西北高强度采煤区保水采煤研究现状

高学良

【摘  要】保水采煤的基本思想是在1990年后形成的，保水采煤技术合格有两个检验指标，没有造成泉水干涸和大幅度减流、植被生长未受到大的影响。现阶段，保水采煤技术成为我国西北地区煤炭工业健康发展的研究热点。对于煤炭行业而言，煤炭的开采与煤炭工业的可持续发展息息相关，合理、有效、安全的开采也是行业未来的发展方向。本文通过概括高强度采煤的危害和西北高强度采煤区保水采煤技术存在的问题，提出相关对策解决保水采煤出现的问题。

【关键词】保水采煤技术;西北地区;高强度采煤;研究现状

前言

当前，煤炭行业的各个环节与流程都面临严峻挑战。比如煤炭开采环节，目前还存在因规划不精准而导致的资源浪费和生态破坏，煤炭安全事故也是时有发生[1]。针对这一特点，保水采煤技术开始得到较多关注，保水开采的目标是在防治采场突水的同时，对水资源进行有意识的保护，使煤炭开采对矿区水文环境的扰动量小于区域水文环境容量[2]。如何确保矿区地下水位剧烈变化的同时，地质和地表的环境未发生破坏性的变化，是煤炭行业应该思考的问题。

（一）高强度采煤的危害

1. 植被破坏

要想采地下的煤，必须把地表的树木和草清理掉。树木和草等植被的作用是保持水土不流失，从而提高水土保持能力，减少土地荒漠化，物种多样性。煤炭开采需要大量的木材，开采一万吨煤炭平均消耗150立方米左右的木材。全市仅煤炭开采业一年需消耗木材约10万立方米，木材的供不应求迫使煤矿行业多渠道收购木材，从客观上讲，助长了滥砍滥伐，导致了育伐比例失调[3]。同时地下水位下降，地表含水层含水量减少，使植被生长受到影响。

2. 空气污染

采煤的流程是采煤机割煤，刮板机往外运，液压支架支护放顶，破碎机破碎煤，转载机转载到皮带上，最后通过皮带运到地面。这一系列的过程都建立在使用机器的基础上，煤中有大量的粉尘，煤炭有相当一部分靠汽车运输，撒漏现象非常严重，大量煤炭流失，使街道煤尘飞扬，造成空气污染[4]。人的生命和空气的健康息息相关，因此要对空气的质量重视起来，如果不及时采取控制空气污染的措施，人们的健康将受到严重威胁。

3. 地面水受到污染

矿井废水中悬浮物等污染物浓度较高，特别是流经含硫铁矿煤层的矿井水，酸性很大，不仅具有腐蚀作用，还污染水资源，据西北地区某一的矿井废水抽样检测，其悬浮物浓度平均值为290mg/L，平均化学耗氧量浓度值为527mg/L，硫酸根离子浓度高达2500mg/L，最低PH值仅为2.8。这类矿井废水如不经处理就外排，将严重污染地面水体，淤塞河道和农田渠道，造成土壤板结，对农作物影响很大，对地质结构产生的破坏将无法弥补。

（二）西北高强度采煤区保水采煤存在的问题

1. 地质条件勘测识别

西部矿区因为特殊的自然条件，比其他地区更依赖地下水，而地下水的植被在煤层开采过程中会约束受保护含水层富水性精准识别，还会影响隔水层隔水性空间变异精准识别。如果不及时采取有效措施，加强地质条件勘测识别的精准度，会影响煤炭开采的进度，同时还可能因为识别不精确，导致煤炭的过度开采，影响生态环境的平衡。

2. 生态重构与修复

高强度采煤区会出现强度开采和重复开采的现象，在此条件下，会导致导水裂隙带的高度探测和预测方法受到影响。没开采一处矿区，生态环境都会受到或多或少的破坏，矿山开采没有规范的生态损害检测与评价;对于过分开采的矿区，矿山土地复垦问题得不到有效落实;生态重建技术和生态修复策略还需完善，高强度开采区的生态还得不到保障。

3. 水与生态约束条件

由于植被对地下水依赖性识别与量化没有固定标准，也没有精确的仪器进行识别与量化，因此地下水与地下植被种类无法被识别。无法维系生态安全的水位阈值，植被对水位骤降的响应也没有落实。另外没有构建生态环境损害检测体系，高强度开采和重复开采条件下岩层控制及矿山生态环境机制受到影响。

（三）解决保水采煤技术问题的相关对策

1. 加强地质条件勘测识别的精准度

开采煤炭前要对此项开采工程进行可行性分析，地质条件勘测识别和量化就是其中一项重要指标。只有保证地质条件勘测识别的精确度，才能使开采的程度、开采措施合理，为煤矿的顺利开采奠定基础。

2. 完善开采后的生态修复策略

对部分废弃外排的废水进行治理。部分煤矿虽然停止了采煤，但仍有矿井废水外排。主要是部分煤矿的采煤巷道间接相通，矿井废水全部从标高最低的井口外排，并將原有老巷道岩石断层和风化层中硫铁矿中的铁离子等浸取出来，导致废水中铁离子和硫酸根离子的浓度很高，严重污染水体环境。所以，对部分废弃矿井外排的废水必须进行治理，修建沉淀池，井投加石灰等药剂，经中和、反应、沉淀处理后，再达标外排。政府部门也要加强监督，对违反规定的矿区采取惩罚措施。

3. 慎重高强度开采和重复开采

对于高强度采煤区，每一次开采都要进行精密的分析，切勿出现过度开采影响生态平衡，慎重高强度开采和重复开采。实施封山育林，采取植草、人工造林和疏林补方式，提高地表涵养水源、保持水土的能力。

结语

综上所述，通过各个部门的不断努力，保水采煤技术得到了很大的发展，也取得了提出生态水位概念、深入研究了含水层分布及生态价值等重要成就。本文概括了在地质条件勘测识别、生态重构与修复、水与生态约束条件方面存在的问题，提出加强地质条件勘测识别的精准度、完善开采后的生态修复策略、慎重高强度开采和重复开采三个相关对策。为煤炭行业提供新的参考价值。

参考文献：

[1]段中会，李楚源.水体下保水采煤理论分析及关键技术研究[J].煤炭科技，2019，40（02）：4-5+15.

[2]范立民.“保水采煤的理论与实践”专辑特约主编致读者[J].煤炭学报，2019，44（03）：665-666.

[3]范立民.保水采煤面临的科学问题[J].煤炭学报，2019，44（03）：667-674.

[4]侯恩科，车晓阳，冯洁等.榆神府矿区含水层富水特征及保水采煤途径[J].煤炭学报，2019，44（03）：813-820.

[5]孙魁，范立民，夏玉成等.基于保水采煤理念的地质环境承载力研究[J].煤炭学报，2019，44（03）：831-840.

[6]范立民.西北高强度采煤区保水采煤研究现状[J].中国煤炭地质，2017，29（03）：44-49.

（作者单位：山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司）