浅谈煤炭开采对矿区及周边生态环境的影响

胡荣涛

（福建省华厦能源设计研究院有限公司，福建 福州 350001）

1 煤矿开采对矿区周边环境的影响

1.1 煤矿开采对土地资源的影响

煤炭的开采主要分为露天开采和地下开采两种，无论是地下开采还是露天开采，都需要剥离地表土层，改变原有土地结构，都将对矿区地表植被造成破坏，影响矿区周边生态环境平衡。

福建地区的煤炭矿山主要为地下开采，对于矿区地下岩土而言，在开采过程中采取疏水降压措施，使得岩体孔隙间水体支撑作用力消失或者不同程度减少，从而诱发岩土松动。当煤层采空后，采空区围岩应力场发生改变，有可能诱发采空区上覆岩层下沉，从而引起地面沉陷。此外，矿山工业场地与生活区的建设和井工开采后煤矸石山对土地的压占和污染等均不同程度地对矿区周边土地资源产生一定的影响。据悉，福建省永安煤业有限公司仙亭煤矿矿区面积为3.0593km2，仅排矸场占地面积约达5.55hm2，其对地表植被的破坏、土地的压占等影响可见一斑。

1.2 煤矿开采对水资源的影响

煤炭地下开采过程中矿井疏水降压导致含水层水位减低。当采空区面积不断扩大，采空区上覆岩层中的地下水短时间内排向采空区形成矿坑水而被排出，从而人为改变了地下水的补给途径，破坏了矿山山体水平衡。煤层原生物矿物组分和井下残留污染物、遗弃的设备及物料，极易造成地下水硫酸盐、铁锰含量超标，受污染的矿井水排入地表后会对周边水体及土壤环境造成极大的污染。同时煤炭生产过程中的洗煤水含有大量的酸性物质、放射性物质和悬浮物，若未经妥善处理而将其排出，与周边地表水、地下水产生联系，就有可能导致矿区周边水体污染。

仙亭煤矿原建有1处矿井废水处理设施，设计处理能力300m3/h，主要用于处理废水中的SS和调节废水pH值。但随着地下开采深度不断加深和周边临近矿坑的陆续关闭，导致矿井废水量大幅增加，尤其在雨期时，最大排水量预测将达到1000m3/h。同时采空区的不断加深扩大与周边临近矿坑的关闭都人为地改变了地下水流向，打破山体原有的水平衡与补给路径，使得抽排出的矿井水水质变得更为复杂，矿井废水中铁锰含量显著增加。为确保生产废水达标排放，永安煤业有限公司斥资八百余万元新建一座具有先进处理工艺的污水处理站，用于处理仙亭煤矿的矿井废水及周边已关闭煤矿通过仙亭排水系统抽排的矿井废水，并将原有的落后废水处理设施作为应急处理系统。如图1所示。

图1 仙亭煤矿新建污水处理站实景图

1.3 煤炭开采对大气环境的影响

煤炭开采过程中，煤层解析出来的煤层气通过井口、开采裂隙排入大气。多数的煤矿都有瓦斯，煤炭开采过程中排放出的瓦斯不仅威胁井下开采的安全，而且对环境的污染十分严重。

煤炭开采中排弃的煤矸石，其总量约占煤炭产量的10%～20%，大多堆积在排矸场中形成煤矸石山。煤矸石在堆积过程中存在不同程度的氧化反应，释放出大量有毒有害气体。此外，在煤矿开采的各个过程中，都产生大量的粉尘，而这些粉尘往往含有大量重金属元素。随着这些气体及粉尘排向大气层，严重影响了矿区周边环境空气质量，而当这些粉尘沉降后又会污染周边的土地资源。

2 矿山闭矿后对矿区周边环境的影响

矿山关闭（闭矿）是指一座矿山或选矿厂区完全停止生产，并经一系列善后处理后永久性终止生产活动。但是矿山闭矿后，并不意味着其引发的生态环境问题的结束，矿山开采所遗留下来的环境安全隐患仍需要持续性的防范管理与投入治理。例如堆积的煤矸石山若是处理不当还有可能引发自燃，产生自燃废气，严重污染矿区及周边大气环境。而闭矿后的矿山多处于无人管理或是缺乏管理的状态，受污染的矿井水排入地表后引发周边水体及土壤污染。2019年中央生态环保督察发现，福建省龙岩市瓦窑坪煤矿由于闭矿后缺乏管理，导致废弃矿井水发生渗漏，部分矿井水未经处理流出，造成周边地表水水体污染。更有甚者部分小型私人煤矿关闭后基本处于无人管理状态，矿井水未经处理直排至河流之中，对周边生态环境造成难以估计的影响。

3 对煤炭开采环境治理的若干建议

3.1 土地资源治理

因矿山开采对岩土结构的破坏从而导致地表沉降，应及时进行修复加固。若沉降严重，威胁周边人民群众的生命财产安全，则需要因地制宜地治理沉降区。例如搬迁群众房屋至安全地带并将沉降区改建为耕地、林地、水产养殖等，进而逐步形成复杂的矿区农业、林业、渔业复合生态系统。此外，矿山配套的工业广场、平硐口和生活区等都需及时对开挖建设造成裸露的地表进行植被修复。

3.2 煤矸石等固体废物治理

煤矿开采产生的废渣、废石和剥离的土方应采取适当的综合治理措施。露天开采的矿场可将废土石输入采空区内，将煤层上部较为肥沃的表土剥离单独存放用于最后复垦回用，经土地平整后种植植被。

福建地区煤矿开采产生的煤矸石多堆积于排矸场中形成煤矸石山，且由于持续生产排矸，多数无法对排矸场进行全面的绿化。仙亭煤矿矸石场占地面积约为5.55hm2，目前排矸场已绿化面积不足1hm2。仙亭煤矿虽然相应地设置了拦矸坝、淋溶水沉淀池、截洪沟等环境保护措施，但是也仅用于控制、减少排矸场对周边环境的影响。对于采煤产生的大量煤矸石除了已知的用于填充开采产生的塌陷坑外，或可尝试将其回收利用。根据其矿物组成和化学成分的不同，利用不同技术回收加工后作为建筑材料二次利用，例如：煤矸石制砖、煤矸石矿物掺合料、煤矸石复合水泥等。

3.3 水资源治理与防护

煤炭地下开采矿井应建立相应的阻水墙、隔离层等堵塞围岩裂隙等导水通道，避免地下水发生串层污染。因疏水降压抽离的矿井水应经适宜的处理措施治理后达标排放，在煤炭闭矿后应根据实际渗水情况，切断地下水导向废弃矿井涌入路径，并对因水位回弹从废弃矿井流出的废水进行持续性治理与防护，以保障周边地表水环境不受污染。

4 促进煤炭行业绿色可持续发展的若干建议

4.1 建立科学完善的矿区生态环境质量评价体系

煤炭开采对矿区及周边生态环境的影响因素多种多样，影响的程度和效应也不尽相同。准确地评价和监测矿区及周边的生态环境系统的现状、发展水平与趋势，有利于及时找出所存在的问题，为矿区的生态环境预警和防护治理打下良好的基础。2006年，我国生态环保部制定了《生态环境状况评价技术规范》（HJ 192-2006），并于2015年对其进行更新完善。

4.2 构建煤矿开发区生态补偿长效机制

煤矿开发区生态补偿是指因煤炭资源开发，造成自然资源的破坏、生态环境的污染、城市丧失可持续发展机会而进行的治理、恢复、校正，所给予的资金扶持、财政补贴、税收减免及政策优惠等活动总称。煤炭开发区生态补偿是对煤炭开发造成的外部成本内部化，有利于调整利益相关者因资源开发引发的环境利益和经济利益的分配不均。2007年，我国在山西试点矿产资源改革，发布了《山西省煤炭可持续发展基金征收管理办法》，尝试对煤炭资源开发进行生态补偿。同年，中国环保部出台《关于开展生态补偿试点工作的指导意见》，推进了生态补偿实践探索。紧随之，福建省国土资源厅、福建省财政厅和福建省环境保护局联合发布《关于实施矿山生态环境恢复治理保证金管理办法有关事项的通知》（闽国土资综〔2007〕168号文），有效促进了福建地区煤炭矿山生态恢复。但是，时至今日我国的矿产资源生态补偿机制仍是以政府为主导对矿产开发区进行经济补偿，补偿模式单一，补偿资金不足。现有的生态补偿标准评估方法各有侧重点，尚未形成完善的矿产资源开发区生态补偿标准评估方法。

福建省永安煤业仙亭煤矿自2007年起不间断地对矿区生态环境恢复进行投入，仅资金投入至今已达千万级别。矿区自然景观得到了最大程度的恢复，保障了矿区及周边环境安全，使得区域生态环境得到保持和持续发展。但是许多中小型煤矿企业尤其是私人小煤矿根本无法独自承担起矿区生态环境恢复与闭矿后持续性治理的投入。完善矿产资源开发区生态补偿标准评估方法，提炼煤炭开发区生态补偿类型与模式，并构建煤矿开发区生态补偿长效机制，有利于今后煤炭开发区的生态环境修复、资源利用、经济社会协调，促进煤炭行业绿色可持续发展。

5 结语

煤炭开采对矿区及周边生态环境有着巨大的影响和破坏。关闭大量落后矿井，整合中小型矿山，将为煤炭矿区及周边生态环境的改善提供契机。煤矿企业应该主动承担起主体责任，恢复、保障矿区及周边生态环境，同时建立科学完善的生态环境质量评价体系。构建煤矿开发区生态补偿长效机制对促进煤炭行业绿色、可持续发展具有重大意义。