楊俊軍

(山西省水文水資源勘測局太原分局)

1 煤炭開采對水資源的影響

山西省煤炭地層是由沙巖、頁巖、灰?guī)r、煤組成的互層地層,煤層屬相對隔水層。地下水賦存于煤層間,水量相對穩(wěn)定,水質(zhì)符合飲用水水質(zhì)標準。采煤過程一般由淺到深逐步開采,先開采上層組煤,后開采下層組煤。由于地下水賦存于煤層間,煤炭開采的同時,需要疏干地下水。

1.1 煤炭開采對地下水的影響

采煤初期,由于煤層較淺,規(guī)模較小,礦坑涌水主要來自煤系地層本身,因而涌水量較小,且涌水量比較集中,水質(zhì)較好。采煤到了中期,隨著原煤產(chǎn)量的不斷增加,采空區(qū)逐漸擴大,加之由于煤炭開采過程中回采放頂和放炮震動,造成了煤層頂板破碎,甚至塌陷。由于采空區(qū)上層區(qū)域性構(gòu)造斷裂相互溝通,造成相應(yīng)煤層以上含水層相互滲透,加之地下水及坡面徑流、河道中的地表水沿塌陷區(qū)及次生構(gòu)造下滲補給,因此使礦坑涌水量越來越大,并且水質(zhì)迅速惡化。與此相應(yīng),上層區(qū)域性含水層地下水儲量不斷疏干滲漏,地下水降落漏斗不斷擴大,造成地下水的補排條件逐步被破壞。這一時期,礦坑涌水量主要來源于含水層中的疏干水量和地表水的補給。當采空區(qū)達到一定規(guī)模時,地下水降落漏斗具有了很大的滲透能力。同時,采煤地層中造成的裂縫也在不斷發(fā)展延伸,有的延伸到地表,與地表的裂縫相互串通,地表水經(jīng)裂縫下滲到地下,形成礦坑水。我省許多煤礦都分布在河道沿岸,造成許多水井干枯,泉溪斷流。因此,煤炭開采是影響開采區(qū)域水資源量減少的主要原因。

1.2 煤炭開采對地表水的影響

煤炭開采對地表水的影響主要反映在地表基流上。煤系地層(砂頁巖)區(qū)內(nèi)的天然基流主要來源于基巖裂隙水的補給,并沿地層裂隙層理就近排泄至河道,并且是沿程增加趨勢。采煤后,礦坑附近的基巖裂隙水不再排向河道,而排向礦坑,減少了河道基流來源。隨著采空區(qū)的擴大,裂縫也隨之加大加深,致使地下水垂直排向礦坑,加速了地表水向地下水的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致地表基流大幅度減少。大量資料證明,在煤炭開采集中地區(qū),河道基本斷流。由于礦坑排水重新排放到河道,部分河道表面看水量似乎不減,但實際上都是礦坑廢水,天然基流量很少。例如在大同十里河、口泉河,懷仁小峪河,朔州七里河,陽泉桃河,孝義兌鎮(zhèn)河,左權(quán)清漳河,晉城長河等地均有此類現(xiàn)象。事實說明,煤炭開采是地表水減少的主要原因。

1.3 煤炭開采對水質(zhì)的影響

煤炭開采改變了地下水的循環(huán)規(guī)律,使水質(zhì)良好的地下水變成了礦坑水,經(jīng)過采煤工作面的污染變成了礦坑廢水。煤炭開采對水質(zhì)的影響,主要是受了有機物的污染。水化學(xué)類型一般為重碳酸鈣水、硫酸水、重碳酸鈣鎂水及硫酸鈣鎂水,硬度普通較大。礦坑水排入河道后,由于河道基流量小,自凈能力差,致使河道水質(zhì)迅速惡化。如大同市礦坑排水口主要分布在口泉河和十里河沿岸,當上游煤礦的礦坑水排入河道后,又通過采煤形成的裂縫滲入到下游礦井,形成了下游河道出口水質(zhì)的惡化,嚴重影響人畜飲水安全和農(nóng)作物及林草植被正常生長。

2 應(yīng)采取的對策

2.1 堅持依法辦礦,科學(xué)開采的原則

各級地方政府應(yīng)認真貫徹執(zhí)行國家制定的《礦產(chǎn)資源法》、《水法》、《環(huán)境保護法》等法律法規(guī),在煤炭開采的同時,必須考慮對水資源的影響。發(fā)改委、煤炭、建設(shè)部門在編制審批項目可行性研究報告時,必須編制環(huán)境質(zhì)量報告(包括水資源環(huán)境)一并審批,將采煤對水資源的影響降到最低限度。煤炭開采應(yīng)建立科學(xué)的基礎(chǔ)上,做到科學(xué)規(guī)劃,合理開發(fā),綜合利用,切實減少對水資源的影響。

2.2 加強煤礦生產(chǎn)水資源論證制度

煤和水共存于地下巖層中,煤炭開采也是對水資源的開采,是對地下水環(huán)境的開發(fā)。為了降低煤炭開采對水資源的影響程度,必須加強煤炭工業(yè)建設(shè)項目的水資源論證制度。論證范圍應(yīng)為新建、改建、擴建的煤炭工業(yè)建設(shè)項目,論證內(nèi)容應(yīng)包括開采和加工取水用量、礦坑排水量等,對水資源和水環(huán)境的影響及其防治措施。論證后須經(jīng)水行政主管部門審查批準,方可辦理取水許可的相關(guān)手續(xù)。

2.3 開展煤炭開采對水資源影響的監(jiān)測和評價

要將煤炭開采對水資源的影響程度降到最低,就必須在全省范圍內(nèi)對所有煤礦生產(chǎn)過程進行水資源影響程度的全面實時監(jiān)測。通過全面監(jiān)測,分析評價煤炭開采過程中水量、水質(zhì)等變化情況,為煤炭工業(yè)的持續(xù)發(fā)展與水資源管理與合理利用,提供科學(xué)的決策依據(jù)和應(yīng)采取的防治保護措施。

2.4 加大煤礦礦坑排水綜合利用力度

我省天然水資源量嚴重不足,要在大力開展節(jié)約用水,建立節(jié)水型社會上狠下功夫,同時要合理開發(fā)、高效利用好現(xiàn)有的天然水資源。除此外,加大廢污水處理回用和礦坑排水的綜合利用,也是緩解水資源緊缺矛盾的良策。

中水利用是當今世界廢污水資源化的一種新技術(shù),礦坑排水綜合利用,就是經(jīng)過處理后,作為對水質(zhì)要求不太高、與人體不直接接觸的場合用水,如噴灑草坪、道路、消防等生態(tài)用水,對控制污染、節(jié)約用水有著積極作用。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計測算,我省煤礦礦坑排水量每年約為 3.0億 m3左右,除約 30%被礦井生產(chǎn)利用外,約 70%排放到附近溝谷和河道,既浪費了水資源,又對地表水、地下水及水環(huán)境造成嚴重污染。因此,煤礦礦坑水必須經(jīng)處理達標后方可排放,同時必須加大對煤礦礦坑水的綜合利用力度。

2.5 建立煤炭開采對水資源影響的補償機制

《中華人民共和國水法》第三十一條規(guī)定,“開采礦藏或建設(shè)地下工程,因疏干排水導(dǎo)致地下水位下降、水源枯竭或者地面塌陷,采礦單位或者建設(shè)單位應(yīng)當采取補救措施;對他人生活和生產(chǎn)造成損失的,依法給予補償?！备鶕?jù)這一法律規(guī)定,各級政府必須建立煤炭開采對水資源影響的補償機制,除開征水資源補償費外,要從煤炭收入中提取一定比例的費用作為水環(huán)境改善資金,以改善因采煤對水資源環(huán)境造成的影響和破壞。征收的范圍應(yīng)為:煤炭開采企業(yè)、煤炭洗選企業(yè)、煤炭煉焦企業(yè)。這些補償費應(yīng)由水行政主管部門負責(zé)征收,征收后一并上繳省財政,?？顚Ｓ?主要用于大中型新水源工程建設(shè)、水資源保護、生態(tài)環(huán)境修復(fù)及解決因煤炭開采所造成影響區(qū)域的人畜飲水解困工程。

3 結(jié)語

水資源潰乏是困擾山西當前經(jīng)濟社會發(fā)展的最大難題之一,按人均和國土面積綜合平均,山西水資源指數(shù)在全國各省市區(qū)中列倒數(shù)第二,人均占有水資源量僅相當于全國平均水平的 1/6。長期大量的煤炭開采,對水資源、水環(huán)境的影響尤為突出,導(dǎo)致水資源不斷衰減,水環(huán)境不斷惡化。如何解決好經(jīng)濟發(fā)展中山西省煤炭生產(chǎn)與水資源的矛盾,將是一個非常緊迫的研究課題。