面标准，避免穿过人口稠密区外，路两旁种植降噪绿化带。采取以上措施后，噪声满足排放标准的要求。

3.5 矿区水土保持措施

3.5.1 工业场地水土保持措施

在工业场地，以场内主要道路为骨架，营造防风滞尘隔离林带，同时起到绿化及美化作用。道路两侧采用不对称形式布设林带，将场地内不同功能区进行分隔。

对矿井工业场地和风井场地及井田边界采取预留保护煤柱的措施；对地面采空区大尹庄采取搬迁，魏家窑、石东村留设保护煤柱的方法防止塌陷。

3.5.2 公路专运线水土保持措施

本井田内道路等级较低，一般情况，地表塌陷对道路行车影响不大，对个别路段破坏较严重的，需对路面进行整修,即可保证其正常行车。对公路专运线水土保持主要采取工程护坡、植被护坡，并设置绿化带等综合措施。

3.5.3 采动影响治理措施

对采动影响造成的土地、农田、植被破坏，应根据《土地复垦规定》及《中华人民共和国水土保持法》等有关规定，按照采区接替顺序制定复垦规划，并积极筹集复垦费，鼓励土地使用者进行土地复垦，并取得当地政府的支持和配合。

根据采动影响程度分为地表轻微形变、地表塌陷比较严重和地表严重塌陷破坏3种情况，采取不同的复垦措施，包括：

（1）地表轻微变形的土地：这类形变一般不影响农田耕种及山林、植被生长。对农田可适当给予整平费，由土地使用者自己整修即可恢复土地使用。山林、植被自然恢复。此种类型适宜恢复到原有土地状态。

（2）地表塌陷比较严重的土地：需对地表裂缝和坡坎进行填充、整平。对受影响的山林、植被进行扶正、移栽和重新植草，达到林业复垦。

（3）地表严重塌陷破坏的土地：这类土地由于受塌方的作用，农田将减产，土地数量减少，山林、植被不能正常生长，应作征地处理。对农田中裂缝较大，坡坎高差大于1 m以上的，以机械平整为主。对地表塌陷的土地复垦费由矿方支付，可由矿方对破坏土地进行复垦、复垦后移交给农民，也可由农民自己复垦，矿方支付合理复垦费。

此外，在受采动影响的范围内，根据水土保持的有关规定，结合当地实际情况进行退耕还林还草，土地复垦可按林业复垦进行，以减轻当地水土流失的程度，有利于当地生态环境的快速恢复。对输电线路和管线加强巡视，发现问题及时维护。

3.6 场区绿化

场区占地面积13.74 hm2，绿化面积1.82 hm2，绿化系数20%。在噪声、粉尘较重的区域如矿井工业场地、风井场地、公路两侧进行绿化。其中，厂前区为矿井重点绿化区，在办公楼的前后种植观赏植物及四季常青的树木、种植整洁的草坪、间种花卉。生产区在产生粉尘较多的装车场地、锅炉房堆煤场周围种植高低相间的枝稠叶密的树木，形成绿化带。矿井通风机房周围种植隔声和滞尘性能好、树冠较矮的树木。场内道路两侧种植高大乔木，并搭配常绿灌木和绿篱。