西北高強度采煤區保水采煤研究現狀

高學良

【摘 ?要】保水采煤的基本思想是在1990年后形成的，保水采煤技術合格有兩個檢驗指標，沒有造成泉水干涸和大幅度減流、植被生長未受到大的影響。現階段，保水采煤技術成為我國西北地區煤炭工業健康發展的研究熱點。對于煤炭行業而言，煤炭的開采與煤炭工業的可持續發展息息相關，合理、有效、安全的開采也是行業未來的發展方向。本文通過概括高強度采煤的危害和西北高強度采煤區保水采煤技術存在的問題，提出相關對策解決保水采煤出現的問題。

【關鍵詞】保水采煤技術;西北地區;高強度采煤;研究現狀

前言

當前，煤炭行業的各個環節與流程都面臨嚴峻挑戰。比如煤炭開采環節，目前還存在因規劃不精準而導致的資源浪費和生態破壞，煤炭安全事故也是時有發生[1]。針對這一特點，保水采煤技術開始得到較多關注，保水開采的目標是在防治采場突水的同時，對水資源進行有意識的保護，使煤炭開采對礦區水文環境的擾動量小于區域水文環境容量[2]。如何確保礦區地下水位劇烈變化的同時，地質和地表的環境未發生破壞性的變化，是煤炭行業應該思考的問題。

（一）高強度采煤的危害

1. 植被破壞

要想采地下的煤，必須把地表的樹木和草清理掉。樹木和草等植被的作用是保持水土不流失，從而提高水土保持能力，減少土地荒漠化，物種多樣性。煤炭開采需要大量的木材，開采一萬噸煤炭平均消耗150立方米左右的木材。全市僅煤炭開采業一年需消耗木材約10萬立方米，木材的供不應求迫使煤礦行業多渠道收購木材，從客觀上講，助長了濫砍濫伐，導致了育伐比例失調[3]。同時地下水位下降，地表含水層含水量減少，使植被生長受到影響。

2. 空氣污染

采煤的流程是采煤機割煤，刮板機往外運，液壓支架支護放頂，破碎機破碎煤，轉載機轉載到皮帶上，最后通過皮帶運到地面。這一系列的過程都建立在使用機器的基礎上，煤中有大量的粉塵，煤炭有相當一部分靠汽車運輸，撒漏現象非常嚴重，大量煤炭流失，使街道煤塵飛揚，造成空氣污染[4]。人的生命和空氣的健康息息相關，因此要對空氣的質量重視起來，如果不及時采取控制空氣污染的措施，人們的健康將受到嚴重威脅。

3. 地面水受到污染

礦井廢水中懸浮物等污染物濃度較高，特別是流經含硫鐵礦煤層的礦井水，酸性很大，不僅具有腐蝕作用，還污染水資源，據西北地區某一的礦井廢水抽樣檢測，其懸浮物濃度平均值為290mg/L，平均化學耗氧量濃度值為527mg/L，硫酸根離子濃度高達2500mg/L，最低PH值僅為2.8。這類礦井廢水如不經處理就外排，將嚴重污染地面水體，淤塞河道和農田渠道，造成土壤板結，對農作物影響很大，對地質結構產生的破壞將無法彌補。

（二）西北高強度采煤區保水采煤存在的問題

1. 地質條件勘測識別

西部礦區因為特殊的自然條件，比其他地區更依賴地下水，而地下水的植被在煤層開采過程中會約束受保護含水層富水性精準識別，還會影響隔水層隔水性空間變異精準識別。如果不及時采取有效措施，加強地質條件勘測識別的精準度，會影響煤炭開采的進度，同時還可能因為識別不精確，導致煤炭的過度開采，影響生態環境的平衡。

2. 生態重構與修復

高強度采煤區會出現強度開采和重復開采的現象，在此條件下，會導致導水裂隙帶的高度探測和預測方法受到影響。沒開采一處礦區，生態環境都會受到或多或少的破壞，礦山開采沒有規范的生態損害檢測與評價;對于過分開采的礦區，礦山土地復墾問題得不到有效落實;生態重建技術和生態修復策略還需完善，高強度開采區的生態還得不到保障。

3. 水與生態約束條件

由于植被對地下水依賴性識別與量化沒有固定標準，也沒有精確的儀器進行識別與量化，因此地下水與地下植被種類無法被識別。無法維系生態安全的水位閾值，植被對水位驟降的響應也沒有落實。另外沒有構建生態環境損害檢測體系，高強度開采和重復開采條件下巖層控制及礦山生態環境機制受到影響。

（三）解決保水采煤技術問題的相關對策

1. 加強地質條件勘測識別的精準度

開采煤炭前要對此項開采工程進行可行性分析，地質條件勘測識別和量化就是其中一項重要指標。只有保證地質條件勘測識別的精確度，才能使開采的程度、開采措施合理，為煤礦的順利開采奠定基礎。

2. 完善開采后的生態修復策略

對部分廢棄外排的廢水進行治理。部分煤礦雖然停止了采煤，但仍有礦井廢水外排。主要是部分煤礦的采煤巷道間接相通，礦井廢水全部從標高最低的井口外排，并將原有老巷道巖石斷層和風化層中硫鐵礦中的鐵離子等浸取出來，導致廢水中鐵離子和硫酸根離子的濃度很高，嚴重污染水體環境。所以，對部分廢棄礦井外排的廢水必須進行治理，修建沉淀池，井投加石灰等藥劑，經中和、反應、沉淀處理后，再達標外排。政府部門也要加強監督，對違反規定的礦區采取懲罰措施。

3. 慎重高強度開采和重復開采

對于高強度采煤區，每一次開采都要進行精密的分析，切勿出現過度開采影響生態平衡，慎重高強度開采和重復開采。實施封山育林，采取植草、人工造林和疏林補方式，提高地表涵養水源、保持水土的能力。

結語

綜上所述，通過各個部門的不斷努力，保水采煤技術得到了很大的發展，也取得了提出生態水位概念、深入研究了含水層分布及生態價值等重要成就。本文概括了在地質條件勘測識別、生態重構與修復、水與生態約束條件方面存在的問題，提出加強地質條件勘測識別的精準度、完善開采后的生態修復策略、慎重高強度開采和重復開采三個相關對策。為煤炭行業提供新的參考價值。

參考文獻：

[1]段中會，李楚源.水體下保水采煤理論分析及關鍵技術研究[J].煤炭科技，2019，40（02）：4-5+15.

[2]范立民.“保水采煤的理論與實踐”專輯特約主編致讀者[J].煤炭學報，2019，44（03）：665-666.

[3]范立民.保水采煤面臨的科學問題[J].煤炭學報，2019，44（03）：667-674.

[4]侯恩科，車曉陽，馮潔等.榆神府礦區含水層富水特征及保水采煤途徑[J].煤炭學報，2019，44（03）：813-820.

[5]孫魁，范立民，夏玉成等.基于保水采煤理念的地質環境承載力研究[J].煤炭學報，2019，44（03）：831-840.

[6]范立民.西北高強度采煤區保水采煤研究現狀[J].中國煤炭地質，2017，29（03）：44-49.

（作者單位：山西鄉寧焦煤集團毛則渠煤炭有限公司）