晋祠泉域采煤保水措施初探

2014-04-06史胜军周林康

山西水利 2014年9期

史胜军，晋华，周林康

（1.太原理工大学水利学院，山西太原 030024；2.太原碧蓝水利工程设计有限公司，山西太原 030024）

1 前言

晋祠作为我国重点文物保护单位和山西省著名的风景名胜旅游区，晋祠以其清澈透明的“难老泉”泉水衬托着它的美好风光。自20世纪70年代以来，由于泉域内岩溶地下水的大量开采和西山煤田的大规模开发，致使泉域岩溶水资源采补严重失衡，地下水位持续下降，造成泉域断流、部分区域出现地面塌陷等一系列环境地质问题。针对日趋恶化的泉域水环境，近年来省政府及有关部门采取了多种有效的治理和保护措施，实施了煤矿兼并重组、关井压采、关迁高耗水企业等措施，特别是汾河清水复流工程的实施，极大地改善了晋祠泉域地下水环境，使断流10年的清徐县平泉村“不老泉”复流。然而，泉域内水煤资源共存的条件决定了煤炭开采对水资源的破坏是不可避免的，因此，探寻采煤保水措施成为目前泉域内煤炭资源开发和水资源保护亟需解决的问题。

2 泉域概况

晋祠泉域是太原市第二岩溶大泉，分布于太原西山一带，泉域总面积2030 km2，其中煤田分布面积约1393 km2，占泉域总面积的69%。行政区范围主要包括太原市的万柏林区、晋源区、清徐县、古交市、娄烦县等县（区），煤炭是以上各县（区）的支柱产业。截至2011年，泉域内矿井数由2006年底的275座整合兼并为53座，30万t/a以下的小煤矿全部淘汰，整合后矿区分布面积占煤田面积的52%。泉域岩溶水作为太原市工农业生产和居民生活的重要供水水源，对太原市社会经济发展具有举足轻重的作用。进入20世纪80年代以来，随着太原市经济的快速发展，煤炭产能不断增加，煤矿矿坑排水和岩溶水开采量持续增加，导致晋祠泉流量持续衰减，到1994年4月20日晋祠泉完全断流，泉水断流不仅加剧了泉域生态环境的恶化，而且使当地水资源供需矛盾日益突出。因此，在煤炭开采过程中将防治水与水资源保护结合起来，实现采煤保水，是晋祠泉域实现可持续发展的关键所在。

3 采煤保水措施

3.1 依法限采禁采，保护泉域水资源

山西省裸露及隐伏岩溶区总面积达11.3万km2，占山西省国土面积的72%，是我国北方最大的岩溶区。全省19个岩溶大泉面积6.4万km2，占全省面积的41%。为有效减小采煤对泉域水资源的影响，自20世纪80年代起山西省、太原市制定了《山西省地下水资源管理暂行办法》《山西省水资源管理条例》《山西省泉域水资源保护条例》《太原市晋祠泉域水资源保护条例》等地方法规，并划定了泉域重点保护区和水源地保护区。因此，依据省市相应的法律法规，结合晋祠泉域地质水文地质条件，首先应禁止开采位于重点保护区的煤层；其次对不属于重点保护区的井田应提倡分层或矸石充填开采方式，以最大限度地减少对当地岩溶水的影响；再次要求泉域内所有矿井禁止降压疏干排放岩溶水，并对带压高、排水量大的矿井实施闭矿措施。

3.2 完善泉域矿井水资源论证和水环境影响评价

水和煤共存于地下岩层中，一方面采煤、煤炭洗选需要用水，另一方面采煤导致的地裂缝、地面沉降对水资源的影响和破坏是直接的、严重的。为保持泉域内煤炭工业的可持续发展，尽量降低采煤对水资源的破坏程度，应对泉域内新建和改扩建煤矿项目以及已建矿井进行项目的水资源论证和水环境影响评价工作。在水环境评价时应特别关注采煤对农村饮用水工程破坏的评价，有影响的要求矿方提出解决预案，以保证农村居民安全饮用水不受影响。

3.3 建立煤矿开采对水资源影响的监测系统

采煤势必影响、破坏水资源，但如何将采煤造成的影响和破坏程度降到最低，实现采煤保水目标，是以水资源可持续利用支撑社会经济发展的关键所在。为达到这一目标，最基础的工作就是对正在生产的、准备改扩建和新建的煤矿进行实时监控，以全面了解煤炭生产过程中对水资源的影响和破坏程度。监测内容主要包括煤矿的开采量、开采深度、采空区面积、用水量、回用水量、排水量、排水水质等，并定期编制煤矿对水资源破坏和影响的监测分析报告。通过对煤矿排水量、水质、采空区、开采深度和开采量的分析，掌握煤矿排水量的变化规律，以及排水量与煤炭开采量、开采深度、开采层位的关系；确定煤矿开采对水环境的影响及造成的危害程度；分析煤矿排水量的回用状况及存在问题；预测煤矿开采对水资源的影响趋势，提出煤矿开采对水资源影响的防治对策与措施。

3.4 实施矿区生态环境治理工程

矿区生态环境治理工程建设是矿区可持续发展的必由之路。在矿区生态建设中需要解决煤矿开采中防治水与水资源保护的有机结合，煤矸石、矿渣等固体废弃物堆积对水环境的污染问题，矿区的生态恢复等问题。因此在晋祠泉域内进行生态环境治理，一是应实现矿坑水的回收利用，提高水资源综合利用率。二是应对工矿区煤矸石、矿渣进行资源化利用和无害化处理，减少污染。三是应建立各种类型的矿区生态建设基地，在泉域内形成各种级别、类型的“植被水库”，弥补采煤对地下水的破坏，逐步形成与煤炭开采同步的生态恢复建设机制。