浅谈煤炭开采对地下水资源的影响

2019-10-21李航

科学与财富 2019年7期

李航

摘要：随着我国经济的快速发展，水资源问题是当今我国乃至全球范围内备受关注的环境问题之一。我国的水资源相对比较贫乏，同时由于煤炭资源的开采更导致了我国地下水资源的无法利用。煤炭资源的开采破坏了地下水循环系统，同时污染了地表水，使得大部分矿区面临着水害威胁、水资源紧缺和生态环境恶化等问题，严重影响了人们的生产生活和生态平衡。研究了煤炭开采对地下水环境的影响，为改善煤炭开采对地下水环境的影响提供理论依据。

关键词：水资源; 煤炭开采 ;地下含水层;破坏

前言

随着近些年来煤炭开采强度和延伸速度的不断加大提高，矿区的生态环境遭到严重破坏而作为生态环境质量中首当其冲的地下水环境更是遭到严重破坏。随着对煤炭资源开发力度的不断加大和对煤炭综采深度的不断增加，在开采过程中会对含水层造成严重的破坏，导致地下径流中断，综采过程中的矿井水、煤粉等进入到地下径流中，造成地下水的污染，给人类的生活用水造成了极大的安全隐患。因此煤炭开采过程中对地下水影响的研究迫在眉睫。

1 矿区开采对地下水资源的影响

1.1煤炭的开采大幅度减少地下水资源量

水资源系统能够在一定程度上进行缓慢的更新与恢复，但是在煤炭开发的影响下，不仅影响了水资源的补给量，而且降低了水资源的可利用量。由于在煤炭开发过程中会出现地表裂缝的现象，因此增加了降水的渗入量，进而在一定程度上造成了地下排水量的降低的状况。另外，煤炭的开采会造成开采区上部的土块出现坍塌的情况，使得地表径流沿土层裂缝损失，从而出现河流水流量降低的状况，最终对水资源的可利用量造成严重的影响。

1.2煤炭开发破坏水资源循环系统的正常运转

在自然界中，水资源循环系统包括降水、蒸发及径流等过程，而由煤炭的开发而引起的地表的坍塌现象会破坏自然界水资源循环系统的正常运转。一方面煤炭的开发破坏了地下水与地表水之间的转化关系，另一方面使得煤炭区的水循环更加复杂。首先，在对煤炭进行开采之前区域地下水储量能够自然调节，但是在煤炭开采之后，地下水量大幅度降低，从而导致地下水运动的方向发生变化;最后，在煤炭开采过程中的排水过程能够改变地下水径流与地表水下渗的速度，使得煤炭区的地下水循环系统变得更加复杂。

1.3煤炭开采影响地下含水层水位

由于煤炭的开采会导致地下水层水分的大量流失，使得井水的水位降低，因此煤炭的开采会在很大程度上影响开采区地下水位或是井水量。

对煤炭进行开采对地下水含水层的破坏形式主要有三种形式：

（1）在建设矿井与进行生产的过程中，实施开凿井筒等环节将含水层直接暴露，从而导致矿井涌水的状况;

（2）采空区覆岩导水裂缝带会对顶板的含水层产生影响，造成地下水渗透到井下进而破坏含水层;

（3）通过采矿裂隙的作用，底板高压水会突破煤层隔水底板进入采空区，引起底板出水的状况。

对煤炭的开采会破坏之前含水层的力学平衡，这样上覆岩层在失去力学平衡之后发生移动，甚至会出现断裂的状况。因此可以发现，覆岩破裂会对土体中的水位造成影响。如果导水裂隙带对上覆含水层造成影响时，会导致含水层中的水流向采空区，进而使水位降低。如果对采空区进行充分开采时，采空区边界的高度会高于中央高度，而如果没有充分开采，则采空区中央会成为最大的破坏高度，从而导致这时的含水层水位降低最为明显。

1.4煤炭的开采影响地下水质量

在对煤炭进行开采的过程中，不可避免会产生废渣及废水，同时污染当地的水资源。一方面对煤炭区域内的水资源造成严重的污染，另一方面严重影响开采区周围居民的用水质量。通常情况下，地下水的污染是由人类活动造成的，使得地下水的成分发生很大的变化，有害成分增多，进而破坏正常的生态坏境，危害人们的身体健康。

煤炭的开采对地下水资源的污染主要体现在直接污染与间接污染两个方面。一方面，在煤炭的开采过程中，排放的废渣、废土等废弃物堆放在地面，经过雨水的浸湿及氧化作用会分解出大量的废水，这样的废水随意排放会直接进行当地居民的供水与排水系统中，影响居民的用水质量;另一方面，煤炭的开采会造成地表水水位的下降，进而引发坍塌现象，这样污水就通过裂缝直接进行地下，对水资源造成间接的影响。

2 制定有效的措施保护地下水资源

对地下煤层的开发不可避免会造成煤层顶底板的涌水现象，破坏地下水环境。因此，要加紧对保水采煤技术的研究，不仅需要防治矿井突水现象，又要保护地下水资源，实现绿色开采技术。

2.1部分开采

部分开采，顾名思义就是在煤炭开采的过程中只开采部分煤炭，通过剩下的部分煤炭对顶板岩石的运动进行控制，防止导水裂缝的宽度进一步加宽，从而达到保水开采的目的。在实施部分开采的过程中，保留的煤柱能够支撑上覆岩层，进而在很大程度上缓解覆岩的移动破坏。

2.2合理留设防水煤柱

在水体上下进行煤炭开采时，为达到规定的开采要求并有效保护地下水环境，需要确定合理的煤炭开采的上下限，保证在煤炭开采的过程中形成的导水裂缝不会对含水层造成严重的影响。因此，在水体上下进行煤炭开采时保留有效的防隔水煤岩柱能够有效保护煤炭区的地下水环境。

2.3煤炭区矿井水资源的合理利用

矿井水是在煤炭开采的过程中由于开采而导致的地下渗透水、防尘用水及人工疏放水等构成的废水。矿井水的合理利用，一方面能够实现水资源的合理利用，保护地下水环境，另一方面环节了煤炭区工业及生活用水短缺的状况。因此，要高度重视煤炭开采过程中矿井水资源的合理利用工作，提高对矿井水的处理能力及处理效果。

3结束语

综上所述，煤炭的开采与加工，一方面对地下水资源量造成严重的影响，另一方面也会造成地下水位的下降与地下水的污染等问题。因此，要加强对地下水资源的保护措施，对煤炭开采过程中出现的废水进行严格的控制，同时增强对地下水污染的防治工作力度，全面保护煤炭地下水资源环境。

参考文献：

[1]裴晓峥.煤炭开采对地下水环境影响的研究[J].山西化工，2018，38（06）：204-205+211.