煤礦開采對環境的影響及對策探討

朱新虎

（冀中能源井陘礦業集團有限公司，石家莊050100）

1 引言

煤炭作為我國重要的能源之一，其在工業發展進程中發揮著非常重要的作用。煤礦開采過程相對較為復雜，其中涉及到多個施工工序以及關鍵性的施工技術方法，如果說在開采過程中應用不當，就很容易對環境造成一定的影響。加強對煤礦開采的研究，降低煤礦開采對地質環境的影響是促進煤礦開采健康發展，保障國民經濟穩定發展的重要手段，需要引起相關工作人員的重視。

2 煤礦開采對環境造成的影響

2.1 對大氣環境的影響

在煤礦開采過程中，其造成的大氣污染是非常嚴重的，主要表現在兩個方面，即瓦斯氣體排放和粉塵。調查資料顯示，每年煤礦開采產生的瓦斯氣體排放量高達5～7Gm3。眾所周知，瓦斯是一種具有較大危險性的氣體，其會對煤礦開采的正常運行埋下安全隱患，甚至會對臭氧層造成破壞，進而造成大氣污染；其次，煤礦開采中大量粉塵的產生也是大氣污染的一個重要原因，同時這也是霧霾產生的重要原因。

2.2 對水資源的影響

2.2.1 煤礦開采對地表水的影響

煤礦開采對地表水的影響主要表現在地表基流的減少。礦坑附近的裂隙水在自然狀態下會流入河道，但是隨著煤礦開采的不斷深入，采空區會逐漸擴大，這就使得基巖裂隙水流入礦坑，進而導致地下水原有的動態平衡發生改變，在這種情況下，地表水以及大氣降水將會更快速的轉化為地下水[2]。

2.2.2 煤礦開采對土壤水的影響

煤礦開采會在一定程度上造成土壤水分缺失，這主要是因為煤礦開采使礦區的土壤結構以及地下水的含水層發生變化，影響地表水以及地下水的水循環。土壤中含水量降低會使礦區的土壤熱容量降低，土壤對環境溫度的調節能力也會發生改變，在礦區氣溫上的表現就是溫度升降幅度增大，這樣，礦區生態系統的自然調節能力就會削弱，進而影響礦區植被的正常生長。

2.2.3 煤礦開采對地下水的影響

隨著煤礦開采的逐漸深入，采空區逐漸擴大，再加上采放頂以及放炮等活動的影響，使得煤層頂板破碎或者是塌陷，這種情況下采空區煤層以上的區域性構造就會發生斷裂，進而使地下水相互溝通，地下水位降低，附存量減少。地下水會向礦坑流動，形成疏干降落漏斗。如果采空區的規模繼續擴大，疏干降落漏斗的滲透能力會顯著增強，在水流的作用下，巖石就會發生變形或者是斷裂，引發一系列的地質災害。

2.3 對土地資源的影響

煤礦開采對土地資源的影響主要表現在兩個方面，一是污水排放造成土地污染，二是土壤肥力下降。而且煤礦采空區的擴大會導致地面出現大面積的沉降甚至是塌陷。據統計，每年我國的煤礦開采量約1萬噸，其造成的沉陷面積約在0.2萬m2以上。另外，煤礦開采還會產生大量的煤矸石，煤矸石的大量堆積帶來嚴重的土地資源污染。調查數據顯示，目前，我國的大中型矸石山的數量高達1500多座，其堆放總量高達31億噸，占地面積超過2.7億m2[1]。因此，煤礦開采產生的煤矸石污染問題十分突出，其在造成土地資源污染的同時也造成了耕地面積的大量減少。

2.4 對聲環境的影響

一般而言，在煤礦的開采過程中會用到大量的機械設備，在運用這些機械設備進行開采的過程中會產生大量的噪音，因此導致開采地區的噪音污染嚴重。另外，施工人員長期在噪音污染的環境下施工，其身體健康也會受到較大的影響。此外，在噪音嚴重的環境下工作，施工人員的工作狀態也會受到一定的影響，在這種情況下施工存在一定的安全隱患，容易引發安全事故。煤礦開采產生的噪音也會對周圍的居住人員造成影響，影響其正常的生產與生活。

3 減少煤礦開采對環境影響的對策分析

3.1 積極應用新技術

隨著科技的不斷發展，許多新工藝以及新技術逐漸在各行各業得到廣泛的應用，對于煤礦開采工作而言，創新開采技術也是降低其環境污染的重要手段。第一，減少對5m以下厚煤層放頂煤的矸石混入量，也可以采用分層技術進行開采，這樣可以減少煤礦的矸石含量。另外也可以采用單一煤層準備、開拓以及回采的方法，減少矸石的排出。第二，應用長距離獨頭煤巷掘進安全和通防技術，這種方法可以有效解決煤巷掘進、通風以及輔助運輸和煤炭自燃等問題，保障煤礦開采工作的有序進行。第三，應用煤炭地下氣化技術，這一技術的特點是利用一定的技術手段將地下的煤炭氣化，然后將其直接轉化為煤氣，再經過分離以及凈化等處理，通過管道將煤氣直接運輸到用戶。這種技術是一種化學采煤技術，是對現行采煤方法的進一步優化。該技術的工作原理主要是利用煤炭的熱化學反應，將其進行氧化、還原、干餾以及干燥后排出地面，將頂板垮落的巖石以及熱反應之后產生的煤置于燃空區用以填充，但是要保留一定的空間用作于空氣流動的通道。煤炭地下氣化技術相較于傳統的開采技術具有經濟效益高、安全性好以及成本低的特點，并且產生的環境污染少，在今后的煤礦開采工作中需要大力推廣。

3.2 減少廢氣與粉塵對大氣的污染

煤礦開采中產生的廢氣以及粉塵排放到大氣環境之中，會對大氣環境產生較大的影響，因此，必須要減少廢氣以及粉塵的排放。首先，在煤礦開采前首先將礦井的甲烷氣體進行預抽，以保證后期施工的安全，而且這樣可以有效減少后期施工過程中廢氣的排放。其次，采用煤層注水、聲波霧化以及高壓噴霧等措施，減少煤塵與沼氣爆炸過程中產生的一氧化碳。另外也可以借助于小型的采煤機以及煤巷掘進機以減少煤礦開采過程中產生的有害氣體。最后，為防止煤礦開采過程中產生大量的一氧化碳，可以采用向采空區注氮以及灌漿等方式。

3.3 對礦井污水進行回用處理

在煤礦開采過程中一般都會產生大量的礦井水，這些礦井水的大量排放會對水源造成嚴重的污染。因此，對礦井水進行回用處理具有非常重要的意義。在對其進行處理時可以按照礦井水中污染物的特點將其分為潔凈礦井水、高礦化度的礦井水以及酸性的礦井水、含懸浮物的礦井水等多種類型，因此在對其進行處理時可以根據其不同的特性進行不同的處理。比如，SBR工藝、連續膜過濾技術以及曝氣生物濾池技術等都可以在礦井水的回用處理中應用。利用這些技術可以對礦井水進行資源化處理，在減少礦井水排放的同時，減少其對環境造成的污染。

3.4 控制噪音污染措施

在煤礦開采過程中，通常都伴隨著一定的噪音污染，因此，為減少其對周圍居民的影響，必須要對噪音進行有效控制。為此，相關單位必須要嚴格按照國家的有關規定對其進行控制。首先，在開采前期需要對煤礦開采的噪音范圍進行規劃和預測，并采取必要隔離措施消除噪音[3]，對此，還可以引進先進的噪音消除設備，以保證周圍居民的正常生產和生活。

4 結語

總而言之，煤炭資源是我國各行各業重要的生產能源之一，但是煤礦開采必定會帶來一定的環境污染問題，如大氣污染、土地資源污染、水資源污染以及噪聲污染等問題，這些都對人們的生產與生活產生了非常大的影響。要想對這些問題進行有效處理必須要采取必要的控制措施，相關單位也必須要對其給予足夠的重視，積極開發新的技術，從源頭上對污染問題進行控制。這樣才能促進我國經濟與環境的可持續發展。