探討煤礦開采對地下水的影響

藍海敏

摘要：水資源是人類生存之源，其重要性關(guān)系到人類的生死存亡，然而我國是世界上人均水資源極為貧乏的國家，尤其是地下水資源更加貧乏，這對我國的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。當(dāng)前隨著煤礦的開采，使得我國的地下水資源面臨了更加嚴(yán)峻的局面，本研究根據(jù)煤礦開采中對于地下水的影響的多年研究成果，分析了了地下水的脆弱性，煤礦開采對地下水資源的污染以及對地下水的綜合影響，提出了地下水資源影響的控制策略，以作指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；地下水；影響

前言：煤礦是重要的戰(zhàn)略經(jīng)濟資源，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)中，煤礦起到很重要的作用，我國是煤礦資源大國，也是煤礦資源開采大國，煤礦在國民經(jīng)濟的發(fā)展中占據(jù)著很重要的地位，為我國經(jīng)濟的快速發(fā)展做出了重要貢獻，但是由于我國的煤礦資源開采技術(shù)相對較為落后，對我國的地層結(jié)構(gòu)造成了重大影響，由此導(dǎo)致地下水資源的影響，因此在當(dāng)前水資源尤為緊缺的局面下，對于地下水的保護刻不容緩，因此需要分析煤礦對地下水的影響原因，從而尋找對應(yīng)的控制措施。

1、地下水脆弱性的概念

地下水脆弱性主要是由含水層中的環(huán)境地球化學(xué)效應(yīng)和包氣帶土壤結(jié)構(gòu)效應(yīng)共同作用的結(jié)果。地下水的脆弱性體現(xiàn)在本質(zhì)的脆弱性以及認為影響的脆弱性，對于前者則是地層結(jié)構(gòu)因素使得地下水表現(xiàn)出嚴(yán)重的脆弱性，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的異動就會影響到地下水的各個方面，而人為因素就是人類活動對于地下水的影響，比如煤礦開采等，都會造成地下水的嚴(yán)重影響。

由于地下水脆弱性的復(fù)雜性，至今尚未有統(tǒng)一的定義，而且，地下水脆弱性概念主要是針對污染而言，即只偏重水質(zhì)，忽略了水量，因此需要考慮這個問題，才能全面的考慮地下水的脆弱性，從而為改善地下水環(huán)境提供給正確合理的決策。

2、煤礦開采造成地下水資源污染的原因

2.1礦井水排放造成的水環(huán)境污染

煤炭資源在開采過程中，煤層、圍巖中的硫化物礦物與氧氣和水接觸，在微生物的催化作用下，經(jīng)過一系列復(fù)雜的地球化學(xué)反應(yīng)，能夠產(chǎn)生酸性礦井水。這些生成的礦井水，由于我國的開采技術(shù)的薄弱，導(dǎo)致沒有實現(xiàn)完全的處理，往往會直接排到自然環(huán)境中，而由于其具有酸性和自然環(huán)境的弱堿性存在中和作用，導(dǎo)致一些有毒有害的物質(zhì)被釋放出來，進而對環(huán)境造成一定的損害，這些有毒物質(zhì)隨著礦井水滲透到地下，流到地下水中，從而對地下水造成污染，對地下水環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。

2.2固體廢物排放造成的水環(huán)境污染

煤礦開采過程中會形成一定的固體廢物，由于這些物質(zhì)的利用率極低，導(dǎo)致大量的固體廢物被堆放在自然環(huán)境中，在長期風(fēng)化、降雨、降雪淋溶和自身所載水分的作用下，發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化后，其被風(fēng)化分解釋放出一些有毒的物質(zhì)，隨著雨水，形成水溶液滲透到地底下，進入到地下水中，造成地下水的污染，使得地下水環(huán)境被嚴(yán)重破壞。

2.3粉煤灰污染淺層地下水

粉煤灰是火力發(fā)電廠的工業(yè)廢渣，在灰場區(qū)內(nèi)長期堆放，人為地增添了新的污染源，對周圍的土壤和水環(huán)境都造成不同程度的污染。粉煤灰中有著很多有毒物質(zhì)，隨著風(fēng)吹云淋，這些粉煤灰就會被雨水浸泡形成一定的溶液，這些形成的水溶液中溶解了多種有毒物質(zhì)，經(jīng)過誰的作用，滲入到地下，進入地下水中，從而造成地下水的污染，嚴(yán)重影響地下水的質(zhì)量，破壞地下水環(huán)境。

3、煤礦開采對地下水的影響

3.1煤礦開采沉陷對地下導(dǎo)水的影響

煤礦開采對地下水的影響與地質(zhì)構(gòu)造特征有關(guān)，地下水是靠地質(zhì)構(gòu)造控制和引導(dǎo)的。煤礦開采往往處在地層斷裂帶區(qū)域，一旦開采不慎，就會導(dǎo)致地層塌陷，對對地下水的破壞就會凸顯出來。

煤礦開采后，地層被挖空，地下形成無支撐的空竅，一旦壓力過大，就會形成塌陷，導(dǎo)致地下水處出現(xiàn)導(dǎo)水裂縫，地下水就會通過導(dǎo)水裂縫釋放水壓力，導(dǎo)致裂縫的繼續(xù)增大，進而導(dǎo)致地下水的大量噴涌，造成地下水的水位急劇下降，一部分地下水會漏失導(dǎo)致地下水位下降破壞導(dǎo)水裂縫帶的含水層。含水層破壞后就會破壞地下水，導(dǎo)致地下水體被污染，影響地下水環(huán)境。

3.2煤礦開采對地下水層的影響

水文地質(zhì)條件是煤礦開采對地下水影響的主要因素。煤礦開采往往會使地層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常，這種異常就會打破地層原先保持的平衡，導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比如開采過程破壞了含水層，就會導(dǎo)致含水層的水體溢出，導(dǎo)致含水層和其他巖層之間出現(xiàn)空竅，這種空竅往往因為承載力的有限導(dǎo)致出現(xiàn)塌陷，從而使得地層結(jié)構(gòu)被破壞，地下水體就會被影響。再者就是開采方式對地下水層的影響。

目前很多煤礦開采企業(yè)并沒有很先進的技術(shù)和科學(xué)的開采規(guī)劃，這種粗放的開采方式往往會使采礦區(qū)處于地質(zhì)不穩(wěn)定帶，導(dǎo)致地質(zhì)塌陷等問題發(fā)生，從而使得地下水層被嚴(yán)重影響。煤礦開采的頂板管理辦法有兩種，一種是支護，另一種是全陷。

對于后者，煤礦開采就會破壞采煤頂板巖層的結(jié)構(gòu)使其失去自然平衡狀態(tài)，從而使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，地質(zhì)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，一旦承載力過大，就會出現(xiàn)塌陷，這時，地下含水層結(jié)構(gòu)也會被破壞，地下水就會泄露出來，導(dǎo)致含水層的厚度減小，進而導(dǎo)致進一步的塌陷，地下水就會進一步的泄露，導(dǎo)致地下水資源的枯竭。

因此開采煤礦過程中需要嚴(yán)格評定該開采區(qū)域的地層結(jié)構(gòu)，分析其穩(wěn)定情況，然后科學(xué)規(guī)劃開采過程，從而減少開采過程對地下水層的影響。

3.3煤礦開采對地下水位水量的影響

煤礦開采過程中往往會破壞到地下斷層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致地層結(jié)構(gòu)受到影響，含水層的地下水就會從斷層中泄露出，導(dǎo)致采礦區(qū)會出現(xiàn)透水事件，因此為了采礦過程的安全和穩(wěn)定，相關(guān)企業(yè)就會對地下水進行排出，這樣，雖然其有利于煤礦的開采，但是對于自然環(huán)境來說，地下水的排出直接導(dǎo)致地下含水層被削弱，造成地下水層結(jié)構(gòu)被破壞，使得地下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)空竅，進而導(dǎo)致地質(zhì)塌陷，使得該礦區(qū)的地下水結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重影響地地下水位水量。

3.4煤礦開采對地下水質(zhì)的影響

煤礦開采破壞了地下含水層和隔水層，導(dǎo)致地下水暴露在地下巖層中，隨著時間的流逝，二者之間的長期作用導(dǎo)致巖層被腐蝕消融，導(dǎo)致其部分化學(xué)物質(zhì)溶解在地下水中，從而使得地下水的性質(zhì)發(fā)生變化，這種變化后使得地下水中的化學(xué)平衡被破壞，造成地下水水質(zhì)的極大影響。

4、煤礦開采對地下水破壞的控制對策

根據(jù)以上的闡述可以得到相應(yīng)的控制措施來實現(xiàn)對煤礦開采過程造成地下水被破壞的程度降低。一般來說，主要的控制措施為分層采煤法、填充采煤法和部分開采法。其中分層采煤法是通過分層開采煤礦，從而減小相關(guān)區(qū)域的接觸面積以及分散壓力，從而使得地層趨于穩(wěn)定，當(dāng)然再養(yǎng)的模式開采，一般不能長時間的開采，長時間的開采也容易導(dǎo)致該方法失效，導(dǎo)致地層出現(xiàn)斷裂，從而使得地下水出現(xiàn)問題。而充填方法則是煤礦頂板巖層的管理辦法，在開采過程中實現(xiàn)對部分地層破壞嚴(yán)重的區(qū)域進行補償性的填充，是地層保持原理的李雪結(jié)構(gòu)，從而保持開采過程中的穩(wěn)定，減少對地下水的影響程度。

對于部分開采則是在開采前分析好地層結(jié)構(gòu)，對于從底層結(jié)構(gòu)脆弱的地方盡量少開采，選擇地層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的地方開采，開采時采一層留一層，從而緩解空竅的壓力，保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從而減小對地下水的危害。endprint