1、1试述煤矿开采诱发的水环境问题摘要：本文首先分析了煤矿对地下水资源量和水质的影响，然后阐述了防治煤矿水资源污染的措施。 关键词：煤矿开采；水资源；影响；措施 中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号： 一、煤矿开对水环境的影响分析 1 对地下水资源量的影响 天然条件下，地下水资源长期处于动态平衡状态，即多年平均状态地下水的补给量与地下水的排泄量处于平衡状态。矿山开采引发的矿井排水、含水层疏干、采动破坏等因素，打破了原有的补径排关系，改变了矿区地下水的循环关系，使水循环变得日渐复杂 (l)对地下水补给量的影响 为了维持正常的矿井生产，以及矿区生活用水的需要，必须大量开采地下水或将可能
2、威胁到矿井安全的水排出。随着开采面积的扩大、开采深度的增加和不断的矿井排水，上覆、下伏岩体内部应力平衡和地下水的天然平衡状态被打破。在开采引发的冒落带、导水裂隙带和采空区内，原有的隔水层和含水层遭到破坏，将形成以矿井为中心的降落漏斗，在其影响范围之内，地下水流速度加快，地下水位急剧下降。由于水位差的存在，大量的地下水不断向矿坑汇流，将导致河流、沟渠及地表水2直接回灌。当因矿井排水及采动产生的裂隙足以引起地面沉陷或产生裂缝时，会导致地表水的入渗和径流速度加快。甚至部分不经过入渗直接通过导水裂缝和裂隙补给地下水，地表水向地下水的转化作用加强，水循环变得复杂起来。矿区局部地下水补给量略有增力口。 (
3、2)对地下水排泄量的影响 矿山开采前，地下水运动多以横向运动为主且运动速度缓慢，地下水的交换时间较长，蒸发路径长，有利于蒸发的进行。开采后，由于排水产生的降落漏斗不断扩大，地下水水位持续下降，加之原有含水层和隔水层的破坏，地下水的运动局部转变为垂向运动。地下水的径流速度加快，蒸发路径变短，蒸发影响范围内地下水水量变少，不利于蒸发作用的进行，地下水蒸发量减少。在开采影响范围内，无论哪种形式对地下水的补给，最终都可能会由于排水造成的水位差异而成为矿坑水的一部分。地下水的可利用量减少，对生产安全的威胁增加，为了采矿活动的正常发展，凡是对矿井安全可能造成威胁的地下水和矿坑水都要通过矿井排水排出，这样在
4、正常开采地下水的基础上额外增加了地下水的负担。因此虽然局部补给量增加，但整体的排泄量远远超过补给量，导致地下水的水资源量随着采矿活动的进行不断减少。 2 对地下水水质的影响 (1)直接污染 开采过程中，矿井水在井下流动的过程中，溶解了许多矿物质，其中包括一些重金属、微量元素以及部分化合物，同时还含有一定数量的煤屑、粉尘等杂质。一部分矿井水由于渗流作用渗透到地层中，直接对3地下水造成污染;另一部分未经处理的矿井水通过矿井排水向矿井外排放，在排放过程中，矿井水会与周围岩体裂隙水之间产生一定的水力联系，也会对地下水造成污染。由于矿井水的处理和利用率不高，大量的酸性矿井水被直接排放到地表、河流或湖泊，
5、不仅造成了水资源的浪费，还造成了严重的水体污染。这些受污染水体还可能通过地表水与地下水的水力联系，对地下水资源造成污染。煤矿在开采过程中会产生大量的煤歼石、煤渣等固体废弃物，这些废弃物长时间堆放在户外，在降水、潮湿空气和自身水分的作用下，会产生复杂的物理或化学反应。其中有毒有害物质(硫化物，碳酸盐类混合物，可溶性无机盐等)在水动力的影响下进入地下水环境，也会对周围地区的土壤和地下水造成严重污染。 (2)间接污染 在煤层开采前，煤层与地下水均处于应力平衡状态。煤层开采后，围岩中原始应力的变化，在煤层围岩中产生应力增加及降低区，这些变化将导致煤层上覆岩层产生断裂、冒落、离层、变形、移位等，破坏了岩
6、体的原始结构状态，形成新的采动导水通道。随着开采广度及深度的增加，形成的冒落带及裂隙带逐步上升，将有可能产生地表变形、沉陷及地裂缝。导致受污染水体通过河道、沉陷坑、裂缝等直接入渗或回灌地下，造成大面积的地下水污染，引发严重后果。矿井长期大量排水造成的地下水含水层疏千，会加速地表沉陷速度，扩大地表沉陷面积。 二、防治煤矿水资源污染的措施 1.矿坑水和生活污水的再利用 通过对矿井水处理后的资源化利用，可最大限度地减少煤炭开采造4成的水资源损失。矿井井下排水由井下排出至工业场地内的井下水处理站调节沉淀池内，再用泵提升加药后进入高效混凝混合器，然后进入混凝沉淀一体化净水设备进行反应及过滤等处理，出水经
7、消毒后回用。混凝沉淀一体化净水设备排泥至污泥调节池，经潜污泵提升至污泥浓缩池，再经污泥螺杆泵提升至污泥脱水机间进行脱水，泥饼外运。污泥浓缩池上清液、污泥脱水过程的分离液自流至前端的调节池，再次回收利用。充分利用矿井水，可有效减少对当地水环境的影响。矿坑水确有富余时，应进行处理使其达到地表水环境质量类水水质标准后排放，避免外排水对当地水环境造成污染。 2.固废物处置措施 建设期间，建设单位应按环评报告提出的土石方调配方案对排矸及弃土方进行妥善处置，不得外排。运营期间，建设单位应按设计要求将选煤厂选洗矸石破碎后同与煤泥以及部分原煤混合作为低质动力煤销售，矸石不堆存，生产后直接运往电厂；锅炉灰渣进行
8、地销利用，不堆存；生活垃圾委托环卫局处理，统一送至垃圾填埋场；矿井水处理站污泥全部掺入末煤产品销售，不堆存；生活污水处理站污泥干化后随生活垃圾处置，不堆存，从而有效防止对当地水环境产生不良影响。 3.采煤防水措施 煤矿开采对当地水环境的影响主要表现在对地表水系、上覆砂岩含水层和下伏灰岩含水层的影响。因此，在采煤中应采取如下防治措施：一是对地面建筑物以下设保安煤柱，严格控制越界开采。对水体下采煤的可靠性和安全性进行评价，合理留设安全煤岩柱十分重要。开采时要5严格选取保护层厚度，根据具体的采煤方法和开采厚度，确定防水煤岩柱的尺寸，确保导水裂缝带不波及上部含水层及地表。在断裂构造发育地段、柱状陷落区
9、域、采空区与新开采区隔离带一定范围内留设防水煤柱。二是坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，防止奥灰突水，保护奥灰水的水量不受影响。 4.地表塌陷防治措施 地表沉陷有可能造成路面低凹起伏不平，在拉伸区和压缩区造成路面的开裂等。建议：在井下开采期间，由于地表开始缓慢移动，变形并下沉，地表易形成裂缝或产生裂缝台阶，致使路面裂开或形成台阶状的断裂，影响正常交通。可采取有针对性的维护和修复措施，保障交通正常运行；井下开采结束后，地表移动变形和下沉缓慢结束，最终处于稳定状态，可根据路面受影响的程度和范围，确定是否需重修或大修。 5.建立地下水动态观测系统 应强化地下水监测工作，在地面和井
10、下分别打地下水观测井，边开采、边观测地下潜水和承压水的水位和水量变化，并组织专业人员长期观测研究，针对性地制定防水治水措施，确保矿井安全生产。煤矿应在查明井田水文地质条件的基础上，编制中长期防治水规划和年度防水计划。定期收集、调查和核对相邻煤矿的情况，并在图纸上标出其井田位置、开采范围、开采年限、排水情况等。 三、结束语 煤矿开采不可避免地对地质环境造成影响，因此必须采取有效有力的措施加以防范,将不良影响降到最低，保护了人民生产、生活的安全。 6参考文献： 1吴玉生，赵亚平等.煤矿开采对地下水资源的影响J.能源环境保护，2004，18(6). 2乔照华.山西省煤炭开采对水土资源的影响J.山西水土保持科技，2007，12(4).
