煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治對(duì)策

宋 潔

(長(zhǎng)治市水土保持試驗(yàn)站，山西長(zhǎng)治046000)

我國的煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目主要分布在山西、陜西、河南、山東、內(nèi)蒙古、黑龍江、貴州、寧夏、安徽、云南等省區(qū)。煤炭作為我國的主要能源和重要的戰(zhàn)略物資，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，仍處于十分重要的地位。在煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行期間，若不采取相應(yīng)的防護(hù)措施，就會(huì)產(chǎn)生大量的水土流失，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成不可估量的損失。因此，有必要對(duì)煤礦開采項(xiàng)目的特點(diǎn)等進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防治對(duì)策。

1 煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)

按開采方式的不同，可把煤礦分為露天煤礦和井采煤礦兩種。

1.1 露天煤礦

露天煤礦的建設(shè)生產(chǎn)主要經(jīng)歷剝離、采煤、運(yùn)輸、煤炭加工、巖土排棄5個(gè)過程，項(xiàng)目組成主要包括采掘場(chǎng)、內(nèi)外排土場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地、地面生產(chǎn)系統(tǒng)、地面運(yùn)輸系統(tǒng)、防排水工程等。項(xiàng)目占地面積一般較大，地貌擾動(dòng)和破壞嚴(yán)重，開發(fā)建設(shè)會(huì)產(chǎn)生大量的棄土、石、渣，并使礦區(qū)地貌發(fā)生顯著變化。排棄物使局部地段高差加大，土體被擾動(dòng)并疏松，地表植被遭到嚴(yán)重破壞。露天煤礦的剝采比一般在211～1416 m3/t之間，大型和特大型煤礦在211～412 m3/t之間，小型煤礦在317～1416 m3/t之間。大型露天煤礦占地面積平均是小型煤礦的12倍;永久占地面積與臨時(shí)占地面積之比，特大型煤礦平均為5.4∶1.0，小型煤礦為14.5 ∶1.0。

1.2 井采煤礦

井采煤礦的建設(shè)生產(chǎn)主要經(jīng)歷井筒與井巷掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸、煤炭加工、矸石排放5個(gè)過程，包括井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面生產(chǎn)系統(tǒng)兩部分，其中:井下生產(chǎn)系統(tǒng)包括井巷、硐室、裝備和地面構(gòu)筑物;地面生產(chǎn)系統(tǒng)包括井筒工程、工業(yè)場(chǎng)地、行政生活區(qū)、地面加工及輸送系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、排矸場(chǎng)、供排水工程、供配電和供熱系統(tǒng)。單個(gè)井采煤礦的占地面積明顯比露天煤礦小得多，后者一般是前者的幾倍甚至是十幾倍。雖然該類煤礦的地面占地面積比較少，但其在建設(shè)期和生產(chǎn)運(yùn)行期持續(xù)排放煤矸石，地下大范圍的開采、挖空、擾動(dòng)易導(dǎo)致地表大面積塌陷，影響區(qū)域水循環(huán)及植物生長(zhǎng)，破壞土地資源，降低土地生產(chǎn)力。井采煤礦的永久占地面積與臨時(shí)占地面積之比，特大型的平均為 1.2 ∶1.0，小型的為 3.8 ∶1.0。

2 煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目造成水土流失的特點(diǎn)

2.1 露天煤礦

露天煤礦在建設(shè)期實(shí)施地面土建工程，如場(chǎng)地平整、建(構(gòu))筑物施工、道路及輸煤棧橋建設(shè)、鐵路專用線架設(shè)、管溝開挖等，造成大面積的地表被擾動(dòng)，植被被破壞，大大地降低了原地表水土保持功能。占地面積較大的采掘場(chǎng)、排土場(chǎng)由于其邊坡較陡，也有發(fā)生坍塌或形成泥石流的可能。工程建設(shè)過程中形成的巨大松散堆積體，如遇大風(fēng)、暴雨和重力作用，則極易造成土壤侵蝕，甚至誘發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害。另外，疏干水被大量外排，使當(dāng)?shù)氐乃Y源受到嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致土地干旱化。

2.2 井采煤礦

井采煤礦因?yàn)樵诘叵率┕?，所以?duì)地表的擾動(dòng)不論在面積還是在強(qiáng)度上均遠(yuǎn)小于露天煤礦，但是因開采而產(chǎn)生的地表沉陷、裂縫，會(huì)引發(fā)滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致礦區(qū)及周邊區(qū)域水土資源的破壞。煤礦本身在煤炭開采中要采取地面防滲及地下水回抽等措施，有些還要穿越地下含水層，嚴(yán)重?cái)_亂了地下水系的循環(huán)補(bǔ)給供應(yīng)，導(dǎo)致地下水水位下降，造成水源枯竭或河流斷流。在生產(chǎn)運(yùn)行期間 ，堆放大量的巖土和矸石，形成巨大松散堆積體，如不及時(shí)采取攔擋、防護(hù)和截排水措施，一旦遇到外營力作用，則可能導(dǎo)致滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的主要特征見表1［1］。

表1 煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的主要特征

3 煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的危害

工程建設(shè)中擾動(dòng)原地貌使土壤、植被遭到破壞，增加了裸露面積，減弱了表土的抗蝕能力，加劇了區(qū)域內(nèi)的水土流失。煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的危害主要表現(xiàn)在以下幾方面:

(1)破壞地表植被，促發(fā)土壤侵蝕。當(dāng)?shù)乇碇脖辉獾狡茐暮?，土壤結(jié)構(gòu)亦受到不同程度的損害，土壤抗侵蝕能力減弱。當(dāng)遇高強(qiáng)度、短歷時(shí)暴雨時(shí)，大量泥沙被洪水沖入河道，對(duì)下游構(gòu)成危險(xiǎn)。

(2)損壞、占?jí)恨r(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)耕作。開挖將損壞農(nóng)田土層結(jié)構(gòu)，即使修復(fù)，短期內(nèi)也難以恢復(fù)地力，影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展，所以在施工過程中必須采取有效的施工組織措施，采用熟土剝離、分別堆放、回填表土、合理恢復(fù)的土地整治措施，減少施工過程中造成的農(nóng)業(yè)損失［2］。

(3)擴(kuò)大侵蝕面積，加劇洪澇災(zāi)害。工程擾動(dòng)地表面積較大，擴(kuò)大和增加了原本侵蝕嚴(yán)重的區(qū)域。如建設(shè)過程中亂挖亂填，不采取有效防治措施，必將損壞原農(nóng)田灌溉渠系，影響鐵路、公路運(yùn)輸及河流行洪安全，并給區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境建設(shè)造成一定影響。

(4)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，引起生態(tài)惡化。在建設(shè)過程中擾動(dòng)和損壞了原土層結(jié)構(gòu)，易引起滑坡和瀉溜，同時(shí)開挖及排棄的大量土石沙，大大增加了溝道輸沙量，對(duì)生態(tài)環(huán)境和下游河道行洪構(gòu)成潛在威脅。

4 煤礦開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治對(duì)策

4.1 貫徹執(zhí)行國家法律法規(guī)

大力加強(qiáng)《中華人民共和國水土保持法》、《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國煤炭法》、《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》、《中華人民共和國森林法》及《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》等法律法規(guī)的宣傳力度，提高群防意識(shí)，使群眾知法，礦山企業(yè)懂法。在煤礦開采中要堅(jiān)持煤炭資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)并重、防治結(jié)合、以防為主的方針，同時(shí)根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際，制定行之有效的管理法規(guī)，要把法律法規(guī)政策真正落到實(shí)處，把引發(fā)的災(zāi)害解決在萌芽狀態(tài);保障礦區(qū)生態(tài)環(huán)境損害修復(fù)的實(shí)施，促進(jìn)礦區(qū)人與自然的和諧發(fā)展。

4.2 推廣應(yīng)用先進(jìn)開采技術(shù)

對(duì)于煤層埋深較淺、基巖和隔水層厚度較大的煤礦，可采用條帶開采技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)煤層保水開采的目的還可以采取分層開采，使礦區(qū)的含水層免遭破壞，從而減少礦區(qū)地下水資源的流失。優(yōu)化布置礦區(qū)開采的工作面，在井下采用矸石回填技術(shù)措施，能有效減少矸石堆放造成的新增占地，減少對(duì)礦區(qū)周邊原始地貌的破壞。另外，可以考慮將多余的矸石運(yùn)往矸石磚廠或矸石電廠進(jìn)行綜合利用，減少矸石永久堆放帶來的水土流失問題;若無條件進(jìn)行重復(fù)利用的，堆放過程中應(yīng)以防為主，采取先擋后棄、工程措施和植物措施相結(jié)合的原則，將水土流失量控制到最小。

4.3 凈化利用礦井外排廢水

煤礦在運(yùn)行期間，會(huì)不斷地向外排放大量廢水。這些廢水受礦井內(nèi)煤粉、巖粉及其他廢棄雜物的污染，若直接向外排放，則會(huì)嚴(yán)重污染礦區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境，并對(duì)下游水環(huán)境造成較大的影響，同時(shí)也會(huì)造成水資源的極大浪費(fèi)。為節(jié)約水資源，使礦井廢水獲得循環(huán)重復(fù)利用，可以建設(shè)污水處理站，充分利用沉淀、生物處理、化學(xué)殺菌、循環(huán)過濾等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行處理，并將凈化后的礦井廢水重復(fù)用于礦區(qū)灑水防塵、綠化及消防等。

4.4 恢復(fù)整治采空沉陷區(qū)域

煤礦在開采過程中將產(chǎn)生大量的煤矸石，若直接外排到周邊地區(qū)，既占用大量空地，又嚴(yán)重污染環(huán)境。而若將煤矸石作為填充材料進(jìn)行回填，不僅能有效減少其占地面積，而且能修復(fù)由其所破壞的土地。對(duì)地下潛水位較低的邊坡地帶和積水較多的沉陷區(qū)，可采取平整土地、改造成梯田的方法復(fù)墾利用［3］;對(duì)積水深度和面積都很大的采空沉陷區(qū)，可將其積水蓄積作為灌溉水源或發(fā)展?jié)O業(yè)。

4.5 改善優(yōu)化礦區(qū)生態(tài)環(huán)境

要實(shí)現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境保護(hù)的良性循環(huán)，必須搞好礦區(qū)的水土保持工作。應(yīng)以先進(jìn)的理念支撐生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，按照構(gòu)建核心層美化、環(huán)形層綠化、外環(huán)層防護(hù)三大生態(tài)功能圈的治理思路，在礦井開采時(shí)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)井上井下互動(dòng)治理，從控制礦區(qū)外圍的水土侵蝕入手，營造以常綠植被為主的水保林、水源涵養(yǎng)林，采取必要的封育保護(hù)措施，采用點(diǎn)線面相結(jié)合、工程措施與植物措施相結(jié)合、重點(diǎn)治理與全面治理相結(jié)合的方法優(yōu)化防治措施，形成相對(duì)穩(wěn)定的礦區(qū)生態(tài)功能圈，從而實(shí)現(xiàn)礦區(qū)整體生態(tài)環(huán)境的改善和優(yōu)化［4］。

5 結(jié)語

煤礦在建設(shè)及開采過程中，不可避免地會(huì)引起水土流失問題，各有關(guān)部門應(yīng)密切配合，按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，堅(jiān)持“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點(diǎn)、科學(xué)管理、注重效益”的水土保持方針，依據(jù)不同煤礦水土流失類型與治理重點(diǎn)，科學(xué)合理地布設(shè)各項(xiàng)水土保持措施，改善礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］陳正新，袁普金，尤偉，等.煤礦工程水土保持準(zhǔn)入條件［J］.中國水土保持科學(xué)，2010，8(3):93 －98.

［2］宋世杰.煤礦開采對(duì)煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境損害分析與防治對(duì)策［J］.煤炭加工與綜合利用，2007(4):44－48.

［3］孫維銀.煤礦開采中的水土保持［J］.地下水，2010，32(1):157－158.

［4］王姣雯.淺談煤礦開采區(qū)的水土流失與防治［J］.污染防治技術(shù)，2010，23(5):49 －51.