煤矿开采对环境的影响分析及控制策略研究

王柱军

中平能化集团天煜光电有限公司，河南 平顶山 467000

在我国的能源结构中，煤炭是主要的能源，2008年，我国的煤炭消费量就达到占能源消费总量的68.7%以上，总销量达到27.4亿t，这一比例已经远远高于世界平均水平。煤矿产业在为全国经济发展做出重大贡献的同时，也留下了许多对环境地质危害的因素。我国每年因采煤引起的水资源枯竭，地表塌陷、裂缝，山体滑坡、泥石流，地面沉降等地质灾害仍呈现扩张的趋势，这对我国经济的可持续发展和社会的稳定起到了严重的制约作用。

1 煤矿开采对环境的影响

1.1 生态影响

煤矿开采项目可引发地下水漏失，地下水漏失又会造成采煤层沉陷，采煤层沉陷对自然植被和农作物又产生了不利影响，植被和农作物的缺失进一步引起地下水漏失，并进一步造成泥石流、滑坡、水土流失等地质灾害，以此恶性循环，建筑物破坏导致居民不得不进行搬迁，造成不利的社会影响。

1.2 土地资源的影响

煤矿开采对土地资源的直接破坏主要从以下3个方面来体现：首先是煤矸石等一些固体废弃物，包括露天矿剥离土石、洗选煤矸石、采煤排矸、井下开采掘出的废石以及其他生产生活垃圾，这些煤矿开采所产生的废弃物在地面上大量堆积，侵占并污染土地资源；其次就是由于采用井工方法开采地下煤层，形成采空区地裂缝、地表塌陷等；最后由于露天采矿改变了岩土的结构和分布，大量剥离表土的同时危害植被，对原有的地表生态系统造成了极大破坏，植被破坏必然导致土地资源丧失，水土流失加剧；除此之外，由采煤所造成的地表径流减少或干涸、地下水漏失极大的降低了土地的质量，土地不能聚存水分，土地一直呈现旱地的形式。

1.3 采场环境的影响

长期的煤矿开采对于采场环境也产生了极大的破坏，最主要的表现就是矿井突水。由于矿井突水具有规模大，突发性强的特点，对采场环境往往造成严重的破坏，因此它已成为我国煤矿开采中面临的最严重的地质灾害。并且随着我国矿井生产向底层和深部发展，矿山水灾事故将会越来越严重。煤层下伏含水层水、煤层上覆含水层水、地表水以及老空区和老窑区积水是我国煤矿开采过程中矿井突水事故的主要来源。在进行采煤活动时，当煤层埋藏浅时，常常会引起采煤层塌陷到达水体底部，这样地表水就会进入矿井形成突水；还有可能暴雨、洪水位超过河流的最高洪水位线以下时，洪水灌井，造成矿井突水事故。矿井突水事故中，水量大小与补给条件、裂隙发育程度、含水层的埋藏深度等因素有关。并且矿山突水一旦发生，将很难治理，因此矿山开采过程中含水层的水位高于煤层时，应采取带压开采的方式进行。

1.4 水资源的影响

煤矿开采对水资源的影响主要表现在对地表水及地下水的影响。首先是对地表水的影响。地表水环境影响主要体现在以下3个方面。一是从资源综合利用和的矿井水处理利用率、途径方面进行分析，保持项目相应指标与国家相关环保政策相符合，提出具体的矿井水综合利用方案，提高可操作性；二是从水质角度分析污水处理措施的可行性，分析污水外排对地表水体的环境影响；最后论证防水煤柱留设的合理性；从水量角度评价采煤对地表水体水量的影响。其次是对地下水环境的影响。一般煤矿开采过程中，对掘井过程出现的少量井下涌水，采取处理后再排放或回用。但是往往由于煤炭开采对井田评价范围巨大的影响，可能导致井泉流量减小，甚至干涸。

2 控制煤矿开采对环境影响的策略

2.1 对地表沉陷影响采取的措施

当土地由于地表沉陷带来一系列恶劣的影响时，应根据宜耕则耕、适林则林、因地制宜的方式对土地进行恢复建设。采取经济补偿与生态重置相结合的土地整治方案，务必要对采区边界及井田内较大的村庄、井田内的河流、煤层露头、井田边界等留设进行保护，保护井田范围内的断层两侧的煤柱。根据村庄受地表沉陷程度、村庄人口多少和村庄分布特征对受影响的村庄采取搬迁、修复、加固等措施。

2.2 地质灾害影响的防护

煤矿开采对地质最重要的影响就是能诱发岩体崩塌和滑坡。因此，在煤矿开采工作进行之前，应事先对采区中滑坡上的居民进行提前搬迁安置工作；在事先对滑坡体的岩石移动观测的基础上，采取周围设排水沟、植物护坡等综合治理手段，同时还要在滑坡体前缘采取挡土墙、打防滑桩等工程措施；应提前做好应急预案来应对地质灾害的发生；灾害发生后，对受损的植被和农田及时进行恢复。这里主要介绍一种充填复垦法，这是最常用的一种地质灾害恢复工作。这种方法是利用矿区附近的露天矿剥离物、粉煤灰、煤矸石、尾矿等可供利用的充填材料充填采空塌陷，起到对塌陷的土地进行恢复。具体方法是，先将塌陷区表土剥离另放，然后再用煤矸石、尾矿进行填埋，最后充填煤矸石、尾矿至目标标高以下0.5m处，再填埋表土直到达到原标高，这样既可以保持原来的土质和肥力，使地形得以复原，又减少了因堆积煤矸石、尾矿而占用的土地，减少了塌陷即废石对环境的污染。

对于滑坡的治理方法主要是采取疏排地表、地下水、加固边坡、锚固、改变滑体外型及支挡等措施以防治滑坡，但对于一些极其危险的滑体不能起到防范作用，因此永久性地改变边坡岩体内的应力状态是保持边坡稳定性的最简便方法。

2.3 水资源影响的防护

在井田内河流两侧和断层预留防水煤柱是防护煤矿开采对水资源影响的最有利措施。在采取具体防护方案时，应严格按设计留设保护煤柱，保护煤柱内的井泉，避免突水外排引起的环境污染事故，禁止周边小煤矿超界开采等。由于煤矿开采对当地居民的生活、生产用水造成了很大的影响，因此必须事先制定供水预案，由煤矿企业设水管线提供关键时刻供水，保证居民的用水需求。为防止污染浅层地下水，煤矿企业还应在矸石场区和工业场区设立永久观测孔，时时刻刻能对地下水质和水位有了解，保证能在第一时间得知危害的发生，使带来的危害降到最低。目前我国应用最广泛的防护措施就是采取在井田内和井田边界断层两侧设保护煤柱，或者在河下设保水煤柱，采用沉淀、混凝等工艺处理技术，使得矿井涌出水达到煤炭工业污染物排放标准，这一方面减少对河流补给水量的影响，另一方面也极大的减少了对泉水的影响，

2.4 环境空气影响的防治措施

煤矿开采过程中对空气的影响主要分为两个时期。首先是在建设期，这时候的污染物主要为运输车辆产生的扬尘和尾气、混凝土搅拌站产生的少量粉尘、建筑材料现场搬运及堆放扬尘、地表扬尘、土方的挖掘和堆放扬尘等，为了减少这个废弃物的排放，施工营地应尽量采取电等清洁能源或液化气作燃料；其次还可以在运输车辆覆盖篷布，尽量降低装卸高度并要对散落物及时清除防止由于风力等作用造成这些废弃物的传播；在施工区域设洒水设施、对运输车辆及时进行清洗、混凝土搅拌尽量设置在下风口、建立材料库房堆存等，这些对于煤矿开采对空气的影响起到了很好的抑制作用。其次就是煤矿对于生产期的环境影响。在煤矿开采现场，空气的评价主要来自于运营期燃煤锅炉的环境影响和施工期扬尘的影响以及对高瓦斯矿井综合利用的影响。因此，煤矿开采企业应充分利用防治设施，保持矿井的同步投产使用。

3 结论

综上所述，通过将针对性的环保措施应用到煤炭开采的过程中，可最大限度的减小煤炭开采对环境的影响，从而在保证社会经济效益的同时提高环境生态效益，保证二者的协调统一。要强化环境监督管理，遏制污染事故的发生。此外，还应通过增加安全防护装置，增加设备安全防护设施的投入来对煤矿开采工具进行整改；加强岗位职工的环境保护教育，提高环保意识，促进绿色生产，保证煤矿开采工作的安全有序、高效节能的进行，为煤矿企业经济建设和发展提供坚实的基础。总之，既要重视经济的增长，又要将环境意识运用到管理中，从而实现人与物的结合、理论与实践的协调，达到煤矿开采的可持续发展。

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