煤炭闭坑矿井环境保护与防治浅析

摘要：煤矿在开采过程中已经建立起了一个人为控制的动态平衡，随着停采闭坑，必然打破这个平衡，地质环境将进一步恶化，地质灾害将进一步显化。本文针对这一现象提出了矿井环境保护与防治办法，探索出一条路子,将对全国闭矿井(山)坑地质灾害的防治起到重要的示范作用。

关键词：闭坑矿山;环境地质;地灾防治

1 引言

煤矿在开采过程中已经建立起了一个人为控制的动态平衡，随着停采闭坑，必然打破这个平衡，只有经过相当一段时间的调整才能最终建立起一个自然状态下的静态平衡[1-4]。在这一过程中由于人工作用的改变，地质环境将进一步恶化，地质灾害将进一步显化，并且具有诱发新的地质灾害的可能，影响当地居民的生产生活。为此，如何减轻灾害程度，保护地质环境，合理利用闭坑矿井(区),化害为利，将成为社会和经济发展的关键问题之一，尽快开展闭坑矿井地质环境灾害的研究与预测，制定防灾、减灾对策，寻找闭坑矿井的优化利用方案势在必行。

2 煤炭开采引起的环境问题

1)生态平衡的破坏[2-3]

煤炭矿区主要是地下开采钻井到地下设置巷道，挖掘煤层，煤经提升，运输到达地面。由于煤体被挖掘出来而遗留下的空洞，使煤体以上的原岩体应力平衡受到破坏，于是引起岩体上的地面发生断裂、塌陷。重则建筑物倒塌从而危及生命，轻则破坏建筑结构，破坏生态平衡。开采后，地面塌陷很深，因长期积水将变为湖泊，地面塌陷较浅的地方，如在雨季，沥涝积水，旱季泛碱荒关，地面塌陷不深，将出现大量裂缝，原地面水将漏掉，建筑物倒塌、断裂和路裂，土地不宜耕种。一般在矿区由于开采过程中需将大量地下水从水仓里抽出，使地面土壤水分易蒸发引起土壤干燥，影响植物生长。

在开采煤炭和加工过程中需排出大量煤矸石，一般煤矸石量约占原煤产量的l0~20%。煤矸石山的危害是十分惊人的，它可使河流水质变酸、暴雨季节发生泥石流。如美国宾夕德尼亚州的135座煤矸石山，其中61由于煤歼石含有硫经雨琳或浸水产生酸性污水，流入河流中，引起河水水质酸化，有60座造成河流淤积。1972年2为美国西弗吉尼亚州的布法罗大山谷，一场大暴雨过后，50万m3水和17万m3的煤矸石奔泻而下，造成116人死亡，44人无家可归的惨剧。

2)废水

煤矿开采污水量大，且污染环境，污水来源于以下几方面[1-4]：

(1)矿井废水 在煤矿开采时，由降水、地表水、地下水和生产水涌入矿井，需要采用泵或自流排放，水质呈酸性含有多种矿物质、颜色发黑，涌水量通常为采煤量的数倍到致十倍。

(2)酸性废水 在煤矿开采时，往往遇到黄铁矿，通常FeS2，在干燥环境下，便可生成镕于水的硫酸亚铁和二氧化硫 ，在有水的情况下则形成硫酸 ，由此可见，黄铁矿由水浸湿就可产生酸性废水。

(3)洗煤水 煤炭在洗选加工过程中，利用重力作用，用水洗选提高煤的质量，洗煤水中含有粒径小于0.5 mm的煤泥、酚、杂醇等有害污染物，在含硫量较高的煤的洗选水中有很多硫化物，不仅如此，洗煤水为深黑色，大大破坏自然景观。

(4)生活污水 包括矿区职工的淋浴用水、生活污水。水量同工人数，设备条件等有关。

3环境防治措施

目前存在的地质灾害主要是：矸石山的滑坡、岩土风化、水土流失、老巷道及老采场积水污染、变形、沉陷、坍塌甚至诱发地震等。闭坑后随着时间的推移，灾害发生的范围、程度在不同时间地点会有不同的特征，为此加强对闭坑矿井的的监测与观测工作，建立预警系统。以土地复垦和生态系统重建为主要内容，在浅层平整法、挖深垫浅法、排研填充法和借势利用法等常用治理方法的基础上，利用矿区现有的研石山充填塌陷区，压实后用于造地复田。运用地貌重塑、土壤重构、植被恢复等主要生态技术措施，进行生态系统多样性的恢复，重个体更应重视群落的恢复，使生态系统高度协调发展，创建高产高效的煤矿区生态系统[3]。

闭坑矿山也带来了地表水、地下水的严重污染。处理酸性废水，最常用的措施是收集并加入碱性物质中和处理。这些碱性物质包括石灰石、石灰、苏打以及氧化锰等，随后将这些细金属沉淀物覆盖。另一种方法是被动系统，被动碱性产生系统被设计用来引入碱性物进入外排废水中，常用的有被动缺氧性石灰石导入系统和连续性碱性物产生系统和湿地处理系统。湿地是依靠大量的化学和生物过程以减少酸度和金属，它可以作为前两种方法的终极处理步骤而结合使用。

老巷道、老采场、残留煤柱、矸石山残煤等发生氧化自燃，形成有害气体，如一氧化炭、甲烷、二氧化硫等，污染空气，造成环境灾害。针对这一情况，可以考虑煤层气的抽采应用。

3结语

通过对矿区的土地复垦与生态重建，形成新的农业生态工程系统，经济效益显著，并且可以使项目区环境吸收能力、资源承载能力、经济生产力等得到改善，使人口、经济、社会、资源与环境得到相互协调，促进可持续战略的发展，实现了社会、生态与经济效益共赢的目的。通过闭坑地质灾害及优化利用的研究,探索出一条路子,将对全国闭矿井(山)坑地质灾害的防治起到重要的示范作用。

参考文献：

1. 李虹，王永生，黄洁.美国矿山环境治理管理制度的启示.国土资源导刊[J]，2008年第一期,76-78

转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/kuangyelw/4224.html