關(guān)于新疆煤炭開采過程中礦井水處置方案的探討:以新疆拜城縣某煤礦為例

劉偉(新疆煤炭設(shè)計(jì)研究院 新疆烏魯木齊 830000)

新疆煤炭資源豐富，煤礦大多位于丘陵山區(qū)，地表水敏感，控制目標(biāo)較高。本文針對(duì)新疆拜城縣某改擴(kuò)建煤礦煤炭開采過程中礦井水進(jìn)入Ⅱ類地表水體（喬克塔勒河）的情況，下面以新疆拜城縣某煤礦為例，通過分析其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及環(huán)境影響。探討新疆地區(qū)煤炭開發(fā)過程中礦井水此類處置方案的可行性。

一、項(xiàng)目區(qū)周邊水環(huán)境概況

1.地表水環(huán)境

礦井井田東界約1k m處有一條喬克塔勒河，自北向南從井田東部流過，屬本項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)的地表水環(huán)境敏感保護(hù)目標(biāo)。喬克塔勒河屬間歇型河流，其水量一般在1.4m3/s-4m3/s，通常在4-8月流量最大，可達(dá)3 m3/s-4m3/s，其它時(shí)期流量一般小于1.4m3/s，甚至處干枯狀態(tài)。河水平均礦化度為412.6 mg/L，主要離子為H CO3-、C a2+。

2.地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄

井田內(nèi)沖溝發(fā)育，在暴雨和冰雪融化期容易形成短暫的地表徑流，通過裂隙帶或塌陷坑補(bǔ)給地下水。井田北部區(qū)外的雪水、洪水自北向南，以明流或地下潛流的形式直接補(bǔ)給本區(qū)地下水。地下水自北向南、由東向西順層間運(yùn)移，地下水補(bǔ)給條件差，運(yùn)動(dòng)遲緩。喬克塔勒河河水、大氣降水、北部高山區(qū)雪融水是該區(qū)域地下水主要補(bǔ)給源。喬克塔勒河為季節(jié)性河流，河谷寬闊，第四系全新統(tǒng)沖洪積層由礫石、漂礫、亞砂土、砂質(zhì)粘土、碎石等組成，直接覆蓋在侏羅系含煤地層之上，使得河水通過該沖積層并經(jīng)弱含水層與礦井發(fā)生聯(lián)系，為井田內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給水源。

二、水資源利用現(xiàn)狀及存在的主要問

1.水資源利用現(xiàn)狀

與本礦水力聯(lián)系密切的河流是喬克塔勒河，該河流是拜城盆地的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、人畜供水水源及盆地地下水的主要補(bǔ)給源之一，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，其農(nóng)業(yè)年用水量約4.0億m3，林業(yè)年用水0.3億m3，草場(chǎng)年灌溉用水0.27億m3，生活、工業(yè)、牲畜飲用水年耗水約0.15億m3。全縣可利用的地表徑流量約27.92億m3，地下動(dòng)儲(chǔ)量約10.05億m3，相對(duì)用水量水資源十分豐富。為了有效利用水資源，沿河流兩側(cè)興修了一定數(shù)量的飲水樞紐，興建了相應(yīng)的飲水渠。同時(shí)為了解水資源季節(jié)和地域分布不均的矛盾，以“西水東調(diào)”和“以豐補(bǔ)欠”的原則，修建了一定數(shù)量的水庫和引水設(shè)施。

2.存在的主要問題

（1）工業(yè)、生活排水，包括沿岸煤礦排水等，對(duì)水質(zhì)造成了一定污染。

（2）由于水利設(shè)施未能科學(xué)地配套完整，水資源地域及季節(jié)性不平衡的問題未能徹底解決，致使春季用水緊張時(shí)，河道水驟然減少，甚至干枯，而到夏季洪水期，無有效的防、排、儲(chǔ)、調(diào)措施，造成洪水泛濫。從地域上看，西部區(qū)水資源豐富，顯得開發(fā)利用不足，東部區(qū)水資源較少，開發(fā)利用超限。水資源利用上存在的這些問題，也給區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成了一定不利影響。

三、水質(zhì)現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)

1.地表水

據(jù)本次環(huán)評(píng)時(shí)對(duì)河水水質(zhì)，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站取樣分析實(shí)測(cè)，所檢指標(biāo)均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.煤炭開采對(duì)水環(huán)境的影響分析

（1）排水對(duì)水環(huán)境的影響

礦井水經(jīng)礦井排水經(jīng)井下、井上沉淀池處理后，部分用作井下消防灑水、地面道路降塵灑水；灌溉季節(jié)部分用于綠化，其余礦井水排入喬克塔勒河；非灌溉季節(jié)處理后全部排入喬克塔勒河。根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地所處的位置及該區(qū)域的地形特征，礦井排水量大，井田范圍及周邊沒有合適的位置來儲(chǔ)存大量礦井水并進(jìn)行有效利用，加之礦區(qū)地勢(shì)又向河谷方向傾斜，所以礦井排水很容易進(jìn)入喬克塔勒河。

本礦工業(yè)場(chǎng)地有一條帶狀洼地，礦區(qū)排水進(jìn)入此洼地后，經(jīng)約1.6 K m的流程流入喬克塔勒河河中。河水水質(zhì)預(yù)測(cè)模式選用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 地面水環(huán)境》中規(guī)定的零維模式進(jìn)行運(yùn)算，其公式為：

C0=(C p Qp+C h Qh)/Qp+Qh

式中：C0——預(yù)測(cè)點(diǎn)污染物混合濃度，mg/L；C p——污染物的排放濃度，mg/L；

Qp——污水排放量，m3/s；C h——預(yù)測(cè)點(diǎn)河水中污染物濃度，m3/L；

Qh——預(yù)測(cè)點(diǎn)河水流量，m3/s。

預(yù)測(cè)指標(biāo)為SS、F-、A s、總硬度、礦化度。預(yù)測(cè)斷面為未來礦井水入喬克塔勒河入口處。喬克塔勒河流量選用最小月流量，即1.4m3/s。礦井水流量取最大排水量。預(yù)測(cè)結(jié)果如下：?jiǎn)炭怂蘸铀|(zhì)：SS82 mg/L，F(xiàn)-0.8 mg/L,A S≤0.001mg/L，總硬度290.2 mg/L，礦化度412.6 mg/L；礦井水水質(zhì)：SS100 mg/L，F(xiàn)-0.3 mg/L，A S≤0.001mg/L，總硬度440 mg/L，礦化度1668 mg/L；混合入口處水質(zhì)：SS82.1mg/L，F(xiàn)-0.79 mg/L，A S≤0.001mg/L，總硬度291mg/L，礦化度418.58 mg/L；地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)：F-1.0 mg/L，A S≤0.05mg/L；《 污 水 綜 合 排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 》一 級(jí)：SS100 mg/L，F(xiàn)-10 mg/L，A S≤0.5mg/L。由此可知，礦井排水與喬克塔勒河河水混合后，其水質(zhì)仍能滿足地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值，因此不會(huì)改變喬克塔勒河水的環(huán)境功能和控制目標(biāo)。

（2）礦井水處置方案的可行性

生活污水冬儲(chǔ)夏灌，不排入喬克塔勒河，對(duì)河水無不利影響。冬季儲(chǔ)水池建于礦區(qū)下游500 m處，避開泄洪道，不受排洪影響。礦井水屬污染類型簡(jiǎn)單的污水，除混進(jìn)了煤塵及巖塵，使懸浮物較高，顏色呈黑色外，重金屬等元素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值，因此不存在重金屬污染問題。從礦區(qū)水文地質(zhì)情況可知，受保護(hù)的地下水是第四系沖洪積孔隙含水層水，主要分布在山前河谷形成沖洪積扇及河谷階地兩側(cè)，此層水埋藏較深，為30 m左右，礦井排水水質(zhì)較好，改擴(kuò)建完成后礦井排水經(jīng)處理后，預(yù)測(cè)水質(zhì)能達(dá)到地表水Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此回用后的剩余礦井水可以排入敏感地表水體喬克塔勒河中，并實(shí)行污染物總量控制。綜上所述，此類改擴(kuò)建煤礦礦井水進(jìn)入Ⅱ類水體的處置方案是可行的。