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1新疆大学采矿系课程专题论文题目：煤炭开采对水资源、环境的破坏及防治学生姓名：木拉提江·哈力娃尔学号：20112704910班级：采矿11-3班指导老师:高明仕所属院系：地质与矿业工程学院日期：2014年1月9日1煤炭开采对水资源、环境的破坏及防治木拉提江·哈力娃尔（新疆大学地质与矿业工程学院采矿11-3班）摘要：本文着重从煤矿开采对地下水资源的影响进行了分析，从环境、水资源的破坏等方面进行了系统的讨论，进一步的揭示了环境日益恶化的现象以及成因，以期能够引起煤炭开采对地下水资源污染的重视程度。近期，煤炭将仍然是我国的首要能源，煤炭开采引起的土地资源破坏、水资源破坏、矿产资源破坏以及大气环境的损害等一系列环境问题都日益凸现，针对这些问题进行合理的防治已成为保护矿区环境的首要任务。关键词：资源防护措施土地复垦伴生矿藏地下水破坏1引言我国的煤炭资源非常丰富，其资源的开采关系到了我国整个民族的可持续发展，煤炭资源的开采为整个国民经济持续稳定发展做出了重要的历史性贡献。也正因为如此，我国煤炭才会大规模的进行开采，这对自然生产的状况造成了很大的干扰，特别是对开采区域范围内的水文地质环境产生极为明显的不可逆作用,从而严重破坏了地下水资源的自然赋存条件,使本来就已经十分紧张的区域水资源供需矛盾更加尖锐。煤矿的开采与地下水资源紧密相连,煤层往往与地下含水层相邻,采煤时会疏干地下水,这不仅影响了地下水资源的数量和质量,而且破坏了水的动态平衡和生态环境,造成一系列不良后果。煤炭开采对地下水资源的破坏十分严重,损失难以估量。由于我国的资源赋存情况，近期我国以煤炭为主的能源格局不会有太大变化。据有关专家预测，到2050年，煤炭在我国能源中的比重仍然要达到50%。然而，在煤炭开采的同时，与之伴随而来的环境问题也日益严重，煤层开采引起的土地资源、水资源、矿产资源、大气环境的损害等一系列问题都亟待解决。2煤炭开采对土地资源，水资源的破坏，影响及防护措施煤、水资源共存于一个地质体中,在天然条件下,各有自身的赋存条件及变化规律。由于煤矿开采排水打破了地下水原有的自然平衡,形成以矿井为中心的降落漏斗,改变1了原有的补、径、排条件,使地下水向矿坑汇流,在其影响半径之内,地下水流加快,水位下降,储存量减少,局部由承压转为无压,导致煤系地层以上裂隙水受到明显的破坏,使原有的含水层变为透水层。煤矿开采对土地资源的破坏表现为三个方面，一是井工开采引起的地表塌陷，减少土地利用率，并加大水土流失和沙漠化；二是露天开采对土地的破坏，露天采掘场对土地的毁灭性挖损，以及排土场对土地的压占；三是煤矿生产固体废弃物压占污染土地。2．1井工开采对土地的破坏和对水平衡的破坏地表塌陷是井工开采对矿区土地资源造成的难以治理的主要灾害问题。目前我国95%的煤炭产量来自井工开采，而且国有重点煤矿的采煤方法基本都是长壁式开采全部垮落顶板管理，据测定这种方法引起的地表塌陷最大深度一般为煤层开采总厚度的0.7倍，塌陷面积是煤层开采的1.2倍左右。据不完全统计，我国因煤炭开采引起的地表塌陷面积达40万公顷，平均每开采万吨煤地表塌陷0.2公顷。开采地表塌陷加速了水土流失和土地荒漠化，还诱发大量山体滑坡、崩塌和泥石流等自然灾害，严重破坏矿区的土地资源和生态环境；矿区的地表塌陷同时对地面的建筑物、道路、铁路、桥梁和输电线造成不同程度的破坏，特别是在村庄稠密的平原地区，土地塌陷使村庄破坏引起人口迁移，一般生产1000万吨煤炭需迁移约2000人。由于水资源和煤矿共处于一个地质体中，在自然环境下，各自发挥着自己所独有的变化规律。但是由于长期的煤矿开采却打破了地下水资源固有的生态平衡，形成了以矿井为中心的降落漏斗，使地下水流的流动速度加快，水位逐渐下降，把含水层改变为透水层，致煤系地层以上裂隙水受到严重的破坏。2．2露天开采对土地的破坏及水资源的污染露天煤矿的开采对土地造成的破坏主要表现在两个方面：一是露天采掘场对土地的挖损；其二是排土场压占土地。露天采掘场对土地资源的破坏是十分严重的，甚至几乎是毁灭性的。据统计，我国露天矿正常生产情况下，每开采万吨煤要挖损土地约0.08公顷。截至1999年底，全国露天采场挖损土地总面积为11800公顷，而且将以每年300～500公顷的速度增加。同时露天采煤形成的凹坑，由于地质构造地表、地下水的作用诱发滑坡、塌陷和水土流失的地质灾害。我国的露天矿大多采用外排土场方式开采，据统计外排土场压占土地为挖损土地量的1.5～2.0倍，露天矿正常生产时每采万吨煤排1土场平均压占0.16公顷土地，截至1999年底，全国露天矿排土场压占土地达16300公顷。截至到2000年我国国有重点露天矿土地破坏总面积达1223816公顷，可见露天煤矿开采对土地资源的破坏是相当严重的。煤矿的开采不仅会造成塌陷,还会给地下水资源造成影响,在一定程度上加剧了缺水地区的供水紧张问题。由于煤矿通畅都含有黄铁矿,它会和矿井中的地下水、地表水等产生化学反应,生成稀酸。这种稀酸会使矿井的整个排水的成分都存在着酸性,煤矿在洗煤过程中,矿井地下水没有经过完善的净化,便把这些含有稀酸的水排出,这就造成区域内的作物出现大面积的减产,抗击自然灾害的能力也有所下降,严重危害着矿区相邻的农业生产。2.3采矿固体废弃物对土地的破坏煤矸石是煤炭开采和加工过程中产生的主要固体废弃物。我国井工开采煤矿的煤矸石产出量很大，其排放量约占煤矿原煤产量的8～10%。大量排放的煤矸石堆积成山，不但压埋了土地资源，而且矸石中含有的有害微量元素经降水的淋溶作用进入土壤中，造成严重的土壤污染。据2000年统计，全国国有重点煤矿共有矸石山1198座，矸石总量190637万吨，压占土地面积达14,514公顷。2.4水土流失及土地荒漠化煤矿矿山建设和煤矿地下开采过程中，由于剥离矿体表层土壤，直接破坏了地表植被，加之新产生的废石、矿渣、尾煤等松散物质易发生流失，加速和扩大了土壤破坏和岩石侵蚀，造成水土流失。据调查，全省的水土流失面积大，荒漠化面积大，其造成生态系统恶化的速度十分惊人。2.5对浅、中层地下水的影响浅、中层地下水是工业用水和生活用水的主要水源,由于采煤的影响,煤系地层及上覆松散岩类中垂向裂缝增多、增大,煤系地层中的水,松散岩类地层中的水均快速地向下渗透,形成了区域性地下水位降落漏斗,浅、中层地下水逐年被疏干。煤矿周围村庄的水井也因无水而报废,造成了村民的吃水问题。近几十年来,哪里建矿,哪里就要为当地居民解决供水水源问题。2.6矿区土地资源防护措施减少土地资源破坏的方法和措施主要依靠开采技术。开采时，尽量不采用露天开采，1以避免形成大的矿坑；对于特厚煤层，可采用分层开采、条带开采、充填开采等技术，尽量不使用顶板垮落法管理顶板，从开采方法上减少地表下沉；在掘进工程中尽量多掘煤巷，减少矸石排放量，或直接将矸石用来充填采空区，既能减少地表下沉，有保护了地面环境。3煤炭开采对水资源的破坏和深层地下水的影响及防治煤矿在开采过程中,为了维持采矿的正常进行及采煤工作面的横向和纵向的发展,必须将工作面周围的水或潜在的水排出。随开采深度的加大,深层各含水层水被截留,转化为矿坑水排出,矿井排水量逐年增加,导致深层地下水位逐年下降,所形成的地下水降落漏斗范围和幅度也越来越大。深层地下水位一旦下降,很难在短时期内得到恢复。地下水的流失将会减少泉水的补给,严重时会造成泉水断流。目前,很多煤矿附近已无法找到天然泉。煤矿一般分布在山丘地带,采煤排水变成了人为的排水带,排水带截取了山丘区地下水向河谷盆地的补给,改变了地下水的径流路线,使地下水由水平运动变为垂直运动,减少了平川地区的侧向补给量。煤矿开采对水资源的破坏主要包括水体破坏和矿山水污染两方面，在煤矿开采过程中首先会造成水体结构的破坏，随后矿井排出的废（污）水又对水资源造成污染。3.1煤矿开采对水体的破坏及防治开采对水体结构的破坏形式多样。例如造成河流、湖泊、水库等地表水的泄漏；地表明河转入地下暗流；地下浅层水向深层泄漏等。所产生的后果主要有：（1）破坏了水源：河流、湖泊、水库等地表水体和地下浅层水是重要的工业、农业和生活水源。水源条件是矿区开发建设的最基本的条件之一。开采一旦造成对水资源的破坏，将会影响到矿区的生产、生活与发展。据测算，到1998年，山西省煤炭开采破坏地下水42亿M3/a，造成1678个村庄、81万人口、10万口牲畜饮水困难，使本来缺水的山西环境受到进一步破坏。（2）引起区域或流域生态变化：湖泊、水库水的减少或枯竭必然会造成相应水土生态系统的变化或破坏，河流水的减少或断流会引起全流域的生态变化和破坏。（3）引发更大的环境问题：由于缺水而影响农业、畜牧业的发展，引起植被破坏、土地荒漠化等问题，甚至引起气候变化等。20年来，山西煤炭开采由于采煤漏水使水浇地变为旱地，损失达3.46亿元。1（4）造成淡水资源浪费：在煤炭开采过程中，大量的地下淡水被抽放到地表不作任何处理排放流失，使地下水位不断下降。据统计，全国煤矿每年外排矿井水约22亿吨以上。为了保证矿区水体结构不因开采而破坏，保证矿区在开采期间和以后的生产、生活用水，在开采中必须对水源进行有效保护。对水源的保护往往从采矿方法入手，这也是最有效的措施，一般可以采用充填式开采、条带式开采、房柱式开采等技术，这些都可以有效的防止上覆岩层移动引起含水层以及地表水源的破坏。在开采时专门留设保护矿柱也可以有效的保护地表河流、湖泊、水库等水体，这也是水体下开采常用的一种方法。3.2煤矿开采的水污染及其防治矿山水污染主要是由于矿山废（污）水排放引起的，其废（污）水来源大体可归纳为以下几方面：（1）由于开采活动引起流经采矿场所（井巷、采空区、露天矿坑等）的水的水质变化，形成矿井（坑）污水。（2）井下用于开采防尘、防灭火和水砂充填等安全和技术要求的生产用水，经使用后形成的污水。（3）采出的矸石和矸石经雨水和地表径流水的冲淋产生的含有多种有害矿物质的矿（废）石场污水。（4）矿石洗选加工过程产生的洗选加工厂废水。这些污（废）水会对地表水和地下水造成污染，污（废）水径流首先引起地表河流、湖泊等水体污染，之后会通过自然渗流对与之处于同一标高或以下的地下水体造成污染，造成大量的水体资源破坏。3.3针对以上问题，可从以下几方面进行防治（1）矿（废）石场污水是通过渗漏或径流进入地下或地表水体引起污染的，因此可以通过选择合适的矿石堆放场所，并对该场所进行防渗处理，同时修建专门的排水沟和排水设施等方法进行防治。（2）对于井下生产用水，可尽量使开采用水闭路循环和充分利用矿井涌水，生产污水必须达标后才能排放。1（3）洗选加工厂的废水成分比较复杂，含有大量有毒有害物质，必须通过生物化学等方法进行无毒化处理，达到国家排放标准后排放，条件允许可以循环使用。3.4煤炭开采对矿产资源的破坏及保护地壳中矿产资源的赋存十分复杂，它们以不同形态相互伴生，开采其中一种就可能引起其它矿藏的破坏，而且这种破坏几乎是不可避免的，但是，只要给予充分重视，采取相应措施，这种破坏是可以降到最低限度的。开采对矿产资源的破坏一般分为对主体矿藏的破坏和对伴生矿藏的破坏两种，主要表现为过度开采（资源浪费）和破坏性开采两种形式。过度开采是对矿产资源最严重的一种破坏，盲目的大量开采往往造成产品过剩，不能充分利用矿产资源，造成不可再生矿产资源的极大浪费。破坏性开采从破坏的对象分为对主采矿藏的破坏和对有益伴生矿藏破坏两种。开采对主采矿藏的破坏是开采对资源破坏的主要部分，这种破坏完全是人为的，其破坏量十分巨大。例如在一些煤矿，只开采其中一部分，其它难采和本矿目前技术不能采到的部分就丢弃在地下，使得回采率大大降低，据统计，我国目前回采率最高的矿井也不到90％，至于那些非法经营的小煤矿那更是低的不能再低了。在一些多种矿藏共生的矿区，开采时大多数只是针对主采矿体，与其伴生的其它有益矿体就被丢弃，利用率极低，据有关资料介绍，我国对有益伴生成分综合利用率在25％以下。矿产资源作为一种不可再生资源，能否做好它的保护工作是关系到经济繁荣、社会稳定和国计民生的大事。