呂梁市煤礦開采對水資源的影響評價及治理措施

王珍

摘 要：本文以呂梁市煤礦開采現(xiàn)狀為背景，針對采煤生產(chǎn)活動中對于水資源的影響情況，對地表水和松散層孔隙地下水的影響途徑和影響程度進行了分析，并最終提出了富有針對性的呂梁市煤礦水污染綜合治理措施。論文的研究對于呂梁市開展綠色礦山建設、實現(xiàn)惠民工程和富民工程具有重要的借鑒意義。

關鍵詞：煤礦開采；地下水資源；影響評價；治理措施

中圖分類號：TD823；X820.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0005-02

長久以來，煤炭生產(chǎn)過程中對水資源環(huán)境的重視程度不夠，隨著煤炭的大量開采，對水資源的破壞也越來越嚴重，包括水資源的急劇減少和嚴重污染。孟凡生等[1]提出在煤礦開采環(huán)境影響中，地下水的破壞最為隱蔽、也最為嚴重；常建忠[2]以山西省為例，開展了礦區(qū)煤炭開采對水資源的影響分析；邵改群[3]則對地下水資源受影響程度進行了分區(qū)；曲紅娟[4]針對晉中市煤礦開采情況，對水環(huán)境影響進行了評價并提出相應治理措施。煤礦開采對水資源的破壞，不但影響著人畜用水，也影響著生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。本文則是以呂梁市為例，通過評價煤礦開采對水資源環(huán)境的影響，提出積極有效的治理措施。本文的研究成果對于實現(xiàn)煤炭資源的科學、綠色開采有很好的借鑒意義。

1 煤炭資源現(xiàn)狀及開發(fā)現(xiàn)狀

呂梁市煤炭資源主要分布在河東煤田北、中部的興縣、臨縣、柳林縣、方山縣、離石區(qū)、中陽縣、石樓縣，其次分布在西山煤田南西緣的文水縣、交城縣，以及寧武煤田南端嵐縣和霍西煤田北西緣孝義市。全市境內含煤面積合計10826.7km2，占全市面積的51.32%。含煤地層為石炭二疊系太原組和山西組。地層總厚度98～172m，一般厚度約140m。含煤10～17層。煤層總厚度13-15m，含煤系數(shù)9.3-10.7%。全市預測儲量1538億t，探明儲量421億t。

2000年以來隨著山西省加大煤炭行業(yè)的整頓，經(jīng)歷關井壓產(chǎn)、煤炭資源整合、煤礦兼并重組整合等三輪整頓，呂梁市截至2010年底共有煤礦128個，其中省屬國有重點煤礦15個，設計生產(chǎn)能力4084萬t/a，改擴建能力7754萬t/a；原市屬參與兼并重組煤礦113個（市管96個，國有兼并17個），生產(chǎn)能力11010萬t/a。總體上看，呂梁市煤炭資源開發(fā)總體處于開發(fā)初期，孝義市西部、汾陽市、交口縣煤礦已進入煤礦開發(fā)的中后期；興縣、石樓、臨縣北部、交城、文水中西部尚處于煤礦開發(fā)的前期準備階段。今后一段時期正是呂梁市煤礦整合改擴建投產(chǎn)的高峰期，也是產(chǎn)能的快速增長期。

2 采煤對水資源的影響評價

2.1 煤礦開采對地表水的影響

由于呂梁市地處高原，煤礦絕大部分位于山區(qū)，地形復雜，河谷切割很深，水文網(wǎng)發(fā)育，因此地表水有限，溝谷徑流很少，大部分為季節(jié)性河流，且煤礦開采至河床附近時，留有保安煤柱，大部河床底部與下伏煤層之間有隔水層存在，當煤礦開采沉陷未波及到地面時，地表水與礦坑水之間沒有直接水力聯(lián)系，彼此不發(fā)生影響。當采空區(qū)面積不斷擴大，采空區(qū)導水裂隙帶和地面沉陷范圍也隨之擴大，在局部地段，三帶與地表水發(fā)生水力聯(lián)系，地表水滲入地下或礦坑，因而使地表徑流減少，水庫存儲量下降。在孝義兌鎮(zhèn)河、下堡河中游，離石區(qū)北川河西屬巴和東川河七里灘等地均有此現(xiàn)象，如圖1所示。

其次是煤礦排污對地表水的污染。在煤礦開采與利用過程中形成大量廢污水，按照目前我國煤礦生產(chǎn)特征，煤礦企業(yè)廢水來源主要有下列幾個方面：煤礦礦井水、選煤廠廢水、礦區(qū)生活污水等。礦井水和廢水的種類多，污染物含量大，成分復雜，危害大，隨意排放導致的地表水污染是個突出的水環(huán)境問題。在這些廢污水中相當一部分是含煤粉和巖粉污染物的礦井水，這些礦井水污染程度輕，處理容易，成本低，經(jīng)混凝沉淀、過濾消毒處理后可用于煤礦生產(chǎn)用水。但是，長期以來，由于資金和認識等方面的原因，礦井水回用水平較低，這不僅造成對水資源的浪費，而且這些含污染物的礦井水外排造成環(huán)境污染。

綜上所述，煤礦的大規(guī)模開采，造成大量的采空塌陷，地表開裂，原有砂頁巖地層含水、隔水系統(tǒng)被破壞。這一方面導致裂隙水被大量疏干排出，地下水位下降，在開采高峰期由于礦坑排水使地表水徑流量增大；另一方面采空塌陷及新增地下貯水空間（采空區(qū)）使得地下水含水系統(tǒng)的補徑排特征發(fā)生改變，天然基流減少轉化為礦坑水，改變了地下水系統(tǒng)對徑流的調蓄作用，流域內地面徑流的動態(tài)規(guī)律不再只受大氣降水和地下水調蓄作用控制，它還要受礦坑排水動態(tài)及疏干含水層靜儲量的影響。這也使得水資源的時空分布更加不均衡。此外，大量的礦坑排水不僅嚴重污染了流域內地表水，還可能通過滲漏污染地下水系統(tǒng)。

2.2 煤礦開采對松散層孔隙地下水的影響

煤礦區(qū)松散巖類孔隙水包括新生界的第三系上新統(tǒng)及第四系地層，較大溝谷中發(fā)育沖洪積含水層，富水性較好；黃土丘陵區(qū)多以泉水出露，富水性不均一，水量小，但含水層分布范圍廣、埋藏淺是當?shù)鼐用竦闹饕┧矗瑫r也是對煤礦開采影響較敏感。

呂梁市煤礦分布區(qū)大多屬黃土丘陵區(qū)，當?shù)卮迕翊蠖嘁虻刂埔耍捎脺\井開采溝谷中孔隙潛水或結合較大泉點建設集中取水點。

（1）在煤層淺埋地帶，煤礦開采形成的頂板以上“上三帶”可能導通淺層孔隙含水層，使得孔隙水滲入井下，導致原孔隙水源干涸，如圖2所示。

（2）在煤層埋藏較深的地帶，“上三帶”雖然不會溝通淺層孔隙水，但采煤沉降變形及表層張裂縫往往導致淺層孔隙水的含隔水結構發(fā)生破壞，淺層孔隙水短時或永久性漏失，使水井干涸；泉水出流位置發(fā)生轉移，原有取水設施報廢，發(fā)生這類情況在黃土區(qū)丘陵區(qū)最為典型。

（3）呂梁市范圍內煤礦區(qū)地表河流大多為季節(jié)性河流，自凈能力弱，未經(jīng)處理排放的煤礦廢污水沿溝谷排放將污染溝谷孔隙潛水，而這恰恰是區(qū)內村鎮(zhèn)居民的主要供水水源。

由于淺層孔隙水源被煤礦開采破壞，大量村鎮(zhèn)只得將供水水源轉向深層巖溶水或從相鄰村鎮(zhèn)引水、拉水吃，供水成本大幅增加。在煤礦正常運轉期，其供水費用尚可解決，若煤礦停產(chǎn)或閉坑后，則難以維持。

3 煤礦水污染綜合治理措施

煤是工業(yè)的食糧，水是國民經(jīng)濟的命脈，兩者都是人類生存發(fā)展的基本資源，也是呂梁最大最寶貴的財富，我們應當十分珍惜和愛護，為此建議：

3.1 依法辦事，有章可循，有法可依

呂梁市是重要的能源化工基地，在開采煤炭的同時，應考慮其對水資源的破壞和污染問題，使采煤對生態(tài)環(huán)境的破壞得以控制和不再發(fā)展。堅決貫徹《礦產(chǎn)資源法》、《水法》、《環(huán)境保護法》等法規(guī)。根據(jù)《水法》第十六“凡因采礦而對當?shù)貑挝换騻€人生活和生產(chǎn)造成損失的應由采礦單位負責采取補救措施和補償損失”，凡因采煤而造成的土地破壞和人畜吃水問題，應由有關單位負責賠償，其所造成的損失，并采取補救措施，解決影響范圍內的人畜吃水問題。

對采煤深度在當?shù)貛r溶水位以下的礦井，規(guī)劃設計單位應當全面研究，提出可行性研究，征求當?shù)丨h(huán)保單位和水行政主管部門的意見，提出切實可行保護措施，在有妥善解決因疏干開采而造成的影響前提下，方可正式生產(chǎn)。

3.2 對于小煤礦，迅速統(tǒng)一規(guī)劃，進行整頓

對于布局不合理，礦井過密，小礦包圍大礦，導致生產(chǎn)不安全和煤水資源破壞嚴重的小礦，過去已發(fā)生過不少惡性事故，應當吸取教訓，迅速實行關停并轉。對有條件的小礦進行技術改造，努力提高資源回收率和綜合利用程度，對其可能造成的煤水資源破壞，要有充分估計，并提出切實可行的補救措施，保證安全生產(chǎn)以適應國民經(jīng)濟建設和人類生存發(fā)展的需要。

3.3 以化解產(chǎn)能過剩為重要抓手，推動水資源及水環(huán)境保護

根據(jù)《呂梁市化解煤炭過剩產(chǎn)能總體方案》擬定的總體目標是：近期目標是l～3年內引導退出420萬噸/年和減量重組退出產(chǎn)能90萬噸/年；遠期目標是3～5年內，置換退出產(chǎn)能1880萬噸/年。在嚴格控制煤炭總產(chǎn)能的同時，從2016年起停止審批新建煤礦項目、新增產(chǎn)能的技術改造項目和產(chǎn)能核增項目，嚴格控制煤礦建設規(guī)模，控制生產(chǎn)能力增長，確保煤炭總產(chǎn)能只減不增。通過5年內置換退出產(chǎn)能1880萬噸/年，按每開采1噸煤破壞0.2-0.25m3地下水計算，可減少采煤排水3760～4700萬m3，同時可大大減少因采煤對水環(huán)境的污染等一系列不利影響和危害，開創(chuàng)煤炭相關行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和水資源水環(huán)境保護的共贏局面。

4 結語

建設生態(tài)文明是關系人民福祉、關乎民族未來的大計，是實現(xiàn)中華民族偉大復興中國夢的重要內容。習近平總書記在談到環(huán)境保護問題時他指出：“我們既要綠水青山，也要金山銀山。寧要綠水青山，不要金山銀山，而且綠水青山就是金山銀山。”這生動形象表達了我們黨和政府大力推進生態(tài)文明建設的鮮明態(tài)度和堅定決心。因此，在煤礦開采過程中開展水資源保護工作關系到全呂梁人民的福祉，要常抓不懈，一抓到底。

參考文獻

[1]孟凡生，王業(yè)耀.煤礦開采環(huán)境影響評價中地下水問題探析[J].地下水，2007，29（1）：81-84.

[2]常建忠.煤礦區(qū)煤炭開采對水資源的影響研究——以山西為例[J].生產(chǎn)力研究，2015（2）：63-67.

[3]邵改群.山西煤礦開采對地下水資源影響評價[J].中國煤田地質，2001，13（1）：41-43.

[4]曲紅娟.晉中市煤礦開采對水環(huán)境的影響評價及治理措施[J].地下水，2009，31（2）：92-94.

[5]劉慧.山西龐龐塔井田地下水環(huán)境影響評價研究[D].中國地質大學（北京）碩士學位論文，2013.