城市（永城）礦坑排水對地下水水質的影響及其防治措施

陳濤

【摘要】 煤炭是我國極其重要的能源，近年來我國煤炭開采企業數量劇增，在煤炭開采過程中所帶來的生態環境破壞，尤其是對水環境的破壞也在日漸擴大。從煤炭開采的礦坑排水入手，簡述了永城水環境現狀，分析了礦坑排水對水環境的影響和降低危害的措施。

【關鍵詞】煤炭開采；礦坑排水；水環境；污染防治

一、概述

永城市位于河南最東部豫、皖蘇、魯四省結合處，是河南省加快城鎮化試點市和重點市、對外開放重點市，面積2000平方公里，轄29個鄉鎮，現有人口140萬。礦產資源有煤、大理石、花崗巖、鐵、伴生鈷等達17種之多，尤其是煤炭資源十分豐富，地下含煤面積572平方公里，精查儲量31億噸，占河南全省已探明儲量的15%，為全國六大無煙煤基地之一。伴隨著城市經濟的發展，煤炭開采產生的礦坑排水對環境的影響也日益突出。

二、礦坑排水的含義

礦坑排水指在采煤過程中，從煤系地層中涌出的水，亦稱為礦坑涌水，一般通過提水泵從坑下中央水倉排向地面，故又稱其為礦坑排水. 其主要來源有4 個方面：

1 大氣降水. 隨著煤炭的大量開發，井下采空面積逐漸增大，圍巖應力場也發生變化，煤層回采后頂板開始沉陷，地表出現裂縫和塌陷，大氣降水有的直接通過裂縫灌入坑道，有的則沿有利于入滲的構造、裂隙及土壤等補給礦床含水層，因此大氣降水入滲補給是一種發生在流域面上的補給水源.

2 地表水. 由于采煤進一步溝通原始構造，同時又產生新裂隙與裂縫等次生構造，當礦區有河流、水庫、水池、積水洼地等地表水體存在時，地表水就有可能沿河床沉積層、構造破碎帶或產狀有利于水體入滲的巖層層面補給淺層地下水，再補給煤系地層中的含水層，或通過采煤產生的裂隙直接補給礦井.

3 地下水. 地下水是大部分礦床的直接補給水源，主要指煤層頂板和底板含水層中的水. 當礦井揭露或通過含水層時，賦存于含水層中的水就涌向坑道，成為礦井的充水水源.

4 老窯積水. 開采歷史悠久的礦區的淺部分布有許多廢棄的礦窯，賦存了大量積水，它們像一座座小“水庫”分布于采區上方及附近，一旦與礦井連通，短時間內有大量水涌入礦井，其危害性很大.

三、對地下水水質的影響

1 改變地下水的pH值。永城煤炭全硫含量為O-3%～5%。包括含量較多的無機硫化物硫、硫酸鹽硫、微量元素硫和含少的硫醇、硫醌、硫醚等有機硫化物硫。有機和無機硫通過

、水解及微生物作用可形成硫酸。泥炭、褐煤中含有大量腐等天然酸性物。當然煤中也含有碳酸鈣、氫氧化物等堿性物：述堿性物質進入排水可使地下水的pH值升高。大量礦坑排水滲入地下，長年累積，可使周圍地下水酸化.降低其開發利用價值。

2 是重金屬和其他有害元素。一般煤中砷、鉻、鎘、鉬、鎳等有害重金屬及氟、硒等有害元素的含量很低，但含礦物質較多的無煙煤、石煤中有可能大量含有伴生元素。這些伴生的有害元素隨著排水滲入地下，可能造水的污染。另外，礦坑排水中的重金屬有害元素由于長期大量瀝水滲入地下，重金屬的累積作用也可導地下水污染。

3 地下水硬度和鹽度增加。鈣、鎂、鐵均為煤炭曾量元素。其可溶性的鈣鹽、鎂鹽和鐵鹽隨礦坑排水滲入地使地下水的硬度升高。礦坑排水含有較多鹽分，長期影響可使地下水水質惡化。地下水的自凈能力甚低，一旦被污染.很難恢復到潔凈狀態。

四、防治措施

1 煤開采措施

至富含水層下采礦，須留設足夠有效的防水煤巖柱。豐巷掘進工作在接近含水層、導水斷層時，必須超前鉆孔探井下有突水危險的地區附近設置水閘門或閘墻，在掘進工￡其它地點發生明顯突水征兆或大量涌水時，應立即停止采取相應的保護措施，確保含水層不受破壞。減輕對地下含水層的影響。

2 加強礦區水文地質勘察工作，深入研究礦區水文地質條件.井邊界不同水文地質條件，分別利用地面防滲、帷幕注漿，截斷進入井田的地下水通道，以減少礦井涌排水量和突水的機率，減少地下水污染途徑。

3 地下含水層保護措施

除地下水污染源和切除污染物滲入地下含水層的途徑。：用滲坑、滲井方式排放廢水；嚴格控制排放途徑。礦區廢水的控制技術，在礦區采取各種措施，嚴格控制廢水的排放量，減少廢水對地下水的污染。包括：

3.1 改革生產工藝，盡量減少廢水排放量。如選礦廠可采用無毒藥劑代替有毒藥劑，選擇污染程度小的選礦工藝，減少選礦廢水中的污染物質。

3.2 循環用水，一水多用。開展水采礦井煤泥水處理技術的研究，使水采煤泥和洗煤廠洗煤煤泥經浮選后全部廠內回收。

3.3 污水井下的處理技術。目前推廣的經濟型水泵工藝或區域化水泵工藝所采用的煤泥水處理系統都是按閉路循環設計的。該系統在井下中央硐室采用斜管沉淀倉對采區分級脫水后的煤泥水進行凈化處理，大部分煤泥水凈化在井下供采掘循環使用。

五、結論與建議

隨著世界能源的日益緊張，國家煤炭資源的開采和利用也將逐步加大，而煤在開采、加工及燃燒過程中都伴隨著對地下水的污染。而永城又以地下水作為主要的生活和工農業供

水水源，這就要求在煤的開采和加工過程中的各個環節要注意保持地下水的潔凈。因此通過對煤炭開采過程中的礦坑排水對地下水影響進行分析，并采取一定的預防和治理措施，可減少對地下水的污染。為社會穩定經濟持續發展，人民安居樂業提供可靠保障。