晋中市煤矿开采对水资源的破坏及其治理对策

牛理达

(晋中市水利局)

1 晋中市水资源与煤炭资源概况

1.1 水资源概况

晋中市位于山西省中部，东依太行山与河北省毗邻，西隔汾河与吕梁地区相望，北靠太原市和阳泉市，南与长治市及临汾地区接壤。全市总面积为16 347 km2，其中平川区 2 219 km2，山地丘陵区14 128 km2。据第二次水资源普查资料，全市水资源总量为11亿m3，人均水资源占有量367 m3，亩均190 m3，分别比第一次水资源评价结果减少30%、27% 和31%。人均水资源量仅为全国平均水平的16.7%，按照国际标准衡量，属极度缺水地区。

1.2 煤炭资源概况

晋中市跨沁水和霍西两大煤田，含煤地层几乎遍布全市各县区。全市含煤面积为12 582.83 km2，占国土总面积的77%，占全省含煤面积的20.5%;煤炭预测资源量1 082.15亿 t，已探明储量187亿t，占全省已探明储量的9.09%，具有低硫、低灰、发热量高等特点，开采利用前景广阔。

2 煤矿开采对地下水的影响

2.1 采煤漏水导致城市和农村饮用水源报废

据调查，全市20世纪80年代煤矿排水量最高可达2 810万 t/a。在关井压产后，煤矿排水达1 810万t。由于采煤渗漏，造成501个自然村、25万人丧失水源。更为严重的是，煤矿开采造成大面积采空区，破坏了地下含水系统的储存、循环条件，永久性地丧失了储水能力，而且对地下水和地表水也造成了严重污染。如昔阳县，由于采煤漏水，石炭系含水系统遭到破坏，城区及周边机井全部报废，城市供水只得改为地表水。灵石县静升河流域因采煤漏水，导致23处泉水干枯，城市截潜流供水水源报废。

2.2 煤矿开采使地下水位下降

煤矿开采破坏了地层蓄水构造，导致水位下降，人畜吃水困难。由于煤矿开采挖掘时经常放炮震动，回采冒顶使煤层顶板及相对隔水层产生了纵横交错的裂隙、裂缝，直接破坏了煤系地层的蓄水构造，使地下水位不断下降，水量减少。有关资料表明，一般采1 t煤需排1－2 t水，全市年产原煤3 024万t，排入河流的地下水就达4 500万m3，采煤排水直接导致了地下水位下降。左权县近几年来，由于采煤影响，地下水位大幅度下降，平均下降5－25 m，最大可达40 m，造成4个乡镇的30个企业、52个自然村、2.83万人吃水困难，报废水井63眼，其中深井3眼，影响面积达169.04 km2。如县自来水公司腰峪水源地2号井，水位下降34 m。据统计:“十五”期间，为解决煤矿开采造成的人畜缺水问题，晋中市共建饮水工程178处，解决了187个自然村81 933口人的饮水问题，但因煤矿不断开采，又使104处水源工程遭到破坏，致使104个村的40 233口人吃水困难，相当于实际建成饮水工程74处，造成水利资金大量浪费。

2.3 煤矿开采破坏了深层岩溶水

在自然状况下，作为岩溶水的隔水顶板，对岩溶水的形成及蓄存起着积极的作用。由于煤矿开采破坏了煤层的隔水作用，大量携带多种污染物的矿坑水汇入岩溶水系统，对岩溶水的水质、水量造成了严重的影响。如灵石县南关煤矿，开采深度100 m左右，岩溶水层70－80 m，岩溶水层水位明显高于煤层底板，岩溶水通过矿坑排入河道。据普查发现，南关煤矿当时的矿坑排水量达65.7万m3，吨煤排水量达2.19万m3。榆次区乌金山镇的平地泉村，煤矿开采以前有水浇地10 hm2，20世纪70年代末期有煤矿15座，以前的报废坑口多达40余个，曾经最高年产原煤50余万t，随着大量煤矿的不断开采，以前的平地泉见不到了，水地全部变为旱地，人畜无饮用水，3个自然村只好整体搬迁。

2.4 煤矿开采污染了地表水

煤矿的大规模开采，造成大量的采空塌陷和地表开裂，原有砂页岩地层含水、隔水系统被破坏。采煤疏干了地下水，减少了河川径流量，使宝贵的水资源转化为矿坑水。由于矿井污水处理费用很高，所以大部分矿井污水未经任何处理直接排入河道，又严重地污染了地表河流水，导致地表水体污染严重，使原本清澈的河水变得污浊并富含有毒有害元素。左权县温城村周围的3眼民用井水质受到严重污染，已无法饮用。据调查统计，左权县共有21眼民用井、1眼深井受到污染，占矿区水井总数的15%，使得11个自然村的6 045口人吃水困难。

3 矿坑废水对地下水污染造成的危害

矿坑排水不仅严重污染了河流等地表水，而且还可以通过渗漏污染地下水。调查发现，矿坑水里的主要污染物成份是亚硝酸、COD、BOD、氨氮、酚、汞、H2SO4、Mn、Fe 等。

据资料查证，我国现在患慢性病的人口约3亿人，其中:肥胖1.2亿人，高血压超过2亿人，还有糖尿病接近1亿人。近30 a来，我国癌症发病率呈持续上升趋势，每年新增肿瘤病人约250万人，其中癌症病人达160万人，这与人们长期饮用受污染的地下水有密切的关系。污水随食物进入人体后，有的污染物会降解，但一些重金属和有毒物则不会降解，在人体内积存起来，尽管每次进入人体的数量都不是很多，但经过长期富集与积累，这些有毒物质将会使人体细胞发生畸变，降低活性，增加致癌的发病机会。如果人们长期饮用含有重金属元素的矿坑水，污染物在人体中富集到一定的程度，造成的后果将不堪设想。长期饮用含超标汞的地下水，可引起肝炎、肾炎等疾病;饮用被镉污染的水，会损害人的肝、肾和骨髓等;长期饮用超标的砷水，则会导致癌变等疾病。

4 治理对策

4.1 积极开展水环境调查，提高水环境综合分析能力

通过对监测河段的典型断面、污染源、排污口的实地调查，及时了解河段水质状况、主要污染源等，以充分的数据依据，积极开展地下水环境脆弱性调查评价，为决策、管理和规划提供有关可靠资料，以指导新水源工程的选址、选线，合理布局工农业生产，调整产业布局。

4.2 以法律为依据，切实加强监督管理

坚决贯彻执行《矿产资源法》、《水法》、《环境保护法》等法律法规，全面规划，统一布局，合理开发，综合利用，严禁私挖乱采，力争做到既要科学地开发煤炭资源，又要保护地下水资源，使煤矿开采对水资源的影响程度降到最低。坚决打击私开小煤窑，维护全省煤矿资源整合成果，有效规范采煤生产。

4.3 加大废水处理力度，合理利用矿坑排水

据资料，一般矿坑排水约30%能利用，70%被排放到附近的沟谷和河道。晋中市年产生4 500万m3矿坑水，每年排入河流的废水为3 150万m3，既浪费了水资源，又污染了地下水。因此，必须对矿坑水进行洁净处理，加大矿坑排水的综合利用力度。一些煤质不好且排水量大的煤矿应立即关闭。对一些大型缺水矿区，应在政策上给予扶持，真正做到让废水合理排放，达到有效综合利用。

4.4 加强综合治理，改善矿区水生态环境

由于煤矿开采容易造成地面沉陷、地面裂隙、塌陷，造成了矿区水土流失严重，生态环境恶化。因此，应在煤矿开采区，大力开展土地复垦和水土保持，对其进行综合治理，改善矿区的水生态环境。

4.5 加强煤矸石的综合利用，防止二次污染

采煤过程中产生的煤矸石，在风化、淋溶的作用下，产生大量酸性水或带有重金属的离子水，下渗后可污染地下水，外流则导致地表水直接污染。同时，煤矸石在干旱季节易发生自燃产生大量SO2、H2S、NO2、CO等有害气体，造成周围环境更加恶化。因此，要按照减量化、再利用、再循环原则，积极开展煤矸石制作水泥、空心砖、铸造型砂等科学利用研究，以防止煤矸石造成二次污染。