煤炭开采对水体污染的影响研究

论防治水在煤炭开采过程中的重要性

在地质勘察过程中，水问题是一个极为重要的问题，突出体现在煤炭开采方面。地下水是煤炭开采的重要环境，直接影响着煤炭开采的稳定性与安全性；地表水也影响着煤炭开采的安全，而煤炭开采又对水资源造成了负面影响。因此，在煤炭开采过程中，需要确保水资源的保护与开发，本文首先介绍了水害对煤炭开采的影响，然后结合山西省水文地质条件的特点，讨论了煤炭开采过程中防治水的重要性，并提出了合理化的建议。

标签：防治水 煤炭开采 水文地质 危害

山西省是我国重要的煤炭生产基地，其重要特征就是水煤资源共生。当然，在煤炭开采过程中，不可能缺少水因素的影响，由于地下水是煤炭開采环境重要的组成部分，与地表水一起构成了煤炭开采基础工程的大环境，给煤炭开采工程带来了较大影响。经调查，在地质勘察过程中，大规模地开采山西省煤炭资源，对水资源的循环和赋存造成了严重影响，不利于山西省经济的可持续发展。鉴于此，为了改变这种恶性循环，本文着重分析了煤炭开采过程中的水问题，同时提出了几点防治措施。

1水害对煤炭开采的影响

在煤炭开采过程中，地表水和地下水都会影响采煤工程的稳定性和安全性，一旦忽视了水文地质问题的危害，煤炭开采将会面临重大损失。例如：2011年9月16日，在山西省朔州市山阴县中煤金海洋集团元宝湾煤矿挖掘工作中，发生了一起透水事件，造成了11人死亡的惨烈局面。一般来讲，地下水位的变化会诱发地质灾害，比如：地面沉淀、塌陷、地裂等等；地下水位上升时，常常会压密井下的基础设施，再加上水位变化引起的干湿交替地带很容易遭到腐蚀，进而使地下土层松动，接着引起井下设施松动，从而大大增加了煤炭开采的危险性。不仅如此，地表水也会影响煤炭开采工作，特别是在雨季时节，地表的排水量能力远远不足，过多雨水通过空隙、裂隙进入煤炭开采的工作面，在矿井排水能力不足的情况下，水害事故就很有可能发生。

2防治水在煤炭开采过程中的重要性

2.1有利于保护水资源的蓄水结构

浅析煤炭开采与水资源保护问题

煤矿开采是促进我国国民经济发展的重要事项，而在进行开采的过程中，一般容易造成水资源的流失与浪费的现象，因为进行开采施工就会改变水资源的流向以及水质遭到污染。加上大多数的矿区地处缺水区，使得矿区水资源问题研究成为至关重要的任务。所以，必须将煤矿开采与地下水资源保护进行整合分析，找出能够使其和谐发展的措施。

标签：煤矿开采；地下水资源；水资源保护

分析煤矿开采对水资源的影响并为其找到合理的解决措施，才能够减少或者避免煤矿开采与水资源保护的矛盾问题，使得在开发的同时也能够让水资源处于保护状态，完成环保型煤矿开采的任务。

1 煤矿开采与水资源现状

我国水资源的目前的状况分为两个方面，水资源短缺与干旱问题严重，并且地区分布极不平衡。煤矿地区的分布情况来看，呈现“煤区缺水、水区缺煤”的情况。根据调查显示，目前全国有九成的矿产资源主要分布在我国干旱半干旱地区，该地区的水资源总量大约为全国的20%左右[1]。根据全国101个重点矿区的监测数据显示，矿区缺水量占七成左右，有四成以上的矿区缺水情况严重[2]。煤矿资源的开发是国民经济发展的重要保证，随着煤炭的开采强度不断地增加，地下的含水层的原始径流遭受深层的破坏，严重影响矿区的水资源利用，使原本就缺水的矿区更是“雪上加霜”，更有甚者影响周围的生态环境。

2 煤矿开采对地下水资源的影响

（1）礦区的排水与供水对水质的影响。经过近几年的分析比对，煤矿开采中的排水量除了某几个年份以外，每年的变化都没有太大的变化，一直处于持平的趋势，近几年有稍微减少的苗头。排水量会随着煤矿挖掘深度的增加而增加，但是达到某一临界值后，排水量就会趋于平稳，没有明显的变化。整个矿区的水资源的利用情况不乐观，浪费情况倒是极为明显。在煤矿开采中，水源无论是在煤矿开采作业辅助中还是在维护矿区职工的基本生活中，都是不可或缺的。穩定的供水量能够维持矿区的日常生产与生活，但是由于矿区本身条件的限制，水质量并不是很高，尤其是应用于日常生活的用水，硬度大，菌类含量超标[3]。所以说，煤矿中的排水与供水会影响水资源的质量，不利于身体健康。

煤炭能源对环境影响

煤炭是人类历史上最重要的能源之一，自19世纪工业革命以来，煤炭的使用量大幅增加，成为全球电力、供热和工业生产的重要燃料。然而，随着煤炭开采和利用的不断加剧，环境问题也随之凸显。本文将探讨煤炭能源的环境影响，包括空气污染、水污染、土地破坏、生物多样性损失以及气候变化等方面。

一、空气污染

使用煤炭作为能源的最大环境影响之一便是空气污染。煤炭燃烧时会释放出大量有害物质，包括二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、一氧化碳（CO）以及挥发性有机化合物（VOCs）。

1.1 二氧化硫和酸雨

煤炭燃烧产生的二氧化硫会与大气中的水蒸气反应，形成酸雨。这种酸雨会严重破坏生态系统，导致土壤酸化，破坏植物生长，同时对水体、建筑物和基础设施造成腐蚀。许多地区的森林因为酸雨而衰退，湖泊中的鱼类也因水体酸化而大量死亡。

1.2 氮氧化物

氮氧化物主要由车辆和燃烧过程中释放出来，在大气中参与光化学反应，形成臭氧。在低空臭氧浓度高的时候，会引起呼吸道疾病和其他健康问题。同时，氮氧化物也是细颗粒物(PM2.5)的前体物质，这些颗粒物可以深入肺部，对人的健康造成威胁。 1.3 颗粒物

燃烧煤炭还会排放大量颗粒物，包括PM10和PM2.5。这些微小颗粒能够进入人的呼吸系统，引起各种健康问题，例如心血管疾病、哮喘以及其他慢性呼吸系统疾病。根据世界卫生组织的数据显示，每年因空气污染导致的死亡人数高达数百万。

二、水污染

煤炭开采和利用对水体的污染也是一个不容忽视的问题。煤矿开采过程中，尤其是露天矿会产生大量废水和废石，这些含有重金属和污染物的废水可能渗入地下水源或流入河流湖泊，对水环境造成严重影响。

2.1 隆起水和废水排放

当地下水位被抽取时，会形成隆起水，这些含有有害离子的水可能会在排放过程中进入自然水体。此外，煤矿开采过程中用来清洗煤矿的污水未经过处理直接排放到河流中，也使得河流受到污染。在一些国家，已经发生因废水污染造成的饮用水源污染事故。

1 煤炭开采对水资源的影响及对策探讨

我省是煤炭大省，也是水资源严重短缺的省份。在煤炭开采的同时相应给生态环境尤其是水资源带来一定的影响。如何使煤炭开采尽量减少对水资源环境的影响及破坏，缓解煤炭开采与水资源可持续利用的矛盾，这是当前急需研究解决的紧迫课题。

1、煤炭开采对水资源的影响

煤炭地层是由沙岩、页岩、灰岩、煤组成的互层地层，煤层属相对隔水层。地下水附存于煤层间，水量相对稳定，水质符合饮用水水质标准。采煤过程一般由浅到深，逐步开采，先开采上层组煤，后开采下层组煤。由于地下水附存于煤层间，煤炭开采的同时，需要疏干地下水，客观上也是对地下水的开采利用。因此，煤炭开采与开采地下水是同时进行的。

1.1煤炭开采对地下水的影响

煤炭埋藏地下，煤炭开采首先造成对地下水的影响。采煤初期，由于煤层较浅，规模较小，矿坑涌水主要来自煤系地层本身，因而涌水量较小，且涌水量比较集中，水质较好。采煤到了中期，随着煤产量的不断增加，采空间逐渐扩大，加之由于煤炭开采过程中回采放顶、放炮震动，造成了煤层顶板破碎，甚至塌陷。由于采空区上层区域性 2 构造断裂相互沟通，造成相应煤层以上含水层相互渗透，加之地下水及坡面径流、河道中的地表水沿塌陷区及次生构造下渗补给，因而使矿坑涌水量越来越大，并且水质迅速恶化。与此相应，上层区域性含水层地下水储量不断疏干渗漏，地下水降落漏斗不断扩大，造成地下水的补排条件逐步被破坏。这一时期，矿坑涌水量主要来源于含水层中的疏干水量和地表水的补给的增大。当采空区达到一定规模时，地下水降落漏斗具有了很大的渗透能力。同时，采煤地层中造成的裂缝也不断发展延伸，有的延伸到地表，与地表地面裂缝相互串通，地表水经裂缝下渗到地下，形成矿坑水。我省许多煤矿都分布在河道沿岸，造成许多水井干枯，泉溪断流。因此，煤炭开采是影响开采区域水资源量减少的主要原因。

1.2煤炭开采对地表水的影响

煤炭开采对地表水的影响主要反映在地表基流上，煤系地层（砂页岩）区内的天然基流主要来源于基岩裂隙水的补给，并沿地层裂隙层理就近排泄至河道，并且是沿程增加趋势。采煤后，矿坑附近的基岩裂隙水不再排向河道，而排向矿坑，减少了河道基流来源。随着采空区的加大，裂缝也随之加大加深，致使地下水垂直排向矿坑，加速了地表水向地下水的转化，导致地表基流大幅度的减少。大量资料证明，在煤炭开采严重地区，河道基本断流。由于矿坑排水重新排放到 3 河道，部分河道表面看水量似乎不减，但实际上都是矿坑废水，天然基流基本很少。例如在大同十里河、口泉河，怀仁小峪河，塑州七里河，阳泉桃河，孝义兑镇河，左权清漳河，晋城长河等地均有此类现象。这些说明，煤炭开采是地表水减少的主要原因。