煤礦突發(fā)性涌水事故環(huán)境應(yīng)急措施探討

降 勇

(山西汾西正旺煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 孝義 032300)

引 言

近年來，頻繁的突發(fā)性涌水事故困擾著我國(guó)煤炭工業(yè)生產(chǎn)。山西做為煤炭生產(chǎn)大省，煤礦發(fā)生突發(fā)性涌水事故給人民群眾生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來了極大危害，同時(shí)也造成生態(tài)環(huán)境中水質(zhì)惡化、地表水不能繼續(xù)有效利用的負(fù)面影響，對(duì)水環(huán)境的持續(xù)改善產(chǎn)生明顯的治理困難和壓力。如2010年山西華晉王家?guī)X礦發(fā)生的“3.28"特別重大透水事故、2013年山焦汾西正升煤業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)生的“9.28”重大水害事故等，在搶險(xiǎn)過程中外排突發(fā)性涌水對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境均產(chǎn)生了不同程度影響。

1 煤礦突發(fā)性涌水事故的產(chǎn)生原因及危害

涌水是長(zhǎng)期伴隨煤礦建設(shè)生產(chǎn)過程的主要災(zāi)害之一，突發(fā)性涌水形成事故，會(huì)造成巷道淹沒、設(shè)備破壞、井下人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

煤礦突發(fā)性涌水事故發(fā)生的條件。一個(gè)是具有較大容量的水源。水源可以是地表水(如河流、湖泊、水庫(kù)、降雨和洪水等),也可以是地下水(如含水層和采空積水等)。第二是有水可以通過的通道。水的通道可以為斷層、陷落柱、封閉不良鉆孔,以及因開采掘進(jìn)而形成的冒落裂隙帶和廢棄的井下巷道等。在煤礦礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間，各類水源在一定條件下，大量地、快速地通過各種渠道流入，形成突發(fā)性涌水。突發(fā)性涌水事故有時(shí)由一種水源引起，有時(shí)由多個(gè)水源同時(shí)引起。

煤礦突發(fā)性涌水中一般均大量含有以煤末、巖粉類為主的懸浮物，以及可溶性的無機(jī)鹽類化合物，一般不會(huì)含有毒物質(zhì)，存在的有機(jī)污染物也很少。在解決井下突發(fā)性涌水事故過程中，會(huì)帶來過度開采地下水、污染地表水資源及引起與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民糾紛等環(huán)境與社會(huì)問題。以采空積水等為涌水水源的煤礦突發(fā)性涌水，其水質(zhì)常常為酸性水，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生金屬的腐蝕和礦山主要設(shè)備的腐蝕，給礦山生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的安全隱患[1]。另外，酸性礦井水還可以揮發(fā)硫化氫等氣體，嚴(yán)重刺激人體皮膚、呼吸道和眼睛等器官，嚴(yán)重地危害人身健康。同時(shí)大部分酸性礦井水還含有鐵、錳等金屬離子，在地表水道發(fā)生氧化沉積，從而破壞生態(tài)環(huán)境，造成污染事故，影響自然景觀。

2 突發(fā)性涌水事故產(chǎn)生污染的主要特點(diǎn)

1) 具有季節(jié)性。煤礦突發(fā)性涌水事故發(fā)生與季節(jié)關(guān)聯(lián)性較大。例如，在雨季和汛期，由于地表降水量的迅速增加，水源得到了極大的補(bǔ)充，相應(yīng)的水壓也有所增加，故造成煤礦突發(fā)性涌水事故在此季節(jié)內(nèi)發(fā)生相對(duì)較多。

2) 具有不確定性。由于煤炭井下地質(zhì)條件的特殊性，突發(fā)性涌水事故發(fā)生的時(shí)間、區(qū)域還有影響程度等均無法提前預(yù)測(cè)，具有明顯的不確定性。

3) 具有擴(kuò)散性。突發(fā)性涌水事故所產(chǎn)生的環(huán)境污染物，會(huì)隨涌水水體的外排，不斷流動(dòng)擴(kuò)散、沉積，進(jìn)而影響到受污染流域的整個(gè)環(huán)境。

4) 影響具有長(zhǎng)期性。突發(fā)性涌水事故會(huì)破壞被污染區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境，造成長(zhǎng)期影響，需要長(zhǎng)期治理和恢復(fù)。

5) 治理費(fèi)時(shí)費(fèi)力。井下涌水一般采用混凝沉淀法處理，混凝沉淀必須單獨(dú)處理受污染水體，混凝沉淀后沉淀的回收和水體后續(xù)處理也是非常復(fù)雜的，該方法的應(yīng)用更受限于流動(dòng)的水體。

3 應(yīng)急措施

1) 突發(fā)性涌水事故發(fā)生后，立即宣布實(shí)施突發(fā)性事故應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急預(yù)案是針對(duì)可能發(fā)生的事故預(yù)先制定的應(yīng)急工作方案，由有關(guān)部門制定，目的為最大程度減少事故損害。現(xiàn)在制定并執(zhí)行突發(fā)性污染事故應(yīng)急預(yù)案已經(jīng)成為各級(jí)政府維護(hù)社會(huì)安全穩(wěn)定、維持正常公共秩序的必備措施，已得到了廣泛實(shí)施。當(dāng)突發(fā)性涌水事故發(fā)生后，及時(shí)宣布執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案，既可有序開展事故救援工作，又可安定地方社會(huì)的安全穩(wěn)定[2]。

2) 突發(fā)性涌水事故發(fā)生后，當(dāng)?shù)V井突發(fā)涌水量超過井下最大排水能力，整個(gè)礦井產(chǎn)生被淹危險(xiǎn)時(shí)，在井下人員全部脫離涌水災(zāi)害危險(xiǎn)后，可向采空區(qū)或其它低水位巷道排水。將突發(fā)性涌水引流，減少乃至完全不外排至地面，避免對(duì)地面環(huán)境造成影響。

3) 利用應(yīng)急工程治理。突發(fā)性涌水通過排水設(shè)備提升出井后，為了迅速減少突發(fā)性涌水事故的污染危險(xiǎn)，可利用水利工程技術(shù)，在時(shí)間、空間維度上調(diào)度運(yùn)用水資源，該方法主要包括擋水、排水、截污、引流等。例如，2006年6月，晉冀交界處發(fā)生交通事故，造成大沙河煤焦油污染。晉冀兩省采取了“筑壩攔截、造坑導(dǎo)流、分流抽水”等多項(xiàng)有效措施，對(duì)被污染河流進(jìn)行治理[3]。

4) 應(yīng)急設(shè)備治理。緊急使用應(yīng)急處理設(shè)施設(shè)備,如高效一體化污水處理設(shè)備、超濾膜處理設(shè)施等對(duì)突發(fā)性涌水進(jìn)行快速應(yīng)急式處理，有效地將污染物濃度降低到環(huán)境可接受的排放水平。

5) 實(shí)施應(yīng)急監(jiān)測(cè)。一方面配置專業(yè)人員、測(cè)試儀器，嚴(yán)格規(guī)范采樣、測(cè)量，從而確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。另一方面通過采用高科技技術(shù)成果，實(shí)時(shí)開展水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)突發(fā)性涌水污染事故造成的污染進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警和預(yù)報(bào)，保證應(yīng)急治理及時(shí)與有效。

6) 積極開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。通過開展危害鑒別、效應(yīng)評(píng)價(jià)、暴露影響評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)表征等一系列的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程序,實(shí)時(shí)評(píng)估出污染有害因子對(duì)涉及區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。目前，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論已經(jīng)廣泛應(yīng)用于常規(guī)水污染的環(huán)境影響，評(píng)估突發(fā)性水污染事故造成的危害，已有研究者開展了探索性工作。

4 結(jié)語

1) 在源頭治理方面。通過嚴(yán)防死守，控制水患，根據(jù)礦井井下各自的采空積水情況，嚴(yán)格實(shí)施“三區(qū)管理”，井下采掘活動(dòng)在劃定的“可采區(qū)”范圍內(nèi)進(jìn)行；礦井防治水堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”，井下采掘工作面嚴(yán)格遵循“物探先行、化探跟進(jìn)、鉆探驗(yàn)證”程序，并嚴(yán)格執(zhí)行“長(zhǎng)、短探”相結(jié)合的探放水措施。確保不發(fā)生突水、涌水事故。

2) 在應(yīng)急管理方面。國(guó)外在各類事故應(yīng)急處理有較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)行積極借鑒，并與我國(guó)國(guó)情緊密結(jié)合，創(chuàng)造性地提出適應(yīng)國(guó)情的應(yīng)急管理思路。如建立突發(fā)性水污染事件生態(tài)保險(xiǎn)機(jī)制，通過商業(yè)保險(xiǎn)補(bǔ)償來降低對(duì)社會(huì)、對(duì)生態(tài)的損害[4]。

3) 在應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)警方面。積極應(yīng)用新技術(shù)、新方法、新媒體完善監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，通過建立健全突發(fā)性涌水應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，充分利用自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器和現(xiàn)代化通訊手段結(jié)合并快速反應(yīng)、提高監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率，及時(shí)提供預(yù)警信息，從而為應(yīng)急決策和響應(yīng)提供依據(jù)。

4) 在處理技術(shù)方面。對(duì)水污染事故的應(yīng)急處理方法已有相當(dāng)多的研究，但現(xiàn)有的應(yīng)急處理方法和技術(shù)有其局限性。如氧化法效果較慢、操作又過于復(fù)雜，且易造成二次污染；絮凝沉淀法，則又有沉淀物處理復(fù)雜的難題。以政府或行業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)制統(tǒng)一建立具有區(qū)域性質(zhì)的應(yīng)急處理裝備共享，在區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)生事故，將共享設(shè)備及時(shí)投入使用，應(yīng)用先進(jìn)、高效、易轉(zhuǎn)移的共享處理設(shè)備，及時(shí)、有效地降低對(duì)環(huán)境造成的污染和社會(huì)恐慌。

5) 突發(fā)性水污染應(yīng)急處理涉及應(yīng)急管理、預(yù)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急處理技術(shù)三個(gè)方面。只有這三方面全面升級(jí)、提高、實(shí)施，才可以對(duì)突發(fā)性水污染事故進(jìn)行真正的響應(yīng)，才能確確實(shí)實(shí)把應(yīng)對(duì)突發(fā)性涌水污染事故的能力提高上來。