吕梁市煤矿开采对水资源的影响评价及治理措施

王珍

摘 要：本文以吕梁市煤矿开采现状为背景，针对采煤生产活动中对于水资源的影响情况，对地表水和松散层孔隙地下水的影响途径和影响程度进行了分析，并最终提出了富有针对性的吕梁市煤矿水污染综合治理措施。论文的研究对于吕梁市开展绿色矿山建设、实现惠民工程和富民工程具有重要的借鉴意义。

关键词：煤矿开采；地下水资源；影响评价；治理措施

中图分类号：TD823；X820.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0005-02

长久以来，煤炭生产过程中对水资源环境的重视程度不够，随着煤炭的大量开采，对水资源的破坏也越来越严重，包括水资源的急剧减少和严重污染。孟凡生等[1]提出在煤矿开采环境影响中，地下水的破坏最为隐蔽、也最为严重；常建忠[2]以山西省为例，开展了矿区煤炭开采对水资源的影响分析；邵改群[3]则对地下水资源受影响程度进行了分区；曲红娟[4]针对晋中市煤矿开采情况，对水环境影响进行了评价并提出相应治理措施。煤矿开采对水资源的破坏，不但影响着人畜用水，也影响着生态环境和经济的可持续发展。本文则是以吕梁市为例，通过评价煤矿开采对水资源环境的影响，提出积极有效的治理措施。本文的研究成果对于实现煤炭资源的科学、绿色开采有很好的借鉴意义。

1 煤炭资源现状及开发现状

吕梁市煤炭资源主要分布在河东煤田北、中部的兴县、临县、柳林县、方山县、离石区、中阳县、石楼县，其次分布在西山煤田南西缘的文水县、交城县，以及宁武煤田南端岚县和霍西煤田北西缘孝义市。全市境内含煤面积合计10826.7km2，占全市面积的51.32%。含煤地层为石炭二叠系太原组和山西组。地层总厚度98～172m，一般厚度约140m。含煤10～17层。煤层总厚度13-15m，含煤系数9.3-10.7%。全市预测储量1538亿t，探明储量421亿t。

2000年以来随着山西省加大煤炭行业的整顿，经历关井压产、煤炭资源整合、煤矿兼并重组整合等三轮整顿，吕梁市截至2010年底共有煤矿128个，其中省属国有重点煤矿15个，设计生产能力4084万t/a，改扩建能力7754万t/a；原市属参与兼并重组煤矿113个（市管96个，国有兼并17个），生产能力11010万t/a。总体上看，吕梁市煤炭資源开发总体处于开发初期，孝义市西部、汾阳市、交口县煤矿已进入煤矿开发的中后期；兴县、石楼、临县北部、交城、文水中西部尚处于煤矿开发的前期准备阶段。今后一段时期正是吕梁市煤矿整合改扩建投产的高峰期，也是产能的快速增长期。

2 采煤对水资源的影响评价

2.1 煤矿开采对地表水的影响

由于吕梁市地处高原，煤矿绝大部分位于山区，地形复杂，河谷切割很深，水文网发育，因此地表水有限，沟谷径流很少，大部分为季节性河流，且煤矿开采至河床附近时，留有保安煤柱，大部河床底部与下伏煤层之间有隔水层存在，当煤矿开采沉陷未波及到地面时，地表水与矿坑水之间没有直接水力联系，彼此不发生影响。当采空区面积不断扩大，采空区导水裂隙带和地面沉陷范围也随之扩大，在局部地段，三带与地表水发生水力联系，地表水渗入地下或矿坑，因而使地表径流减少，水库存储量下降。在孝义兑镇河、下堡河中游，离石区北川河西属巴和东川河七里滩等地均有此现象，如图1所示。

其次是煤矿排污对地表水的污染。在煤矿开采与利用过程中形成大量废污水，按照目前我国煤矿生产特征，煤矿企业废水来源主要有下列几个方面：煤矿矿井水、选煤厂废水、矿区生活污水等。矿井水和废水的种类多，污染物含量大，成分复杂，危害大，随意排放导致的地表水污染是个突出的水环境问题。在这些废污水中相当一部分是含煤粉和岩粉污染物的矿井水，这些矿井水污染程度轻，处理容易，成本低，经混凝沉淀、过滤消毒处理后可用于煤矿生产用水。但是，长期以来，由于资金和认识等方面的原因，矿井水回用水平较低，这不仅造成对水资源的浪费，而且这些含污染物的矿井水外排造成环境污染。

综上所述，煤矿的大规模开采，造成大量的采空塌陷，地表开裂，原有砂页岩地层含水、隔水系统被破坏。这一方面导致裂隙水被大量疏干排出，地下水位下降，在开采高峰期由于矿坑排水使地表水径流量增大；另一方面采空塌陷及新增地下贮水空间（采空区）使得地下水含水系统的补径排特征发生改变，天然基流减少转化为矿坑水，改变了地下水系统对径流的调蓄作用，流域内地面径流的动态规律不再只受大气降水和地下水调蓄作用控制，它还要受矿坑排水动态及疏干含水层静储量的影响。这也使得水资源的时空分布更加不均衡。此外，大量的矿坑排水不仅严重污染了流域内地表水，还可能通过渗漏污染地下水系统。

2.2 煤矿开采对松散层孔隙地下水的影响

煤矿区松散岩类孔隙水包括新生界的第三系上新统及第四系地层，较大沟谷中发育冲洪积含水层，富水性较好；黄土丘陵区多以泉水出露，富水性不均一，水量小，但含水层分布范围广、埋藏浅是当地居民的主要供水水源，同时也是对煤矿开采影响较敏感。

吕梁市煤矿分布区大多属黄土丘陵区，当地村民大多因地制宜，采用浅井开采沟谷中孔隙潜水或结合较大泉点建设集中取水点。

（1）在煤层浅埋地带，煤矿开采形成的顶板以上“上三带”可能导通浅层孔隙含水层，使得孔隙水渗入井下，导致原孔隙水源干涸，如图2所示。

（2）在煤层埋藏较深的地带，“上三带”虽然不会沟通浅层孔隙水，但采煤沉降变形及表层张裂缝往往导致浅层孔隙水的含隔水结构发生破坏，浅层孔隙水短时或永久性漏失，使水井干涸；泉水出流位置发生转移，原有取水设施报废，发生这类情况在黄土区丘陵区最为典型。

（3）吕梁市范围内煤矿区地表河流大多为季节性河流，自净能力弱，未经处理排放的煤矿废污水沿沟谷排放将污染沟谷孔隙潜水，而这恰恰是区内村镇居民的主要供水水源。

由于浅层孔隙水源被煤矿开采破坏，大量村镇只得将供水水源转向深层岩溶水或从相邻村镇引水、拉水吃，供水成本大幅增加。在煤矿正常运转期，其供水费用尚可解决，若煤矿停产或闭坑后，则难以维持。

3 煤矿水污染综合治理措施

煤是工业的食粮，水是国民经济的命脉，两者都是人类生存发展的基本资源，也是吕梁最大最宝贵的财富，我们应当十分珍惜和爱护，为此建议：

3.1 依法办事，有章可循，有法可依

吕梁市是重要的能源化工基地，在开采煤炭的同时，应考虑其对水资源的破坏和污染问题，使采煤对生态环境的破坏得以控制和不再发展。坚决贯彻《矿产资源法》、《水法》、《环境保护法》等法规。根据《水法》第十六“凡因采矿而对当地单位或个人生活和生产造成损失的应由采矿单位负责采取补救措施和补偿损失”，凡因采煤而造成的土地破坏和人畜吃水问题，应由有关单位负责赔偿，其所造成的损失，并采取补救措施，解决影响范围内的人畜吃水问题。

对采煤深度在当地岩溶水位以下的矿井，规划设计单位应当全面研究，提出可行性研究，征求当地环保单位和水行政主管部门的意见，提出切实可行保护措施，在有妥善解决因疏干开采而造成的影响前提下，方可正式生产。

3.2 对于小煤矿，迅速统一规划，进行整顿

对于布局不合理，矿井过密，小矿包围大矿，导致生产不安全和煤水资源破坏严重的小矿，过去已发生过不少恶性事故，应当吸取教训，迅速实行关停并转。对有条件的小矿进行技术改造，努力提高资源回收率和综合利用程度，对其可能造成的煤水资源破坏，要有充分估计，并提出切实可行的补救措施，保证安全生产以适应国民经济建设和人类生存发展的需要。

3.3 以化解产能过剩为重要抓手，推动水资源及水环境保护

根据《吕梁市化解煤炭过剩产能总体方案》拟定的总体目标是：近期目标是l～3年内引导退出420万吨/年和减量重组退出产能90万吨/年；远期目标是3～5年内，置换退出产能1880万吨/年。在严格控制煤炭总产能的同时，从2016年起停止审批新建煤矿项目、新增产能的技术改造项目和产能核增項目，严格控制煤矿建设规模，控制生产能力增长，确保煤炭总产能只减不增。通过5年内置换退出产能1880万吨/年，按每开采1吨煤破坏0.2-0.25m3地下水计算，可减少采煤排水3760～4700万m3，同时可大大减少因采煤对水环境的污染等一系列不利影响和危害，开创煤炭相关行业可持续发展和水资源水环境保护的共赢局面。

4 结语

建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的大计，是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容。习近平总书记在谈到环境保护问题时他指出：“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”这生动形象表达了我们党和政府大力推进生态文明建设的鲜明态度和坚定决心。因此，在煤矿开采过程中开展水资源保护工作关系到全吕梁人民的福祉，要常抓不懈，一抓到底。

参考文献

[1]孟凡生，王业耀.煤矿开采环境影响评价中地下水问题探析[J].地下水，2007，29（1）：81-84.

[2]常建忠.煤矿区煤炭开采对水资源的影响研究——以山西为例[J].生产力研究，2015（2）：63-67.

[3]邵改群.山西煤矿开采对地下水资源影响评价[J].中国煤田地质，2001，13（1）：41-43.

[4]曲红娟.晋中市煤矿开采对水环境的影响评价及治理措施[J].地下水，2009，31（2）：92-94.

[5]刘慧.山西庞庞塔井田地下水环境影响评价研究[D].中国地质大学（北京）硕士学位论文，2013.