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1煤炭開采誘發(fā)環(huán)境問題
1.1開采過程中的環(huán)境問題煤礦開采過程中,為了保證采掘工作面的安全生產(chǎn),必須將工作面周圍能產(chǎn)生威脅的水體全部排出,隨著開采時(shí)間和開采深度的增加,煤層頂板或底板含水層中的地下水被大量抽排,形成了以礦井為中心的大方為的降落漏斗,深層地下水水位的下降往往需要極長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間,使得相關(guān)泉水流量降低,嚴(yán)重的甚至斷流。同時(shí),地下水降落漏斗的形成改變了原有的地層平衡,產(chǎn)生大量的采動(dòng)裂隙,地下水隨采動(dòng)裂隙進(jìn)入采掘空間,受煤層及人為影響形成地下水污染,這類水體經(jīng)抽出后,往往不經(jīng)過處理就排入地表,對(duì)地表水環(huán)境構(gòu)成威脅。其次,煤礦開采必然會(huì)用到大量的木材,從客觀條件上助漲了濫砍濫伐現(xiàn)象的發(fā)展,另一方面開采導(dǎo)致地下水水位的下降也嚴(yán)重影響了礦區(qū)地表植被的生長(zhǎng)狀況,加之礦區(qū)建設(shè)等等,是的礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)平衡被破壞。
1.2固體廢棄物污染問題礦區(qū)固體廢棄物主要包括煤礦開采過程中巷道掘進(jìn)的廢石、貧礦、選礦后排出的尾礦或其他廢渣等。這些堆積場(chǎng)地一般物質(zhì)雜亂、質(zhì)地松散、入滲速率高、保水能力差,即使經(jīng)過人工堆墊處理形成土場(chǎng),也較難被利用。特別是一些尾礦廢棄地,由于尾礦數(shù)量龐大且含有大量難處理的有毒有害成分,經(jīng)雨水等淋溶之后,包括Cu、Pb、Zn等重金屬以及多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物隨之流出,污染礦區(qū)周邊地下水及土壤。尾礦經(jīng)風(fēng)化后會(huì)形成松散的細(xì)小顆粒,導(dǎo)致礦山泥石流發(fā)生;同時(shí),隨風(fēng)飄起的細(xì)小顆粒會(huì)造成周圍環(huán)境受體產(chǎn)生呼吸道疾病。此外,尾礦尤其是煤矸石山本身就可能發(fā)生自燃或爆炸,危害環(huán)境和人類安全。
1.3采煤塌陷問題煤礦開采會(huì)形成大量的采煤塌陷區(qū),其形成一方面造成耕地面積減小,另一方面會(huì)引起一系列的地質(zhì)環(huán)境問題。采煤塌陷使原有地面標(biāo)高降低、形成地表移動(dòng)盆地、產(chǎn)生地裂縫、改變土壤結(jié)構(gòu)等,特別是在一些地下水水位較高的平原地區(qū),大量塌陷區(qū)常年積水,形成塌陷濕地,使土地喪失原本的功能。一般來說,根據(jù)地面沉降的劇烈程度可將塌陷區(qū)分為淺層塌陷地、中度塌陷地和深度塌陷地三種。塌陷區(qū)的形成嚴(yán)重影響礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境,是的原有的水文地質(zhì)條件發(fā)生改變,加劇水土流失、土壤貧化等問題的產(chǎn)生和發(fā)展。同時(shí),塌陷形成的積水區(qū),由于水體受到原有土壤環(huán)境的影響,土壤氮等營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)條件發(fā)生改變,增加了水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化的可能性。
2煤礦開采誘發(fā)環(huán)境問題的治理措施
2.1合理規(guī)劃,保護(hù)水資源主要通過控制礦井水排放量和防治開采對(duì)水資源的污染兩個(gè)方面進(jìn)行合理規(guī)劃,從而對(duì)礦區(qū)及周邊水資源進(jìn)行有效保護(hù)。首先,應(yīng)當(dāng)通過合理的布置輸水系統(tǒng),節(jié)約用水,對(duì)現(xiàn)有水體進(jìn)行合理利用,實(shí)行排供結(jié)合的優(yōu)化管理措施,從總量上減少礦井水的排放。同時(shí),在煤礦開采規(guī)劃和防護(hù)方案設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)當(dāng)合理的預(yù)留保護(hù)煤柱,保護(hù)相關(guān)井泉,防止因礦井突水造成的地下水資源大量外排。其次,從煤礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)入手,根據(jù)井下污水的排放特點(diǎn),合理布設(shè)排污點(diǎn),盡量控制生產(chǎn)過程對(duì)地下水資源造成的污染,從源頭上減少污染源的產(chǎn)生;通過科學(xué)的監(jiān)測(cè)手段對(duì)開采區(qū)域的水資源量和水質(zhì)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè),為開采過程中的水資源保護(hù)提供依據(jù);針對(duì)已經(jīng)污染的礦井水,經(jīng)過污水處理后再進(jìn)行排放,防治污染地表水體;對(duì)選礦等產(chǎn)生的廢水,盡量經(jīng)過處理進(jìn)行綜合利用,可用于選煤補(bǔ)充水,或用于綠化及井下消防。
2.2固體廢棄物綜合利用煤礦固體廢棄物主要為掘進(jìn)等的矸石以及洗選等排出的尾礦,占用大量的土地資源,并且對(duì)環(huán)境造成污染,在處理過程中可以考慮對(duì)其進(jìn)行綜合利用,實(shí)現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。首先根據(jù)資源利用最大化的原則,對(duì)尾礦進(jìn)行進(jìn)一步的加工,回收貴重礦產(chǎn)元素,改進(jìn)洗選技術(shù)并結(jié)合一定的工藝,將尾礦中的難選煤、黃鐵礦、稀有微量元素等回收進(jìn)行利用。其次,可以將矸石、尾礦等作為二次資源,變廢為寶,研究表明,我國(guó)煤矸石發(fā)熱量在3347.2~8336kJ/kg[15],一般可以將這部分熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用,如將產(chǎn)熱量較高的煤矸石粉碎后摻入煤中進(jìn)行焚燒發(fā)電;此外,利用煤矸石本身的可塑性、燒結(jié)性等等,經(jīng)處理后可以用來制磚、燒水泥、生產(chǎn)陶?;蛘吆铣善渌a(chǎn)品。目前,一些礦區(qū)利用廢石和尾礦填充井下采空區(qū)或煤礦塌陷區(qū),一方面節(jié)省了其它填充材料;一方面對(duì)廢棄物進(jìn)行利用,減少了土地占用,取得了較好的效果。
2.3采煤塌陷地綜合治理根據(jù)采煤塌陷的形成原因以及特征,主要從預(yù)防、減少塌陷以及塌陷后的生態(tài)治理兩個(gè)方面對(duì)采煤塌陷地進(jìn)行綜合治理。采煤塌陷地的形成將導(dǎo)致地面標(biāo)高降低、耕地面積減小、土壤結(jié)構(gòu)改變等一系列的地質(zhì)環(huán)境問題,對(duì)社會(huì)、環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響,因此,在煤炭開采過程中應(yīng)當(dāng)采取合理有效的措施控制采煤塌陷地的形成。鼓勵(lì)煤炭開采單位自主創(chuàng)新,研究采取先進(jìn)的采煤技術(shù)及工藝流程,如矸石井下直接回填等。從而減少礦區(qū)地表塌陷范圍及塌陷程度,一方面減少了土地破壞,一方面降低了地表塌陷的治理成本。根據(jù)采煤塌陷地類型的不同,對(duì)礦區(qū)已經(jīng)形成的塌陷地,其綜合治理方法也有所差別。對(duì)于淺層采煤塌陷地,根據(jù)礦區(qū)地形采取不同治理措施,對(duì)于丘陵地區(qū),可以適當(dāng)采用“削高填凹”的方法,結(jié)合施肥等治理措施,以恢復(fù)土地耕種;對(duì)于平原地區(qū),可以采用“挖深墊淺”的治理方法,將挖塘和造地結(jié)合起來,排出地表積水的同時(shí)恢復(fù)區(qū)域大面積耕地,達(dá)到土地的充分利用;此外,還可以利用矸石等填充,表層覆土后進(jìn)行綠化改造。中度塌陷區(qū)往往存在季節(jié)性積水的區(qū)域,其治理過程相對(duì)復(fù)雜,一般以漁、耕結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展。對(duì)于一些深度的塌陷區(qū),往往既存在季節(jié)性積水區(qū),又存在非季節(jié)性積水區(qū),此類塌陷區(qū)往往采用多種方法綜合治理,將非季節(jié)性積水區(qū)進(jìn)行改造,形成人工濕地,利用水體自凈能力穩(wěn)定礦區(qū)污水,發(fā)展?jié)O業(yè)產(chǎn)業(yè),在周邊建設(shè)改造,形成綠化景區(qū)等等,作為第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展旅游及服務(wù)業(yè)。一方面調(diào)節(jié)區(qū)域微氣候,改善了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境,一方面為人們提供休閑娛樂的場(chǎng)所。目前,該類型的處理措施已經(jīng)在多地發(fā)展起來。
3結(jié)論
煤礦開采為我國(guó)帶來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也對(duì)自燃環(huán)境造成了危害,而這些危害的治理往往是一個(gè)復(fù)雜而緩慢的過程,因此,我們一方面要注重煤炭資源的合理開發(fā)與高效利用,另一方面又要注重對(duì)自然環(huán)境的保護(hù),堅(jiān)持預(yù)防為主的原則,綜合治理礦區(qū)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的和諧發(fā)展。目前我國(guó)在礦區(qū)環(huán)境問題的治理上已經(jīng)取得一定成績(jī),但仍需要進(jìn)一步的提高:(1)鼓勵(lì)企業(yè)自主創(chuàng)新,運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段以及設(shè)備,最大限度的減小煤礦開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞,預(yù)防重大污染事故的發(fā)生。(2)規(guī)范并健全礦區(qū)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī),制定礦區(qū)環(huán)境治理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合不同礦區(qū)特點(diǎn)制定經(jīng)濟(jì)合理的治理措施。
作者:汪小龍成杰單位:山西東桉煤業(yè)有限公司中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院