煤矿开采对地质环境的影响和解决对策

发表时间:2021/4/12   来源:《科学与技术》2020年36期   作者:鹿友磊
[导读] 煤炭是我国工业生产中使用非常广泛的一种资源
        鹿友磊
        中煤华晋集团有限公司王家岭矿,山西河津 043300
        摘要:煤炭是我国工业生产中使用非常广泛的一种资源,且煤炭资源具有不可再生的特点,属于不可再生资源。煤炭作为我国的基础能源,是提升我国工业水平的重要途径,为我国经济发展做出了突出贡献。随着当前我国经济的快速发展,对于能源的需求也在日益增长,这给煤矿开采行业带来了全新的挑战,采矿行业在发展过程中不仅需要给社会供给足够的能源,同时还需要保护开采区域的地质环境,这样才可以做到生态平衡发展。煤矿开采过程比较复杂,涉及到很多的环节与一些关键的技术方法,如果开采不当或是未能合理使用相关方法技术,就很容易诱发严重的地质灾害,比如滑坡、地表下沉和坍塌、继发泥石流等。我国的煤矿开采工程地质灾害问题主要分布在山区,加上近年来人们的煤矿开采工程建设活动逐渐加剧,各种经济活动逐渐加强,岩土煤矿开采工程地质问题日益突出,导致我国煤矿开采工程施工过程中的地质问题频繁出现,地质灾害在我国经济发展过程中日益严重,对人们的生命财产安全具有十分严重的影响。降低煤矿开采对地质环境的影响是非常重要的。本文通过分析煤矿开采对于地质环境的影响,提出具体的解决措施,不仅可以有效的降低煤矿开采对地质环境的破坏程度,促进煤矿开采的健康发展,同时还可以保证煤炭开采工作人员的生命安全,尽可能地减少煤炭开采对人员的伤害,对国家经济稳定发展具有重要的意义。
        关键词:煤矿;开采;地质环境

引言
        随着煤炭行业的不断发展,由于不规范的管理和缺乏有效的地质技术措施,很多煤炭资源也在不断地无序开发利用,常常引发煤矿地质环境问题,严重的情况还会出现煤矿地质灾害和环境破坏,威胁着人民的人身及财产安全,因此,有效的地质环境保护措施是我国煤矿开采中一项非常重要的工作环节。为了有效地对我国的煤矿地质环境起到保护以及恢复作用,我国的煤矿生产企业以及煤矿生产监督管理部门要对煤矿生产工作做出进一步的监督和规范管理,让我国的煤矿生产企业在有效的技术规范、防控及监督管理下,科学的对煤炭资源进行合理开采和利用,这样对于我国煤矿地质环境的保护以及恢复非常重要。
1 煤矿开采现状及地质环境保护必要性分析
1.1 煤矿开采的现状
        煤炭是我国的主要能源,长时间内在我国能源结构中一直居于主体地位,虽然当前我国在积极探索新能源,但目前为止煤炭仍是我国的基础能源。受多重因素影响,煤炭矿区的发展长期处在巨大生态环境的压力下,煤炭开采会引发地表下沉,诱发地质灾害,导致水土流失和植被破坏等环境问题,另外,煤炭开采过度,还会带来资源枯竭等问题。在我国煤矿开采的过程中存在严重的过度开发问题,很多煤矿生产企业为了得到最大的经济效益,不按技术规范和要求开采,导致土层被大量的剥离、滑坡或塌陷,对于煤矿地质环境有着极大的破坏;在我国煤矿开采的过程中还存在着煤矿监管不到位的情况,产生了大量的小煤窑,由于缺乏地质技术引导和开采规范控制,很容易造成环境的破坏和发生环境地质灾害;由于有的煤矿开采的相关工艺较落后,导致造成了大量的煤炭资源浪费,同时也造成了相当严重的煤矿地质环境问题,给我国煤矿开采工作带来了巨大的环保隐患。
1.2 煤矿开采中地质环境保护的必要性分析
        ①符合社会发展需求
        在社会经济发展过程中,煤炭作为主要能源资源,对于煤矿资源的开采力度也愈发加大,虽然技术的革新缓解了其需求问题,但是就整体现状而言,煤矿开采与后期的管理工作都比较粗糙,缺乏细致的维护与治理,这就会严重影响到矿区周围的生态环境,甚至对居民的正常生活都有一定影响,地质问题的积累,会诱发建筑物破坏、土地损毁等一系列社会问题,如若开采过程处理不当,就会导致煤炭长期暴露空气之中,间接影响到所在区域的地质环境。
        ②符合环境保护需求
        大多数煤矿开采层面相对比较浅,这样会对地表环境造成比较严重的影响,诱发地表塌陷、地裂缝及渗漏等一系列问题,加之地质构造复杂和上部岩层形变的影响,会导致地表水环境和土体受到巨大的影响,如若选择掠夺式的开采方法,就会因为其技术与工艺的管理不当,对环境造成不良影响,且伴随此种问题的不断深化,对周边生态系统产生不可逆的损害。
2 煤矿开采对地质环境的影响
2.1 地面塌陷和地裂缝
        在对地下煤层进行开采时,其矿体水层也会随着排出来,这样一来,地下采空区的岩体应力就会失去原有的平衡,从而导致上覆岩层出现变形、移动,严重的还会被破坏掉,最终地面会出现沉降或者是巨大的裂缝,形成严重的地质灾害。通过对我国矿山开采进行调查发现,由煤矿开采所造成的地面塌陷面积越来越大,而且每年都会出现新的地面裂缝,地面裂缝的覆盖率也在以极快的速度增长,地质灾害问题已非常严重,有数据显示,我国每年因采煤导致地面塌陷面积多达2.2×104hm2。由此可见,煤炭开采造成的损失是非常大的,地表塌陷与地面裂缝也使得地表建筑受到了很大程度的破坏,很多距离开采点比较近的居民楼或者是大型建筑都由于煤炭开采而遭到破坏,出现了大量的人员伤亡,煤炭开采还对地面的植物产生了严重的影响,绿色植被破坏严重,影响了当地的地质生态环境质量[1]。
2.2 泥石流
    在开采煤矿的时候会有很多固体废弃物产生,一旦到了雨季,这些固体废弃物就会被大雨冲刷,引发危害性极大的山体泥石流,人民的生命财产安全就会受到严重的威胁。通过调查发现,每一个煤矿区都会发生泥石流地质灾害,而且每年雨季泥石流都会引发严重的危害,泥石流伤害性特别大,在雨季想要进行人员、物资的转移也比较困难,被巨大的石灰石渣或者其他废弃物袭击,造成严重的经济损失和人身安全威胁。如果煤矿开采数量大,生产规模也比较大的话,那么泥石流造成的危害也会越大。最近几年我国经济生产比较快,对煤炭开采的程度逐渐加大,煤炭开采规模随之扩大,诱发了很严重的地质灾害问题。
2.3 煤层自燃、矿井突水与瓦斯爆炸
    除了上述地质灾害之外,煤炭开采还会引发严重的煤层自燃、矿井突水与瓦斯爆炸等问题,这也是危害强度比较大的地质灾害,而且发生的频率较高。

首先来说煤层自燃,当煤矿开采完毕之后,采空区会有残留的煤渣等,如果长时间在空气中就会发生氧化作用,从而引发自燃,形成严重的火灾,对人们的生命安全产生威胁,而且还会烧毁绿色植被,对空气质量造成影响,不利于可持续发展;其次,矿井突水的危害也比较大,当矿井采空区内部的积水渗透到生产区之后,就会形成严重的矿井突水,矿井突水所造成的损失也是非常严重的;最后,瓦斯爆炸事件是极易发生的,全国各地煤矿开采过程中都出现过瓦斯爆炸的问题,而且瓦斯爆炸具有不可预料性,很难对其进行预防控制,危害极大。
3 煤矿开采引发地质环境问题的解决对策
3.1 关注土地环境治理
    煤矿工程需要对大面积土地进行开发,以建设煤炭的开采、分选、储存、运输、生活等场地。开发土地会直接破坏地表植被,破坏土壤团粒结构,降低土地耕种能力。煤矸石需要压占大量土地,同时煤矸石含有SO42-、Zn、Cu等组分,如不设专门的矸石仓及采取防渗措施,可对土壤造成污染。研究结果表明煤矸石周边200m范围内的重金属Pb、Zn、Cu、Cd含量均严重超过中国土壤元素背景值,且重金属Pb、Zn在土壤中容易发生转移,对周围生态存在严重安全隐患。我国大部分煤炭资源集中分布在气候干旱的西北地区,地表蒸发量大,由于地下水含盐度高,长期外排地下水进入土壤,就会造成土壤盐碱化;矿井水长期汇入低洼地区,也会造成土地沼泽化。井工煤矿开采会造成地下水疏干,因此,地表水与土壤中的水分会在重力作用下渗透补给地下水,地面生态在长期缺水状态下遭到破坏,土壤出现沙漠化,同时水土流失风险加大。在煤矿开采过程中必须时刻关注土地结构变化,合理用地,以保持煤矿周边地质环境的稳定[2]。
3.2 加强煤矿治水管理
        在煤矿地质环境的管理中,治水作为其中难度较高的部分,主要分为三方面,第一是需要做好各采区水仓淤泥清理工作,务必在规定的时间内按质按量的完成;第二是对水仓巷道开展返修治理工作,根据各水仓的具体情况来开展扩帮、注浆、加固工程;第三是定期检查各主排水系统内的闸门、管路,如果排水点具有比较强的腐蚀性,要提前做好维护管理工作,以确保排水系统的安全、牢固。此外,还要做好所采区域的说明书、安全许可等,要通过企业地质部的会审。在为采区安全施工提供安全保证时,要做好突水应急预案演练工作,有效提高职工的安全意识。同时要结合实际情况对演练方案进行修改和完善,以提高演练的整体效果和质量。在确保井下排水能力的同时,需要完善物资设备,且实行全面检查,保障物资上的完备,实现常态化的管理。
3.3 促进法律体系的完善
        现阶段,我国虽然在法律法规中明确了对矿山环境的“三废”污染,但煤矿开采方面的法律法规仍不够完善,在没有法律制约的条件下,很多企业和个人大肆开采煤矿,导致地质灾害频发,为了缓解这种状况,国家法律部门应该制定煤矿开采方面的法律法规,在法律责任中务必明确对地质环境造成危害所负的责任。做到矿山的管理有法可依、有法必依、违法必究,对于破坏地质环境的煤炭开采人员进行严厉惩罚,从而有效的改善矿山地质环境。当前煤矿开采引发的地质灾害越来越严重,在这种情况下依靠强制的手段对矿山环境进行监管与保护是非常有必要的,在强制管理下,开采人员会形成环境保护意识,让他们主动地加入到保护煤矿山环境行列中来。
3.4 明确矿山产权制度
    只有明确了产权责任,才能明确矿山环境保护的责任单位和责任人。因为环境资源产权不明确,矿山开采者对环境进行破坏却把代价转嫁给社会,让社会来承担后果。矿主为了获取高额利润,在开采过程中不惜破坏矿山周围的环境。所以,当务之急是建立明晰的产权制度,使矿山的开采者成为环境的保护者,从根本上减少煤矿开采对地质环境造成的影响。建立起明确的煤矿环境资源产权是非常有必要的,这样能够使得矿山环境保护的责任人更加明确,让其承担破坏地质环境的后果,很多开采煤矿的企业都只是重视自身的经济利益,忽视环境保护,所以他们会毫无忌惮的开采煤矿,当形成了明确的资源产权制度之后,其开采人员就需要对矿山负责,他们就会自觉的保护环境,做到合理开采,从而形成保护矿山的意识,减少地质灾害的发生。
3.5 提高煤矿开采技术
        煤矿开采之所以会出现严重的地质环境问题,除了与管理、人员意识有关系之外,与开采技术也有着密切的联系。开采技术不成熟会导致开采效率降低,开采过程中出现严重的地质问题。因此,需要提高煤矿开采的技术,使用新型的技术方法对煤矿山进行开采,保证开采的效率与质量。
        ①清洁生产
??在煤矿开采过程中要逐步对生产技术和工艺进行更新改造,及时采用新工艺、新技术、新设备。只有生产技术和工艺做到精益求精,才能使污染物排放有所减少,甚至不排放污染物,做到清洁生产。比如把选煤厂的浮选工艺改为生物浸出工艺,这样就可以避免粉尘污染、噪声污染和热害污染,因而可以改变工人的工作条件,使他们的身体健康和生命安全有了切实的保障。通过清洁生产技术减少“三废”排放,只有这样,才能使环境污染破坏程度减轻,避免地质灾害的发生。清洁生产是治理环境污染的最主要的方法和途径。目前对煤炭开采实行清洁生产技术主要有:对地下采空区进行综合加固利用,对采空区进行充填以控制地面沉陷等。随着科技的不断发展,很多的清洁生产技术会不断地融入到煤炭开采中来[3]。
??②“三废”治理
??利用煤矿开采产生的固体废弃物铺设道路、发电和生产建筑材料;通过循环利用煤矿开采过程中井下排出的废水,解决水资源贫乏问题,分级重复利用经处理的废水,并做到达标排放;煤矿开采中产生的大气污染,比如废气和粉尘等,可以通过安装除尘器、对路面进行洒水和种植植被进行处理。
3.6 加强执法和监管力度
    很多矿山内煤矿偷排废水、废渣等的现象非常严重,矿山环境保护与恢复治理无法有效落实,各级人民政府要加强矿山地质环境保护监督管理,加大执法力度。各级政府应当认真贯彻《省地质环境保护条例》,对新建和生产矿山企业要严格执行矿山环境治理保证金制度。按照“谁破坏、谁治理;谁投资,谁受益”的原则,明确治理责任,保证资金到位和工作落实。在对煤矿的开发和利用中,必须严格执行矿山生态环境资源收费制度。对矿山的开采必须经过多个部门的严格把关,出具合格的手续,才能够允许进入。
结语:
        随着我国重工业的快速发展,能源的消耗总量也在大大地提高,煤矿的大量开采,给煤矿的地质环境造成了极大的损害。从目前频繁发生的煤矿事故来看,煤矿地质灾害已严重威胁着矿业的可持续发展和矿区的生活工作环境。因此,对煤矿地质环境的治理已迫在眉睫,必须提高采矿工艺水平,强化地质技术指导,加强政策管理,做到合理开发与环境保护并重,才能有效促进经济的持续、稳定、健康发展。

参考文献:
[1]徐兆国.浅谈煤矿地质勘探技术及地质环境综合治理[J].民营科技,2016(10):132.
[2]许建军.煤矿开采对生态环境的影响及保护措施[J].内蒙古煤炭经济,2017,(02):35+39.
[3]李天平.煤矿开采对地质环境的影响和解决对策[J].科技创新与应用,2017,(20):177+179.


    
       
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