煤礦開發建設項目水土流失防治對策

宋 潔

(長治市水土保持試驗站，山西長治046000)

我國的煤礦開發建設項目主要分布在山西、陜西、河南、山東、內蒙古、黑龍江、貴州、寧夏、安徽、云南等省區。煤炭作為我國的主要能源和重要的戰略物資，在未來相當長的時期內，仍處于十分重要的地位。在煤礦開發建設項目建設和生產運行期間，若不采取相應的防護措施，就會產生大量的水土流失，會對周邊環境造成不可估量的損失。因此，有必要對煤礦開采項目的特點等進行分析，并提出相應的防治對策。

1 煤礦開發建設項目的特點

按開采方式的不同，可把煤礦分為露天煤礦和井采煤礦兩種。

1.1 露天煤礦

露天煤礦的建設生產主要經歷剝離、采煤、運輸、煤炭加工、巖土排棄5個過程，項目組成主要包括采掘場、內外排土場、工業場地、地面生產系統、地面運輸系統、防排水工程等。項目占地面積一般較大，地貌擾動和破壞嚴重，開發建設會產生大量的棄土、石、渣，并使礦區地貌發生顯著變化。排棄物使局部地段高差加大，土體被擾動并疏松，地表植被遭到嚴重破壞。露天煤礦的剝采比一般在211～1416 m3/t之間，大型和特大型煤礦在211～412 m3/t之間，小型煤礦在317～1416 m3/t之間。大型露天煤礦占地面積平均是小型煤礦的12倍;永久占地面積與臨時占地面積之比，特大型煤礦平均為5.4∶1.0，小型煤礦為14.5 ∶1.0。

1.2 井采煤礦

井采煤礦的建設生產主要經歷井筒與井巷掘進、采煤、運輸、煤炭加工、矸石排放5個過程，包括井下生產系統和地面生產系統兩部分，其中:井下生產系統包括井巷、硐室、裝備和地面構筑物;地面生產系統包括井筒工程、工業場地、行政生活區、地面加工及輸送系統、運輸系統、排矸場、供排水工程、供配電和供熱系統。單個井采煤礦的占地面積明顯比露天煤礦小得多，后者一般是前者的幾倍甚至是十幾倍。雖然該類煤礦的地面占地面積比較少，但其在建設期和生產運行期持續排放煤矸石，地下大范圍的開采、挖空、擾動易導致地表大面積塌陷，影響區域水循環及植物生長，破壞土地資源，降低土地生產力。井采煤礦的永久占地面積與臨時占地面積之比，特大型的平均為 1.2 ∶1.0，小型的為 3.8 ∶1.0。

2 煤礦開發建設項目造成水土流失的特點

2.1 露天煤礦

露天煤礦在建設期實施地面土建工程，如場地平整、建(構)筑物施工、道路及輸煤棧橋建設、鐵路專用線架設、管溝開挖等，造成大面積的地表被擾動，植被被破壞，大大地降低了原地表水土保持功能。占地面積較大的采掘場、排土場由于其邊坡較陡，也有發生坍塌或形成泥石流的可能。工程建設過程中形成的巨大松散堆積體，如遇大風、暴雨和重力作用，則極易造成土壤侵蝕，甚至誘發次生地質災害。另外，疏干水被大量外排，使當地的水資源受到嚴重影響，從而導致土地干旱化。

2.2 井采煤礦

井采煤礦因為在地下施工，所以對地表的擾動不論在面積還是在強度上均遠小于露天煤礦，但是因開采而產生的地表沉陷、裂縫，會引發滑坡、坍塌等地質災害，導致礦區及周邊區域水土資源的破壞。煤礦本身在煤炭開采中要采取地面防滲及地下水回抽等措施，有些還要穿越地下含水層，嚴重擾亂了地下水系的循環補給供應，導致地下水水位下降，造成水源枯竭或河流斷流。在生產運行期間 ，堆放大量的巖土和矸石，形成巨大松散堆積體，如不及時采取攔擋、防護和截排水措施，一旦遇到外營力作用，則可能導致滑坡、泥石流等地質災害。

煤礦開發建設項目水土流失的主要特征見表1［1］。

表1 煤礦開發建設項目水土流失的主要特征

3 煤礦開發建設項目水土流失的危害

工程建設中擾動原地貌使土壤、植被遭到破壞，增加了裸露面積，減弱了表土的抗蝕能力，加劇了區域內的水土流失。煤礦開發建設項目水土流失的危害主要表現在以下幾方面:

(1)破壞地表植被，促發土壤侵蝕。當地表植被遭到破壞后，土壤結構亦受到不同程度的損害，土壤抗侵蝕能力減弱。當遇高強度、短歷時暴雨時，大量泥沙被洪水沖入河道，對下游構成危險。

(2)損壞、占壓農田，影響農業耕作。開挖將損壞農田土層結構，即使修復，短期內也難以恢復地力，影響當地農業發展，所以在施工過程中必須采取有效的施工組織措施，采用熟土剝離、分別堆放、回填表土、合理恢復的土地整治措施，減少施工過程中造成的農業損失［2］。

(3)擴大侵蝕面積，加劇洪澇災害。工程擾動地表面積較大，擴大和增加了原本侵蝕嚴重的區域。如建設過程中亂挖亂填，不采取有效防治措施，必將損壞原農田灌溉渠系，影響鐵路、公路運輸及河流行洪安全，并給區域經濟發展及生態環境建設造成一定影響。

(4)誘發地質災害，引起生態惡化。在建設過程中擾動和損壞了原土層結構，易引起滑坡和瀉溜，同時開挖及排棄的大量土石沙，大大增加了溝道輸沙量，對生態環境和下游河道行洪構成潛在威脅。

4 煤礦開發建設項目水土流失防治對策

4.1 貫徹執行國家法律法規

大力加強《中華人民共和國水土保持法》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國煤炭法》、《中華人民共和國礦產資源法》、《中華人民共和國森林法》及《地質災害防治條例》等法律法規的宣傳力度，提高群防意識，使群眾知法，礦山企業懂法。在煤礦開采中要堅持煤炭資源開發利用與生態環境保護并重、防治結合、以防為主的方針，同時根據本地區的實際，制定行之有效的管理法規，要把法律法規政策真正落到實處，把引發的災害解決在萌芽狀態;保障礦區生態環境損害修復的實施，促進礦區人與自然的和諧發展。

4.2 推廣應用先進開采技術

對于煤層埋深較淺、基巖和隔水層厚度較大的煤礦，可采用條帶開采技術，為實現煤層保水開采的目的還可以采取分層開采，使礦區的含水層免遭破壞，從而減少礦區地下水資源的流失。優化布置礦區開采的工作面，在井下采用矸石回填技術措施，能有效減少矸石堆放造成的新增占地，減少對礦區周邊原始地貌的破壞。另外，可以考慮將多余的矸石運往矸石磚廠或矸石電廠進行綜合利用，減少矸石永久堆放帶來的水土流失問題;若無條件進行重復利用的，堆放過程中應以防為主，采取先擋后棄、工程措施和植物措施相結合的原則，將水土流失量控制到最小。

4.3 凈化利用礦井外排廢水

煤礦在運行期間，會不斷地向外排放大量廢水。這些廢水受礦井內煤粉、巖粉及其他廢棄雜物的污染，若直接向外排放，則會嚴重污染礦區周邊的生態環境，并對下游水環境造成較大的影響，同時也會造成水資源的極大浪費。為節約水資源，使礦井廢水獲得循環重復利用，可以建設污水處理站，充分利用沉淀、生物處理、化學殺菌、循環過濾等先進技術進行處理，并將凈化后的礦井廢水重復用于礦區灑水防塵、綠化及消防等。

4.4 恢復整治采空沉陷區域

煤礦在開采過程中將產生大量的煤矸石，若直接外排到周邊地區，既占用大量空地，又嚴重污染環境。而若將煤矸石作為填充材料進行回填，不僅能有效減少其占地面積，而且能修復由其所破壞的土地。對地下潛水位較低的邊坡地帶和積水較多的沉陷區，可采取平整土地、改造成梯田的方法復墾利用［3］;對積水深度和面積都很大的采空沉陷區，可將其積水蓄積作為灌溉水源或發展漁業。

4.5 改善優化礦區生態環境

要實現礦區環境保護的良性循環，必須搞好礦區的水土保持工作。應以先進的理念支撐生態建設和環境保護，按照構建核心層美化、環形層綠化、外環層防護三大生態功能圈的治理思路，在礦井開采時應用先進技術實現井上井下互動治理，從控制礦區外圍的水土侵蝕入手，營造以常綠植被為主的水保林、水源涵養林，采取必要的封育保護措施，采用點線面相結合、工程措施與植物措施相結合、重點治理與全面治理相結合的方法優化防治措施，形成相對穩定的礦區生態功能圈，從而實現礦區整體生態環境的改善和優化［4］。

5 結語

煤礦在建設及開采過程中，不可避免地會引起水土流失問題，各有關部門應密切配合，按照科學發展觀的要求，堅持“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的水土保持方針，依據不同煤礦水土流失類型與治理重點，科學合理地布設各項水土保持措施，改善礦區的生態環境，實現煤炭工業的可持續發展。

［1］陳正新，袁普金，尤偉，等.煤礦工程水土保持準入條件［J］.中國水土保持科學，2010，8(3):93 －98.

［2］宋世杰.煤礦開采對煤礦區生態環境損害分析與防治對策［J］.煤炭加工與綜合利用，2007(4):44－48.

［3］孫維銀.煤礦開采中的水土保持［J］.地下水，2010，32(1):157－158.

［4］王姣雯.淺談煤礦開采區的水土流失與防治［J］.污染防治技術，2010，23(5):49 －51.