煤炭開采環(huán)境問題及治理措施

李 勁

(山西汾西正令煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西孝義032311)

0 引言

我國煤炭資源比較豐富，為了緩解我國資源緊缺的問題，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，預(yù)計(jì)我國在未來很長一段時間內(nèi)都會將煤炭作為我國的主要能源。煤炭不僅屬于非可再生能源，而且在其開采的過程中也會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。例如土地污染、水污染、大氣污染、植被破壞以及煤矸石污染等。

1 煤炭開采造成的主要環(huán)境問題

1.1 對土地、水、大氣等的影響

煤炭開采過程中對土地資源的破壞主要有土地挖掘、土地壓占和土地塌陷等。露天煤礦開采過程中對土地的破壞主要是土地的挖掘和壓占，雖然露天煤礦在我國所占的比例比較小，但是其開挖對土地的破壞卻是非常嚴(yán)重的，這種現(xiàn)象在我國西部地區(qū)比較常見，并且由于土地的破壞，加快該地區(qū)土地荒漠化和水土流失。由于我國煤礦開采主要以井工開采為主，開采一段時間之后極易引起土地塌陷，破壞了土地的完整性，而且如果未對其進(jìn)行及時地處理，將會導(dǎo)致土地出現(xiàn)大面積積水和土地鹽堿化問題，這樣不僅嚴(yán)重減少了礦區(qū)周圍地區(qū)的耕地面積，而且還影響到了農(nóng)民的正常生活，加劇了農(nóng)民與煤礦企業(yè)之間的矛盾，這種現(xiàn)象在我國的東部平原地區(qū)比較常見。

由于煤礦的開采破壞了礦區(qū)原有的水文地質(zhì)條件，而且采煤過程中引起的地裂縫、塌陷等導(dǎo)致采區(qū)周圍的含水層發(fā)生了移動或變形，嚴(yán)重改變了含水層原有的結(jié)構(gòu)。如果地下含水－隔水層發(fā)生變化，不僅會影響地下煤礦的正常開采，而且還會影響周圍農(nóng)民的飲用水資源。在礦井廢水不斷排放過程中，會嚴(yán)重降低地下水位，甚至導(dǎo)致地下水枯竭，地表水也會受到影響，出現(xiàn)河流斷流、水源枯竭等，影響了農(nóng)作物的正常生長。

在煤礦開采過程中也會對大氣造成一定的污染，主要有以下三個方面:①露天煤礦的開采過程由于需要爆破和排土場揚(yáng)塵極易污染周圍地區(qū)的空氣。露天煤礦一般被認(rèn)為周圍地區(qū)最大的周期性污染源，通常是煤爆破一次就會對周圍產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。②煤矸石由于長時間堆放極易與空氣中的氧氣結(jié)合發(fā)生自燃的現(xiàn)象，燃燒過程中還會產(chǎn)生大量的煤塵進(jìn)入空氣中，污染了空氣的環(huán)境。煤矸石在自燃的過程中會引發(fā)高溫，進(jìn)而導(dǎo)致煤矸石發(fā)生溶解，從而釋放出大量的H2S、SO2、CO、CO2以及氮氧化合物等有害氣體。這些污染了的空氣會嚴(yán)重威脅人類的身體健康。③礦井生產(chǎn)過程中排放的煤層氣也會引起溫室效應(yīng)，由于礦井煤層氣的主要成分是甲烷，其引發(fā)的溫室效應(yīng)通常是二氧化碳的20 多倍。

1.2 對綠色植被的破壞比較嚴(yán)重

煤炭在開采過程中，由于礦井的建設(shè)需要大量的木材，有科學(xué)家計(jì)算過，每萬噸煤將會需要使用坑木150 m3計(jì)算，那么全國每年僅煤炭開采過程中就需要消耗6 500 億m3的木材，這嚴(yán)重破壞了我國森林的可持續(xù)發(fā)展。除此之外，由于煤礦開采過程中會造成地下水位的下降，導(dǎo)致地表水含水層的含水量大大減少，嚴(yán)重影響了植被對水分的吸收。由于在我國煤炭體制改革之后，一些小煤窯被關(guān)閉，但是部分業(yè)主由于受到利益的驅(qū)使，經(jīng)常出現(xiàn)偷挖煤礦資源的現(xiàn)象，這些都會對周圍植被產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

1.3 煤矸石占地、自然污染嚴(yán)重

煤礦每年都要排出大量的煤矸石，并且這些煤矸石一般都是就近堆積。隨著堆積量的增加，逐漸擴(kuò)大了對周圍土地的侵占面積。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，僅2012 年我國由于煤矸石堆放侵占土地的面積就已經(jīng)達(dá)到了15 000 多畝，而且由于煤礦開采速度的不斷增加，每年都會有更多的土地被占用。煤矸石經(jīng)過雨蝕、風(fēng)化之后，表面被風(fēng)化的物質(zhì)會在雨水、風(fēng)的作用下進(jìn)入地表或大氣，嚴(yán)重污染了地表及大氣的環(huán)境。下雨天這些污染物質(zhì)也會隨著雨水流入河流中，而且煤矸石中的硫離子和亞鐵離子也會隨著雨水的沖刷流向地表或河流，嚴(yán)重污染了周圍的水體環(huán)境，對周圍植物和人類的生存造成了嚴(yán)重的威脅。

2 解決煤炭開采過程中環(huán)境污染的主要措施

2.1 土地、水以及大氣污染的治理措施

在煤炭的開采過程中，不可避免的會對周圍土地造成破壞。因此，本著“誰污染，誰治理”的原則，煤炭企業(yè)必須要做好對破損土地的復(fù)墾工作，而且相關(guān)政府部門也要加大對土地和環(huán)境治理的力度，通過組織社會、企業(yè)、群眾共同合作以實(shí)現(xiàn)對破壞土地的有效治理。要根據(jù)實(shí)際情況，對破壞的土地進(jìn)行科學(xué)、有效的治理，保證土地能夠逐漸的恢復(fù)耕作，同時利用煤矸石來對礦區(qū)的低洼地、塌陷區(qū)以及礦井采空區(qū)等進(jìn)行回填。煤礦開采過程中對于水資源的治理也是必不可少的環(huán)節(jié)，通過對礦區(qū)水資源進(jìn)行優(yōu)化處理，對洗煤水、礦井水、煤矸石淋濾水等進(jìn)行二次處理，必要的時候也可以建立一個小型污水處理廠，以對各類污水進(jìn)行分類處理，只有處理合格之后的污水才能進(jìn)行排放。大氣污染問題已經(jīng)成為煤礦開采過程中比較普遍的問題，通過引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，以減少污染氣體向空氣中的排放。同時，在進(jìn)行煤礦開采過程中，也可以通過高壓噴霧、煤層注水、行聲波霧化等措施來減少氣體的釋放，對于治理大氣污染具有重要的意義。

2.2 做好礦區(qū)植被的防護(hù)和治理工作

為了更好地保護(hù)植被的可持續(xù)發(fā)展，不僅要采取措施對礦區(qū)周邊的植被進(jìn)行保護(hù)，而且還要對已破壞的植被進(jìn)行恢復(fù)。對于破壞比較嚴(yán)重的礦區(qū)，一般會采取人工造林、植草以及疏林補(bǔ)種的方法，必要的時候也可以進(jìn)行封山育林，以提高保持水土能力。有些地區(qū)由于短時間內(nèi)無法對煤矸石進(jìn)行及時、有效的處理，則要求其采取措施盡可能減少對周圍環(huán)境的污染。堅(jiān)持“宜草則草、宜林則林”的植被保護(hù)原則，做好礦區(qū)和煤矸石堆場的植被保護(hù)工作。如今，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，礦區(qū)的綠化已經(jīng)逐漸從單純植樹種草轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色生態(tài)系統(tǒng)了。為了更好地避免煤礦開采對環(huán)境的污染，我國90%以上的礦區(qū)都開始進(jìn)行綠色生態(tài)工程建設(shè)，以達(dá)到治沙固土、恢復(fù)植被、保持水土的目的。

2.3 綜合利用煤矸石

如今，我國煤矸石的主要用途是用于制磚，但是由于煤矸石的堆積量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于制磚過程的消耗量，導(dǎo)致僅僅依靠這一技術(shù)很難緩解煤矸石對環(huán)境所造成的的污染。因此，應(yīng)該對其進(jìn)行不斷的探索和研究以獲得一些新用途，盡最大努力緩解煤矸石所造成的環(huán)境污染。例如可以從以下幾個方面進(jìn)行試探性的研究:①利用煤矸石進(jìn)行發(fā)電。在利用煤矸石進(jìn)行發(fā)電時，一般選用循環(huán)流化床鍋爐，然后在其中加入白云石或石灰石進(jìn)行脫硫處理，這樣可以有效的減少氮氧化物和硫氧化物向空氣中的排放量。每千克煤矸石燃燒可以釋放1 200 kJ 的熱量，這些熱量不僅可以進(jìn)行發(fā)電，而且還可以用于供熱，燃燒后的灰渣還可以作為建筑材料。②利用煤矸石回填凹地和采空區(qū)。利用煤矸石進(jìn)行回填不僅可以減少煤矸石對土地的破壞，而且還能有效的減少其對空氣和水體造成的污染。一般用于回填的煤矸石以石灰?guī)r、砂巖為主。

3 結(jié)語

綜上所述，雖然我國對煤炭資源的需求量比較高，但是對其進(jìn)行的開采也不能以破壞環(huán)境為代價。如今煤礦開采過程中的主要破壞有土地、水、大氣以及植被。因此，相關(guān)部門必須采取措施加大對環(huán)境污染的治理，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

［1］秦紅正.試論煤炭資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的思考［J］.資源節(jié)約與環(huán)保，2013，15(7):250 －251.

［2］楊政連，薛鈞尹. 論煤炭資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)［J］. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012，3(21):177 －178.

［3］王新.淺談煤炭開采對礦區(qū)環(huán)境的影響及治理方法［J］.煤，2011，8(5):60 －61.