煤炭开采对地质环境影响及防治措施.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 收稿日期2004Ο12Ο28 作者简介赵伟冬1972 - ,男,山西壶关人,经济师,从事环境保护工作。 理论研究 煤炭开采对地质环境影响及防治措施 赵伟冬 潞安环能股份公司 漳村煤矿,山西 长治 046032 摘 要针对漳村煤矿在煤炭开采中对地质环境影响进行了分析,并结合实际情况,提出防治措施。 关键词煤炭开采;地质;环境影响 中图分类号X37 文献标识码A 文章编号1005Ο2798200502Ο0025Ο02 煤炭资源在开采的过程中,地质环境必然要受 到一定程度的破坏,漳村煤矿在煤炭生产的同时,注 重了地质环境的保护工作,主要有以下三个方面 1 矿井疏排水对井泉的影响及防治措施 由于矿井煤层大面积回采而形成上覆盖岩层陷 落,破坏了沉陷区及周围潜水中浅层地下水的自 然赋存条件,隔水层断裂和陷落,潜水层渗漏到深层 采空区内,使得潜水层水位下降,破坏了区域富水条 件,使得原本依附潜水生存的居民饮用水短缺,甚至 无饮用水,不得不开凿深井水。到2003年底,漳村 矿沉陷区内自然村受损机井2l眼。 目前,漳村矿有6眼开钻奥陶系灰岩水的深井, 每天采水量为180 m3,供矿区居民及缺水自然村居 民生活用水,这些水源井的水位也在逐年下降,平均 为118 m/ a ,最大达到2 m/ a。 漳村矿在开采过程中产生的矿井水,主要为煤 层顶板含水层来水,矿井水抽排到地表水池,经沉淀 和净化处理后。一部分再靠重力返回井下复用;一 部分补充洗煤厂用水;一部分用于洗浴、 卫生冲洗及 地面建筑用水,复用率为100 。经长治市卫生防 疫站对净化后矿井水水质监测,见表1 ,矿井水基本 不对水环境造成污染。 表1 矿井水水质监测结果 项 目PHSSPbCdMnAs 矿井水717180. 0020. 000 90. 0470. 008 项 目CuZnFeHgCN酚 矿井水0. 0040. 110. 100. 000 70. 0040. 007 但为了防止矿井水排放污染地下水,在矿井开 采的同时,可采取了以下措施 1 在有条件的情况下对可能产生涌水的含 水层进行采前抽排,抽出的地下水是清洁的,此方法 大大降低矿井生产过程的涌水量,降低矿井污水的 处理量及处理费用。 2 设计优化出最佳的顶扳管理方案,加强顶 板管理,防止含水层破坏。 3 大力开展植树造林活动,扩大采空区植被 覆盖面积,加快地下水水位回升。 4 矿井水经处理后用于井下生产用水、 地面 生产、 绿化、 地面建筑用水或农田浇灌用水,使矿井 水处理后全部复用。 2 地面塌陷及复垦工作 矿区内地面塌陷已经成为矿区发展的重要问 题。由于地面塌陷,房屋受损破坏,影响塌陷区居民 的正常生活和人身安全。塌陷区供电线路、 铁路、 公 路等各种基础受损破坏,大量水渠受损破坏;地下水 位不断下降,沉陷区居民赖以生存的原有水资源受 到了很大破坏,由于地面沉陷不均衡,耕地变得起伏 不平,水、 土、 肥料流失严重,耕作难度加大,农作物 大量减产;沉陷和裂缝改变了地表水原有的径流方 向和天淆汇水条件,形成许多季节性或永久性积水 洼地,农田废弃。 漳村井田内地貌为低丘陵台地,西部有小块平 原,地表大部分为黄土覆盖,冲沟发育,地形高差不 大,基岩零星出露于丘陵及冲沟中。 由于井下工作面回采形成岩层缺失,上覆岩层 52煤 第14卷第2期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 陷落,开采层之上地下水流失,造成地表塌陷。在漳 村矿井地表塌陷有两种形式主要有丘陵塌陷地,表 现为土地凹凸不平,地表裂缝发育;次为在地势较为 平缓地区表现为大面积沉陷盆地,并伴有常年积水 或季节性积水。 经统计,到2003年底地表沉陷面积8127 km2, 一般下沉4 m左右,其中常年积水区0148 km2,季 节性积水区0110 km2,产生的裂缝最大145 m ,最宽 0122 m。 针对漳村矿地表塌情况采取了以下措施。 211 煤矸石充填复垦 利用煤矸石作为塌陷区复垦充填材料,采用分 层充填方法,使塌陷的土地得以恢复,又减少了矸石 堆存占地。复垦土地作为建筑用地时,采用分层回 填、 分层振压的方法充填,以获得较高承载能力和稳 定性,复垦土地作为农林种植时采用分层回填,下部 密实,上部较松散,以使保墒保肥,利于植被生长。 212 粉煤灰充填复垦 漳村矿附近的多个火力发电厂,每年要产生大 量的粉煤灰,粉煤灰在地表堆存,既占用土地,又不 利于环保,利用粉煤灰充填复垦土地可以化害为利。 213 挖深变浅,实现立体生态农业 此方法使用于有积水的塌陷区,形成种养配套 的生态农业,其经济效益、 生态效益十分明显。 3 煤矸石对地质环境的影响及防治措施 311 煤矸石的组成分析 漳村矿煤矸石为各矿采掘矸石和选煤厂的洗选 矸石,多为炭质泥岩和泥岩,另含少量砂质泥岩、 粉 砂岩和少量的煤。主要化学成分为二氧化硅和三氧 化铝,约占总量的80 ,另外含有少量的铁、 钙、 硫、 钾、 锰等氧化物和水份,矸石中痕量元素以铁的含量 较大,其次为锰。有毒的痕量元素如镉、 汞、 砷、 氟、 铅等含量均极少,远小于危险废弃物的含量标准。 312 煤矸石淋溶对水环境的影响分析 煤矸石对水体的影响主要是露天堆放的煤矸石 通过雨水淋溶后,矸石中的有毒元素进入水体形成 的。为了监测矸石中有害元素经雨水淋溶转入地表 和地下而构成对水源的潜在威胁。中国辐射防护研 究院在现矸石山堆底采集了卸矸降温洒水的淋溶水 样,其水质结果见表2。结果表明,淋溶水水中各种 元素 的 含 量 均 未 超 过 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 GB5749 85 规定的限量。 表2 矸石堆淋水水质分析结果mgl PHCdCuZn 矸石堆水7. 340. 0010. 0010. 065 GB5749856. 5～8. 5 0. 05 1. 0 0. 1 MnPbAsF 矸石堆水0. 0020. 020. 0110. 65 GB574985 0. 05 0. 05 0. 05 1. 0 由上述分析可知,潞安矿区煤矸石堆放除占用 部分土地对矿区的景观有影响之外,其它对地质环 境污染影响很小,但这并不能说明不需要治理。目 前,漳村矿对矸石的治理主要采取三个方面的措施 一是在堆放过程中分层推平压实,防止外来火源引 发矸石山自燃,对局部自燃的矸石山采取覆土灭火 措施;二是对已停用的矸石山进行整治并覆土绿化; 三是综合利用。 [责任编辑宋建勋] Coal Mining Attecting Geology Environment and Pvevention Measures in Changcun Coal Mine ZHAO WeiΟdong Zhangcun Coal Mine, L u′an Environmental Energy Dev. co. Ltd. Changzhi 046032, China Abstract Aimed at affecting geological environment when mining coal in zhangcun coal mine ,this paper analyaes and combines specific conditions ,preventive measures is raised. Key words coal mining; geology; affection of environment 62Coal 2/ 2005