煤矿井工开采诱发环境问题论文
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1煤炭开采诱发环境问题
1.1开采过程中的环境问题煤矿开采过程中，为了保证采掘工作面的安全生产，必须将工作面周围能产生威胁的水体全部排出，随着开采时间和开采深度的增加，煤层顶板或底板含水层中的地下水被大量抽排，形成了以矿井为中心的大方为的降落漏斗，深层地下水水位的下降往往需要极长的恢复时间，使得相关泉水流量降低，严重的甚至断流。同时，地下水降落漏斗的形成改变了原有的地层平衡，产生大量的采动裂隙，地下水随采动裂隙进入采掘空间，受煤层及人为影响形成地下水污染，这类水体经抽出后，往往不经过处理就排入地表，对地表水环境构成威胁。其次，煤矿开采必然会用到大量的木材，从客观条件上助涨了滥砍滥伐现象的发展，另一方面开采导致地下水水位的下降也严重影响了矿区地表植被的生长状况，加之矿区建设等等，是的矿区生态系统平衡被破坏。
1.2固体废弃物污染问题矿区固体废弃物主要包括煤矿开采过程中巷道掘进的废石、贫矿、选矿后排出的尾矿或其他废渣等。这些堆积场地一般物质杂乱、质地松散、入渗速率高、保水能力差，即使经过人工堆垫处理形成土场，也较难被利用。特别是一些尾矿废弃地，由于尾矿数量庞大且含有大量难处理的有毒有害成分，经雨水等淋溶之后，包括Cu、Pb、Zn等重金属以及多环芳烃等有机污染物随之流出，污染矿区周边地下水及土壤。尾矿经风化后会形成松散的细小颗粒，导致矿山泥石流发生；同时，随风飘起的细小颗粒会造成周围环境受体产生呼吸道疾病。此外，尾矿尤其是煤矸石山本身就可能发生自燃或爆炸，危害环境和人类安全。
1.3采煤塌陷问题煤矿开采会形成大量的采煤塌陷区，其形成一方面造成耕地面积减小，另一方面会引起一系列的地质环境问题。采煤塌陷使原有地面标高降低、形成地表移动盆地、产生地裂缝、改变土壤结构等，特别是在一些地下水水位较高的平原地区，大量塌陷区常年积水，形成塌陷湿地，使土地丧失原本的功能。一般来说，根据地面沉降的剧烈程度可将塌陷区分为浅层塌陷地、中度塌陷地和深度塌陷地三种。塌陷区的形成严重影响矿区的生态环境，是的原有的水文地质条件发生改变，加剧水土流失、土壤贫化等问题的产生和发展。同时，塌陷形成的积水区，由于水体受到原有土壤环境的影响，土壤氮等营养元素的循环条件发生改变，增加了水体产生富营养化的可能性。
2.1合理规划，保护水资源主要通过控制矿井水排放量和防治开采对水资源的污染两个方面进行合理规划，从而对矿区及周边水资源进行有效保护。首先，应当通过合理的布置输水系统，节约用水，对现有水体进行合理利用，实行排供结合的优化管理措施，从总量上减少矿井水的排放。同时，在煤矿开采规划和防护方案设计的过程中，应当合理的预留保护煤柱，保护相关井泉，防止因矿井突水造成的地下水资源大量外排。其次，从煤矿生产的各个环节入手，根据井下污水的排放特点，合理布设排污点，尽量控制生产过程对地下水资源造成的污染，从源头上减少污染源的产生；通过科学的监测手段对开采区域的水资源量和水质变化进行监测，为开采过程中的水资源保护提供依据；针对已经污染的矿井水，经过污水处理后再进行排放，防治污染地表水体；对选矿等产生的废水，尽量经过处理进行综合利用，可用于选煤补充水，或用于绿化及井下消防。
2.2固体废弃物综合利用煤矿固体废弃物主要为掘进等的矸石以及洗选等排出的尾矿，占用大量的土地资源，并且对环境造成污染，在处理过程中可以考虑对其进行综合利用，实现环境和经济效益的最大化。首先根据资源利用最大化的原则，对尾矿进行进一步的加工，回收贵重矿产元素，改进洗选技术并结合一定的工艺，将尾矿中的难选煤、黄铁矿、稀有微量元素等回收进行利用。其次，可以将矸石、尾矿等作为二次资源，变废为宝，研究表明，我国煤矸石发热量在3347.2~8336kJ/kg[15]，一般可以将这部分热能进行转化利用，如将产热量较高的煤矸石粉碎后掺入煤中进行焚烧发电；此外，利用煤矸石本身的可塑性、烧结性等等，经处理后可以用来制砖、烧水泥、生产陶粒或者合成其它产品。目前，一些矿区利用废石和尾矿填充井下采空区或煤矿塌陷区，一方面节省了其它填充材料；一方面对废弃物进行利用，减少了土地占用，取得了较好的效果。
2.3采煤塌陷地综合治理根据采煤塌陷的形成原因以及特征，主要从预防、减少塌陷以及塌陷后的生态治理两个方面对采煤塌陷地进行综合治理。采煤塌陷地的形成将导致地面标高降低、耕地面积减小、土壤结构改变等一系列的地质环境问题，对社会、环境带来严重的影响，因此，在煤炭开采过程中应当采取合理有效的措施控制采煤塌陷地的形成。鼓励煤炭开采单位自主创新，研究采取先进的采煤技术及工艺流程，如矸石井下直接回填等。从而减少矿区地表塌陷范围及塌陷程度，一方面减少了土地破坏，一方面降低了地表塌陷的治理成本。根据采煤塌陷地类型的不同，对矿区已经形成的塌陷地，其综合治理方法也有所差别。对于浅层采煤塌陷地，根据矿区地形采取不同治理措施，对于丘陵地区，可以适当采用“削高填凹”的方法，结合施肥等治理措施，以恢复土地耕种；对于平原地区，可以采用“挖深垫浅”的治理方法，将挖塘和造地结合起来，排出地表积水的同时恢复区域大面积耕地，达到土地的充分利用；此外，还可以利用矸石等填充，表层覆土后进行绿化改造。中度塌陷区往往存在季节性积水的区域，其治理过程相对复杂，一般以渔、耕结合的方式，实现环境、经济的协同发展。对于一些深度的塌陷区，往往既存在季节性积水区，又存在非季节性积水区，此类塌陷区往往采用多种方法综合治理，将非季节性积水区进行改造，形成人工湿地，利用水体自净能力稳定矿区污水，发展渔业产业，在周边建设改造，形成绿化景区等等，作为第三产业发展旅游及服务业。一方面调节区域微气候，改善了矿区生态环境，一方面为人们提供休闲娱乐的场所。目前，该类型的处理措施已经在多地发展起来。
3结论
煤矿开采为我国带来经济发展的同时也对自燃环境造成了危害，而这些危害的治理往往是一个复杂而缓慢的过程，因此，我们一方面要注重煤炭资源的合理开发与高效利用，另一方面又要注重对自然环境的保护，坚持预防为主的原则，综合治理矿区生态环境，实现经济、社会、环境的和谐发展。目前我国在矿区环境问题的治理上已经取得一定成绩，但仍需要进一步的提高：(1)鼓励企业自主创新，运用先进的技术手段以及设备，最大限度的减小煤矿开采对生态环境的破坏，预防重大污染事故的发生。(2)规范并健全矿区环境保护的法律法规，制定矿区环境治理相关标准，结合不同矿区特点制定经济合理的治理措施。
作者：汪小龙成杰单位：山西东桉煤业有限公司中国矿业大学环境与测绘学院
