長治市煤炭開采對水資源的影響及對策

申志雄

（長治市水資源管理委員會辦公室，山西長治046000）

1 概況

長治市位于山西省東南部，東倚太行山，西靠太岳山，中間為波狀起伏的狹長地帶，由于漫長的地質(zhì)作用，形成了四周山地和丘陵環(huán)抱、中間為盆地的地貌景觀。該市總面積13 896 km2，屬曖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量573.3 mm，總?cè)丝?20萬人，全市耕地面積351.7×103hm2。全市人均水資源量611 m3，畝均346 m3，分別占全國平均值的1/3和1/4。

長治市是山西省能源重化工基地的重要組成部分，煤炭工業(yè)是該市的支柱產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過多年的長足發(fā)展，不僅有力地緩解了全國煤炭緊張狀況，而且加快了長治區(qū)域經(jīng)濟的形成，帶動了電力、冶金、化工、機電、建材、交通運輸?shù)认嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為長治經(jīng)濟建設(shè)提供了大量的資金，在全市經(jīng)濟振興中做出了突出的貢獻(xiàn)。全市含煤面積占到了8 502 km2，占總面積的61%，占全省含煤面積的13.7%，所轄煤田系沁水煤田東部。全市13個縣市區(qū)中，有10個縣有煤，9個縣產(chǎn)煤，且品種齊全，埋藏淺，易開采，有焦煤、瘦煤、貧煤和無煙煤。到2009年底，全市共有煤礦568座，其中：國統(tǒng)礦5座，地方礦563座，煤炭產(chǎn)量為7 908萬t。煤炭開采過程中形成的巷道和開采后形成的采空區(qū)，嚴(yán)重地破壞了地表水、地下水運移、賦存的天然狀態(tài)，產(chǎn)生了一系列問題。諸如河水?dāng)嗔?、地下水位下降、泉水流量銳減甚至干涸、水污染加重等。嚴(yán)重影響著山西經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

2 煤炭開采對水資源的影響

2.1 對地下水資源的影響

煤礦開采直接影響地下水資源，一是煤層開采后由于頂板的冒落，使采空區(qū)上覆含水層遭到破壞，原來儲存于含水層中的水在短時間內(nèi)排空，這部分水為靜儲量，對靜儲量的破壞影響是永久性的、不可恢復(fù)的，而在山區(qū)該含水層恰恰是農(nóng)村人畜供水的主要含水層，其結(jié)果造成山丘區(qū)水位下降，水井干枯，人畜無水可飲；二是在含水層遭破壞后，礦井涌水量迅速增大，被排出井外，這部分水為動儲量，由于開采對上覆含水層破壞后使含水層變?yōu)橥杆畬?，降水入滲的水量不能儲存于含水層中，而漏入礦坑，使水受到污染，人畜不能飲用。

根據(jù)長治市“十二五”規(guī)劃，長治市將新增煤炭開采規(guī)模近6 000多萬t，這樣將破壞水資源1.5億m3。其中，在長治盆地腹地“十二五”期間有3 000萬t投產(chǎn)，將破壞水資源0.74億m3，直接導(dǎo)致6 700 hm2水地將變成旱地，特別在郊區(qū)、長子、屯留將直接影響蔬菜基地建設(shè)。

2.2 對地表水資源的影響

盡管地表水資源量減少的因素很多，如近幾年來降水量的減少、地表地下水的過量開采，但煤炭的大規(guī)模開采無疑是主要因素之一。當(dāng)煤礦開采采空區(qū)面積不斷擴大，采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶和地面沉陷范圍也隨之?dāng)U大，局部地段發(fā)生水力聯(lián)系，地表水滲入地下和礦坑，使地表徑流減少。長治市的煤礦開采，以前大部分在山丘區(qū)和長治盆地邊緣，雖然沒有造成地面大面積塌陷，但局部和小范圍的塌陷隨處可見，對地表水資源造成了一定的影響。如果采用回采放頂?shù)姆椒ㄩ_采，煤層頂板及其上覆物將發(fā)生水平位移和豎直位移，進而產(chǎn)生裂縫，同時煤層挖空后形成地下集水廊道，即使頂板全部垮落，也因塌落物松散而形成集水廊道，由于地下集水廊道的形成和裂縫的出現(xiàn)，煤層頂板以上的地下潛水及廊道四周巖層中的裂隙水將通過裂隙、裂縫向該廊道中匯集，這種情況首先導(dǎo)致地下水位顯著降低，延長了地下潛水與地表水交換（循環(huán)）的路徑，減少了地下潛水向地表的供應(yīng)量和向河道的補給量，進而造成區(qū)域地表水與河川徑流量的突然減少。

2.3 煤炭開采破壞水資源

根據(jù)2000年山西原煤生產(chǎn)分析計算的采煤影響破壞地下水靜儲量、動儲量為2.54 m3/t（煤），折合總水量6.25億m3。其中，采煤直接排水量為0.87 m3/t（煤）。為此，煤礦開采對水資源破壞量的價值估算采用兩部分計算，一部分是造成水資源污染，使得水資源質(zhì)量有所下降，即采煤過程中，使得優(yōu)質(zhì)的地下水轉(zhuǎn)化為礦井水，造成采煤直接排水量為0.87 m3/t（煤）；一部分是對水資源永久性的破壞，即難以恢復(fù)的水資源量的消耗，為1.67 m3/t（煤）。根據(jù)估算：采煤排水量對水資源破壞價值為0.7～1.1元/t（煤），煤礦開采對水資源量的永久消耗價值計算為12.62元/t（煤）。綜合以上兩部分計算結(jié)果：煤礦開采對水資源量破壞價值為13.32～13.72元/t（煤）。此外，煤礦開采對人畜飲水影響的價值計算為0.6-1.0元/t。綜合以上分析計算結(jié)果：煤礦開采對長治市水資源影響的經(jīng)濟損失為13.92～14.72元/t。

2.4 采煤造成嚴(yán)重的水污染

據(jù)統(tǒng)計，全市各類煤礦礦井年排水量達(dá)到1 000萬t，大量的礦井排水嚴(yán)重污染了地表水體，全市評價河長449.9 km，按照GB3838—2002地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價，其中達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的河段僅占評價河長的28.6%，達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的河段占38.0%，達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的河段占21.6%，達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的河段占11.8%。濁漳河流域內(nèi)的襄垣、巒嶺灣、暴河頭、紫坊等河段是全市污染最嚴(yán)重的河段，由于大量的礦井水排入河道，使河流水質(zhì)嚴(yán)重污染，更為嚴(yán)重的是，由于長期的煤炭開采，特別是大量的煤矸石經(jīng)雨淋后滲入地下水系，造成地下水資源的污染，僅能達(dá)到地面水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，主要超標(biāo)污染物為亞硝酸鹽氮、氨氮和COD。河流水質(zhì)的嚴(yán)重污染，使得地表水環(huán)境惡化。

2.5 煤炭開采對水利工程的影響

采煤對水利工程的破壞，導(dǎo)致人畜吃水困難和水地變成旱地。據(jù)不完全統(tǒng)計，由于采煤引起地下水位下降，影響井泉1 500多個，輸水管道40 770 m，使17萬人飲水困難，恢復(fù)解決這些人的吃水需7 000余萬元。如五陽煤礦開采后，地面塌陷裂縫，地下水位下降，使附近15個村莊10 837人吃水受到影響。

2.6 煤炭開采造成新的水土流失

由于煤礦開采，近幾年造成新的水土流失面積14 960 hm2，地面塌陷面積3 345 hm2。煤炭采空區(qū)地表變形、塌陷、裂縫、地面沉降現(xiàn)象普遍。如位于長治市潞安礦務(wù)局的王莊礦3103、3105、3107 回采工作面，南北長 800 m，寬 200 m，開采 3號煤層，采高6 m，分層開采，工作面回采后，在公路的西邊出現(xiàn)地表下沉，公路裂縫下沉，交通曾受到影響，西部小溪形成3個長條形的洼地，與工作面方向一致，下沉最大深度4 m左右，長度達(dá)100～200 m。塌陷區(qū)內(nèi)山體滑坡、地面開裂、群眾居住的房屋、窯洞裂縫坍塌之現(xiàn)象隨處可見，塌陷區(qū)內(nèi)已無人居住。

3 實現(xiàn)煤炭開采與水資源持續(xù)發(fā)展的對策

3.1 合理規(guī)劃、綜合利用

長治市是山西的新型能源基地和新型工業(yè)基地，現(xiàn)階段煤炭的規(guī)模開采仍是必需的。但是，在開采煤炭的同時，應(yīng)考慮其對水資源的破壞和污染問題，使采煤對生態(tài)環(huán)境的破壞減少到最低限度。因此，應(yīng)堅決貫徹執(zhí)行國家的《礦產(chǎn)資源法》、《水法》、《環(huán)境保護法》等法律法規(guī)。全面規(guī)劃，統(tǒng)一布局，合理開發(fā)，綜合利用。關(guān)鍵是要控制開采量，嚴(yán)禁私挖亂采、遍地開花。力爭做到既要合理開發(fā)煤炭資源，又要保護水資源和水環(huán)境。

3.2 加大煤礦生產(chǎn)水資源論證工作的力度

煤和水共存于地下巖層中，一方面煤炭開采、加工需要用水，另一方面，煤炭開采對水資源的影響和破壞是非常嚴(yán)重的。為了煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，盡量降低煤炭開采對水資源的影響破壞程度，根據(jù)2002年水利部、國家計委頒布實施的第15號令《建設(shè)項目水資源論證管理辦法》要求，必須對煤炭工業(yè)建設(shè)項目進行水資源論證，其論證范圍為新建、改建、擴建的煤炭工業(yè)建設(shè)項目。論證內(nèi)容包括井田位置、面積、煤炭儲存量、開采年限、開采層位、開采和加工取用水量、礦坑排水量、對水資源、水環(huán)境的影響及其防治措施等。全市境內(nèi)所有新、改、擴建煤炭工業(yè)建設(shè)項目必須在論證后經(jīng)水行政主管部門審查批準(zhǔn)，方可辦理取水許可的相關(guān)手續(xù)。

3.3 全面開展煤炭開采對水資源影響的監(jiān)測和控制工作

煤炭開采，勢必影響、破壞水資源。因此必須將其影響和破壞程度減少到最低。要想達(dá)到這一目標(biāo)，最基礎(chǔ)的工作就是要在全省范圍內(nèi)對正在生產(chǎn)的、準(zhǔn)備改擴建的和新開發(fā)的大、中、小型煤礦生產(chǎn)過程中對水資源、水環(huán)境的影響和破壞程度進行實時監(jiān)控，提出和采取相應(yīng)的保護措施。特別是在巖溶泉域范圍之內(nèi)的煤礦，必須對開采下組煤時煤礦帶壓開采、煤礦突水等進行評價預(yù)測，并制定相應(yīng)的對策措施。諸如采取提前開發(fā)煤系水、實行排供結(jié)合、降壓排水等措施，既可保證煤礦安全生產(chǎn)，又可充分利用水資源。

3.4 加大煤礦礦坑排水的綜合利用

針對長治市天然水資源嚴(yán)重不足的現(xiàn)實，一是大力開展節(jié)約用水，建立節(jié)水型社會；二是合理開發(fā)、高效利用現(xiàn)有的天然水資源；三是加大廢污水處理回用和礦坑排水的綜合利用力度。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計和測算，長治市現(xiàn)狀條件下，煤礦礦坑排水量每年約為1 000萬m3左右。該水量除小部分（約30%）被礦井生產(chǎn)利用外，絕大部分（約70%）外排到附近溝谷和河道。既浪費了寶貴的水資源，又對地表水、地下水及水環(huán)境造成污染，因此必須加大對煤礦礦坑排水的綜合利用力度?，F(xiàn)階段，長治市正進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，計劃上一批坑口電廠，變單純輸煤為輸煤輸電并重。同時，計劃發(fā)展建設(shè)一部分煤化工項目。據(jù)目前掌握的情況，相當(dāng)一部分大型煤礦的礦坑排水完全可以解決坑口電廠和煤化工項目的生產(chǎn)用水。其他煤礦，可根據(jù)自身特點，充分利用礦坑水。對于現(xiàn)階段確實無法利用的礦坑水，煤炭生產(chǎn)企業(yè)必須對礦坑排水進行處理，真正做到達(dá)標(biāo)排放。

3.5 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(dāng)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?！睋?jù)此，必須建立煤炭開采對水資源影響破壞的補償機制，盡快開征水資源補償費?，F(xiàn)階段征收范圍應(yīng)為：煤炭開采企業(yè)、煤炭開采與洗選企業(yè)、煤炭開采與煉焦企業(yè)，目前的征收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為：煤炭開采企業(yè)5.0元/t（原煤）；煤炭開采與洗精煤企業(yè)7.0元/t（精煤）；煤炭開采與煉焦企業(yè)9.0元/t（焦炭）。隨著市場與經(jīng)濟的發(fā)展，應(yīng)逐步調(diào)整其補償標(biāo)準(zhǔn)。煤炭開采水資源補償費的征收，應(yīng)由水行政主管部門負(fù)責(zé)。征收后，應(yīng)與其他水資源費一并上繳省財政。該資金應(yīng)?？顚Ｓ?，主要用于大中型水源工程建設(shè)、水資源保護、生態(tài)環(huán)境修復(fù)及解決因煤炭開采對農(nóng)村人畜飲水造成影響的農(nóng)村人畜飲水解困工程。