淺談煤炭開(kāi)采對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的影響

胡榮濤

（福建省華廈能源設(shè)計(jì)研究院有限公司，福建 福州 350001）

1 煤礦開(kāi)采對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

1.1 煤礦開(kāi)采對(duì)土地資源的影響

煤炭的開(kāi)采主要分為露天開(kāi)采和地下開(kāi)采兩種，無(wú)論是地下開(kāi)采還是露天開(kāi)采，都需要?jiǎng)冸x地表土層，改變?cè)型恋亟Y(jié)構(gòu)，都將對(duì)礦區(qū)地表植被造成破壞，影響礦區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境平衡。

福建地區(qū)的煤炭礦山主要為地下開(kāi)采，對(duì)于礦區(qū)地下巖土而言，在開(kāi)采過(guò)程中采取疏水降壓措施，使得巖體孔隙間水體支撐作用力消失或者不同程度減少，從而誘發(fā)巖土松動(dòng)。當(dāng)煤層采空后，采空區(qū)圍巖應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生改變，有可能誘發(fā)采空區(qū)上覆巖層下沉，從而引起地面沉陷。此外，礦山工業(yè)場(chǎng)地與生活區(qū)的建設(shè)和井工開(kāi)采后煤矸石山對(duì)土地的壓占和污染等均不同程度地對(duì)礦區(qū)周邊土地資源產(chǎn)生一定的影響。據(jù)悉，福建省永安煤業(yè)有限公司仙亭煤礦礦區(qū)面積為3.0593km2，僅排矸場(chǎng)占地面積約達(dá)5.55hm2，其對(duì)地表植被的破壞、土地的壓占等影響可見(jiàn)一斑。

1.2 煤礦開(kāi)采對(duì)水資源的影響

煤炭地下開(kāi)采過(guò)程中礦井疏水降壓導(dǎo)致含水層水位減低。當(dāng)采空區(qū)面積不斷擴(kuò)大，采空區(qū)上覆巖層中的地下水短時(shí)間內(nèi)排向采空區(qū)形成礦坑水而被排出，從而人為改變了地下水的補(bǔ)給途徑，破壞了礦山山體水平衡。煤層原生物礦物組分和井下殘留污染物、遺棄的設(shè)備及物料，極易造成地下水硫酸鹽、鐵錳含量超標(biāo)，受污染的礦井水排入地表后會(huì)對(duì)周邊水體及土壤環(huán)境造成極大的污染。同時(shí)煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的洗煤水含有大量的酸性物質(zhì)、放射性物質(zhì)和懸浮物，若未經(jīng)妥善處理而將其排出，與周邊地表水、地下水產(chǎn)生聯(lián)系，就有可能導(dǎo)致礦區(qū)周邊水體污染。

仙亭煤礦原建有1處礦井廢水處理設(shè)施，設(shè)計(jì)處理能力300m3/h，主要用于處理廢水中的SS和調(diào)節(jié)廢水pH值。但隨著地下開(kāi)采深度不斷加深和周邊臨近礦坑的陸續(xù)關(guān)閉，導(dǎo)致礦井廢水量大幅增加，尤其在雨期時(shí)，最大排水量預(yù)測(cè)將達(dá)到1000m3/h。同時(shí)采空區(qū)的不斷加深擴(kuò)大與周邊臨近礦坑的關(guān)閉都人為地改變了地下水流向，打破山體原有的水平衡與補(bǔ)給路徑，使得抽排出的礦井水水質(zhì)變得更為復(fù)雜，礦井廢水中鐵錳含量顯著增加。為確保生產(chǎn)廢水達(dá)標(biāo)排放，永安煤業(yè)有限公司斥資八百余萬(wàn)元新建一座具有先進(jìn)處理工藝的污水處理站，用于處理仙亭煤礦的礦井廢水及周邊已關(guān)閉煤礦通過(guò)仙亭排水系統(tǒng)抽排的礦井廢水，并將原有的落后廢水處理設(shè)施作為應(yīng)急處理系統(tǒng)。如圖1所示。

圖1 仙亭煤礦新建污水處理站實(shí)景圖

1.3 煤炭開(kāi)采對(duì)大氣環(huán)境的影響

煤炭開(kāi)采過(guò)程中，煤層解析出來(lái)的煤層氣通過(guò)井口、開(kāi)采裂隙排入大氣。多數(shù)的煤礦都有瓦斯，煤炭開(kāi)采過(guò)程中排放出的瓦斯不僅威脅井下開(kāi)采的安全，而且對(duì)環(huán)境的污染十分嚴(yán)重。

煤炭開(kāi)采中排棄的煤矸石，其總量約占煤炭產(chǎn)量的10%～20%，大多堆積在排矸場(chǎng)中形成煤矸石山。煤矸石在堆積過(guò)程中存在不同程度的氧化反應(yīng)，釋放出大量有毒有害氣體。此外，在煤礦開(kāi)采的各個(gè)過(guò)程中，都產(chǎn)生大量的粉塵，而這些粉塵往往含有大量重金屬元素。隨著這些氣體及粉塵排向大氣層，嚴(yán)重影響了礦區(qū)周邊環(huán)境空氣質(zhì)量，而當(dāng)這些粉塵沉降后又會(huì)污染周邊的土地資源。

2 礦山閉礦后對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的影響

礦山關(guān)閉（閉礦）是指一座礦山或選礦廠區(qū)完全停止生產(chǎn)，并經(jīng)一系列善后處理后永久性終止生產(chǎn)活動(dòng)。但是礦山閉礦后，并不意味著其引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的結(jié)束，礦山開(kāi)采所遺留下來(lái)的環(huán)境安全隱患仍需要持續(xù)性的防范管理與投入治理。例如堆積的煤矸石山若是處理不當(dāng)還有可能引發(fā)自燃，產(chǎn)生自燃廢氣，嚴(yán)重污染礦區(qū)及周邊大氣環(huán)境。而閉礦后的礦山多處于無(wú)人管理或是缺乏管理的狀態(tài)，受污染的礦井水排入地表后引發(fā)周邊水體及土壤污染。2019年中央生態(tài)環(huán)保督察發(fā)現(xiàn)，福建省龍巖市瓦窯坪煤礦由于閉礦后缺乏管理，導(dǎo)致廢棄礦井水發(fā)生滲漏，部分礦井水未經(jīng)處理流出，造成周邊地表水水體污染。更有甚者部分小型私人煤礦關(guān)閉后基本處于無(wú)人管理狀態(tài)，礦井水未經(jīng)處理直排至河流之中，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成難以估計(jì)的影響。

3 對(duì)煤炭開(kāi)采環(huán)境治理的若干建議

3.1 土地資源治理

因礦山開(kāi)采對(duì)巖土結(jié)構(gòu)的破壞從而導(dǎo)致地表沉降，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)加固。若沉降嚴(yán)重，威脅周邊人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，則需要因地制宜地治理沉降區(qū)。例如搬遷群眾房屋至安全地帶并將沉降區(qū)改建為耕地、林地、水產(chǎn)養(yǎng)殖等，進(jìn)而逐步形成復(fù)雜的礦區(qū)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。此外，礦山配套的工業(yè)廣場(chǎng)、平硐口和生活區(qū)等都需及時(shí)對(duì)開(kāi)挖建設(shè)造成裸露的地表進(jìn)行植被修復(fù)。

3.2 煤矸石等固體廢物治理

煤礦開(kāi)采產(chǎn)生的廢渣、廢石和剝離的土方應(yīng)采取適當(dāng)?shù)木C合治理措施。露天開(kāi)采的礦場(chǎng)可將廢土石輸入采空區(qū)內(nèi)，將煤層上部較為肥沃的表土剝離單獨(dú)存放用于最后復(fù)墾回用，經(jīng)土地平整后種植植被。

福建地區(qū)煤礦開(kāi)采產(chǎn)生的煤矸石多堆積于排矸場(chǎng)中形成煤矸石山，且由于持續(xù)生產(chǎn)排矸，多數(shù)無(wú)法對(duì)排矸場(chǎng)進(jìn)行全面的綠化。仙亭煤礦矸石場(chǎng)占地面積約為5.55hm2，目前排矸場(chǎng)已綠化面積不足1hm2。仙亭煤礦雖然相應(yīng)地設(shè)置了攔矸壩、淋溶水沉淀池、截洪溝等環(huán)境保護(hù)措施，但是也僅用于控制、減少排矸場(chǎng)對(duì)周邊環(huán)境的影響。對(duì)于采煤產(chǎn)生的大量煤矸石除了已知的用于填充開(kāi)采產(chǎn)生的塌陷坑外，或可嘗試將其回收利用。根據(jù)其礦物組成和化學(xué)成分的不同，利用不同技術(shù)回收加工后作為建筑材料二次利用，例如：煤矸石制磚、煤矸石礦物摻合料、煤矸石復(fù)合水泥等。

3.3 水資源治理與防護(hù)

煤炭地下開(kāi)采礦井應(yīng)建立相應(yīng)的阻水墻、隔離層等堵塞圍巖裂隙等導(dǎo)水通道，避免地下水發(fā)生串層污染。因疏水降壓抽離的礦井水應(yīng)經(jīng)適宜的處理措施治理后達(dá)標(biāo)排放，在煤炭閉礦后應(yīng)根據(jù)實(shí)際滲水情況，切斷地下水導(dǎo)向廢棄礦井涌入路徑，并對(duì)因水位回彈從廢棄礦井流出的廢水進(jìn)行持續(xù)性治理與防護(hù)，以保障周邊地表水環(huán)境不受污染。

4 促進(jìn)煤炭行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的若干建議

4.1 建立科學(xué)完善的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

煤炭開(kāi)采對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的影響因素多種多樣，影響的程度和效應(yīng)也不盡相同。準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)礦區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展水平與趨勢(shì)，有利于及時(shí)找出所存在的問(wèn)題，為礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境預(yù)警和防護(hù)治理打下良好的基礎(chǔ)。2006年，我國(guó)生態(tài)環(huán)保部制定了《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（HJ 192-2006），并于2015年對(duì)其進(jìn)行更新完善。

4.2 構(gòu)建煤礦開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償長(zhǎng)效機(jī)制

煤礦開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償是指因煤炭資源開(kāi)發(fā)，造成自然資源的破壞、生態(tài)環(huán)境的污染、城市喪失可持續(xù)發(fā)展機(jī)會(huì)而進(jìn)行的治理、恢復(fù)、校正，所給予的資金扶持、財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免及政策優(yōu)惠等活動(dòng)總稱。煤炭開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償是對(duì)煤炭開(kāi)發(fā)造成的外部成本內(nèi)部化，有利于調(diào)整利益相關(guān)者因資源開(kāi)發(fā)引發(fā)的環(huán)境利益和經(jīng)濟(jì)利益的分配不均。2007年，我國(guó)在山西試點(diǎn)礦產(chǎn)資源改革，發(fā)布了《山西省煤炭可持續(xù)發(fā)展基金征收管理辦法》，嘗試對(duì)煤炭資源開(kāi)發(fā)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償。同年，中國(guó)環(huán)保部出臺(tái)《關(guān)于開(kāi)展生態(tài)補(bǔ)償試點(diǎn)工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》，推進(jìn)了生態(tài)補(bǔ)償實(shí)踐探索。緊隨之，福建省國(guó)土資源廳、福建省財(cái)政廳和福建省環(huán)境保護(hù)局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于實(shí)施礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理保證金管理辦法有關(guān)事項(xiàng)的通知》（閩國(guó)土資綜〔2007〕168號(hào)文），有效促進(jìn)了福建地區(qū)煤炭礦山生態(tài)恢復(fù)。但是，時(shí)至今日我國(guó)的礦產(chǎn)資源生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制仍是以政府為主導(dǎo)對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，補(bǔ)償模式單一，補(bǔ)償資金不足?，F(xiàn)有的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估方法各有側(cè)重點(diǎn)，尚未形成完善的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估方法。

福建省永安煤業(yè)仙亭煤礦自2007年起不間斷地對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)進(jìn)行投入，僅資金投入至今已達(dá)千萬(wàn)級(jí)別。礦區(qū)自然景觀得到了最大程度的恢復(fù)，保障了礦區(qū)及周邊環(huán)境安全，使得區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到保持和持續(xù)發(fā)展。但是許多中小型煤礦企業(yè)尤其是私人小煤礦根本無(wú)法獨(dú)自承擔(dān)起礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與閉礦后持續(xù)性治理的投入。完善礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估方法，提煉煤炭開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償類(lèi)型與模式，并構(gòu)建煤礦開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償長(zhǎng)效機(jī)制，有利于今后煤炭開(kāi)發(fā)區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)、資源利用、經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)，促進(jìn)煤炭行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

煤炭開(kāi)采對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境有著巨大的影響和破壞。關(guān)閉大量落后礦井，整合中小型礦山，將為煤炭礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境的改善提供契機(jī)。煤礦企業(yè)應(yīng)該主動(dòng)承擔(dān)起主體責(zé)任，恢復(fù)、保障礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境，同時(shí)建立科學(xué)完善的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。構(gòu)建煤礦開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)補(bǔ)償長(zhǎng)效機(jī)制對(duì)促進(jìn)煤炭行業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。