煤炭开采环境问题及治理措施

2014-04-17李劲

技术与市场 2014年3期

李劲

(山西汾西正令煤业有限责任公司，山西孝义032311)

0 引言

我国煤炭资源比较丰富，为了缓解我国资源紧缺的问题，促进国民经济的发展，预计我国在未来很长一段时间内都会将煤炭作为我国的主要能源。煤炭不仅属于非可再生能源，而且在其开采的过程中也会造成严重的环境污染。例如土地污染、水污染、大气污染、植被破坏以及煤矸石污染等。

1 煤炭开采造成的主要环境问题

1.1 对土地、水、大气等的影响

煤炭开采过程中对土地资源的破坏主要有土地挖掘、土地压占和土地塌陷等。露天煤矿开采过程中对土地的破坏主要是土地的挖掘和压占，虽然露天煤矿在我国所占的比例比较小，但是其开挖对土地的破坏却是非常严重的，这种现象在我国西部地区比较常见，并且由于土地的破坏，加快该地区土地荒漠化和水土流失。由于我国煤矿开采主要以井工开采为主，开采一段时间之后极易引起土地塌陷，破坏了土地的完整性，而且如果未对其进行及时地处理，将会导致土地出现大面积积水和土地盐碱化问题，这样不仅严重减少了矿区周围地区的耕地面积，而且还影响到了农民的正常生活，加剧了农民与煤矿企业之间的矛盾，这种现象在我国的东部平原地区比较常见。

由于煤矿的开采破坏了矿区原有的水文地质条件，而且采煤过程中引起的地裂缝、塌陷等导致采区周围的含水层发生了移动或变形，严重改变了含水层原有的结构。如果地下含水－隔水层发生变化，不仅会影响地下煤矿的正常开采，而且还会影响周围农民的饮用水资源。在矿井废水不断排放过程中，会严重降低地下水位，甚至导致地下水枯竭，地表水也会受到影响，出现河流断流、水源枯竭等，影响了农作物的正常生长。

在煤矿开采过程中也会对大气造成一定的污染，主要有以下三个方面:①露天煤矿的开采过程由于需要爆破和排土场扬尘极易污染周围地区的空气。露天煤矿一般被认为周围地区最大的周期性污染源，通常是煤爆破一次就会对周围产生严重的破坏。②煤矸石由于长时间堆放极易与空气中的氧气结合发生自燃的现象，燃烧过程中还会产生大量的煤尘进入空气中，污染了空气的环境。煤矸石在自燃的过程中会引发高温，进而导致煤矸石发生溶解，从而释放出大量的H2S、SO2、CO、CO2以及氮氧化合物等有害气体。这些污染了的空气会严重威胁人类的身体健康。③矿井生产过程中排放的煤层气也会引起温室效应，由于矿井煤层气的主要成分是甲烷，其引发的温室效应通常是二氧化碳的20 多倍。

1.2 对绿色植被的破坏比较严重

煤炭在开采过程中，由于矿井的建设需要大量的木材，有科学家计算过，每万吨煤将会需要使用坑木150 m3计算，那么全国每年仅煤炭开采过程中就需要消耗6 500 亿m3的木材，这严重破坏了我国森林的可持续发展。除此之外，由于煤矿开采过程中会造成地下水位的下降，导致地表水含水层的含水量大大减少，严重影响了植被对水分的吸收。由于在我国煤炭体制改革之后，一些小煤窑被关闭，但是部分业主由于受到利益的驱使，经常出现偷挖煤矿资源的现象，这些都会对周围植被产生严重的影响。

1.3 煤矸石占地、自然污染严重

煤矿每年都要排出大量的煤矸石，并且这些煤矸石一般都是就近堆积。随着堆积量的增加，逐渐扩大了对周围土地的侵占面积。通过统计发现，仅2012 年我国由于煤矸石堆放侵占土地的面积就已经达到了15 000 多亩，而且由于煤矿开采速度的不断增加，每年都会有更多的土地被占用。煤矸石经过雨蚀、风化之后，表面被风化的物质会在雨水、风的作用下进入地表或大气，严重污染了地表及大气的环境。下雨天这些污染物质也会随着雨水流入河流中，而且煤矸石中的硫离子和亚铁离子也会随着雨水的冲刷流向地表或河流，严重污染了周围的水体环境，对周围植物和人类的生存造成了严重的威胁。

2 解决煤炭开采过程中环境污染的主要措施

2.1 土地、水以及大气污染的治理措施

在煤炭的开采过程中，不可避免的会对周围土地造成破坏。因此，本着“谁污染，谁治理”的原则，煤炭企业必须要做好对破损土地的复垦工作，而且相关政府部门也要加大对土地和环境治理的力度，通过组织社会、企业、群众共同合作以实现对破坏土地的有效治理。要根据实际情况，对破坏的土地进行科学、有效的治理，保证土地能够逐渐的恢复耕作，同时利用煤矸石来对矿区的低洼地、塌陷区以及矿井采空区等进行回填。煤矿开采过程中对于水资源的治理也是必不可少的环节，通过对矿区水资源进行优化处理，对洗煤水、矿井水、煤矸石淋滤水等进行二次处理，必要的时候也可以建立一个小型污水处理厂，以对各类污水进行分类处理，只有处理合格之后的污水才能进行排放。大气污染问题已经成为煤矿开采过程中比较普遍的问题，通过引进先进设备和技术，以减少污染气体向空气中的排放。同时，在进行煤矿开采过程中，也可以通过高压喷雾、煤层注水、行声波雾化等措施来减少气体的释放，对于治理大气污染具有重要的意义。

2.2 做好矿区植被的防护和治理工作

为了更好地保护植被的可持续发展，不仅要采取措施对矿区周边的植被进行保护，而且还要对已破坏的植被进行恢复。对于破坏比较严重的矿区，一般会采取人工造林、植草以及疏林补种的方法，必要的时候也可以进行封山育林，以提高保持水土能力。有些地区由于短时间内无法对煤矸石进行及时、有效的处理，则要求其采取措施尽可能减少对周围环境的污染。坚持“宜草则草、宜林则林”的植被保护原则，做好矿区和煤矸石堆场的植被保护工作。如今，随着相关技术的进步，矿区的绿化已经逐渐从单纯植树种草转变为绿色生态系统了。为了更好地避免煤矿开采对环境的污染，我国90%以上的矿区都开始进行绿色生态工程建设，以达到治沙固土、恢复植被、保持水土的目的。

2.3 综合利用煤矸石

如今，我国煤矸石的主要用途是用于制砖，但是由于煤矸石的堆积量远远大于制砖过程的消耗量，导致仅仅依靠这一技术很难缓解煤矸石对环境所造成的的污染。因此，应该对其进行不断的探索和研究以获得一些新用途，尽最大努力缓解煤矸石所造成的环境污染。例如可以从以下几个方面进行试探性的研究:①利用煤矸石进行发电。在利用煤矸石进行发电时，一般选用循环流化床锅炉，然后在其中加入白云石或石灰石进行脱硫处理，这样可以有效的减少氮氧化物和硫氧化物向空气中的排放量。每千克煤矸石燃烧可以释放1 200 kJ 的热量，这些热量不仅可以进行发电，而且还可以用于供热，燃烧后的灰渣还可以作为建筑材料。②利用煤矸石回填凹地和采空区。利用煤矸石进行回填不仅可以减少煤矸石对土地的破坏，而且还能有效的减少其对空气和水体造成的污染。一般用于回填的煤矸石以石灰岩、砂岩为主。