长治市煤炭开采对水资源的影响及对策

申志雄

（长治市水资源管理委员会办公室，山西长治046000）

1 概况

长治市位于山西省东南部，东倚太行山，西靠太岳山，中间为波状起伏的狭长地带，由于漫长的地质作用，形成了四周山地和丘陵环抱、中间为盆地的地貌景观。该市总面积13 896 km2，属暧温带半湿润大陆性季风气候，多年平均降水量573.3 mm，总人口320万人，全市耕地面积351.7×103hm2。全市人均水资源量611 m3，亩均346 m3，分别占全国平均值的1/3和1/4。

长治市是山西省能源重化工基地的重要组成部分，煤炭工业是该市的支柱产业，经过多年的长足发展，不仅有力地缓解了全国煤炭紧张状况，而且加快了长治区域经济的形成，带动了电力、冶金、化工、机电、建材、交通运输等相关产业的发展，为长治经济建设提供了大量的资金，在全市经济振兴中做出了突出的贡献。全市含煤面积占到了8 502 km2，占总面积的61%，占全省含煤面积的13.7%，所辖煤田系沁水煤田东部。全市13个县市区中，有10个县有煤，9个县产煤，且品种齐全，埋藏浅，易开采，有焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤。到2009年底，全市共有煤矿568座，其中：国统矿5座，地方矿563座，煤炭产量为7 908万t。煤炭开采过程中形成的巷道和开采后形成的采空区，严重地破坏了地表水、地下水运移、赋存的天然状态，产生了一系列问题。诸如河水断流、地下水位下降、泉水流量锐减甚至干涸、水污染加重等。严重影响着山西经济社会的可持续发展和生态环境的建设。

2 煤炭开采对水资源的影响

2.1 对地下水资源的影响

煤矿开采直接影响地下水资源，一是煤层开采后由于顶板的冒落，使采空区上覆含水层遭到破坏，原来储存于含水层中的水在短时间内排空，这部分水为静储量，对静储量的破坏影响是永久性的、不可恢复的，而在山区该含水层恰恰是农村人畜供水的主要含水层，其结果造成山丘区水位下降，水井干枯，人畜无水可饮；二是在含水层遭破坏后，矿井涌水量迅速增大，被排出井外，这部分水为动储量，由于开采对上覆含水层破坏后使含水层变为透水层，降水入渗的水量不能储存于含水层中，而漏入矿坑，使水受到污染，人畜不能饮用。

根据长治市“十二五”规划，长治市将新增煤炭开采规模近6 000多万t，这样将破坏水资源1.5亿m3。其中，在长治盆地腹地“十二五”期间有3 000万t投产，将破坏水资源0.74亿m3，直接导致6 700 hm2水地将变成旱地，特别在郊区、长子、屯留将直接影响蔬菜基地建设。

2.2 对地表水资源的影响

尽管地表水资源量减少的因素很多，如近几年来降水量的减少、地表地下水的过量开采，但煤炭的大规模开采无疑是主要因素之一。当煤矿开采采空区面积不断扩大，采空区导水裂隙带和地面沉陷范围也随之扩大，局部地段发生水力联系，地表水渗入地下和矿坑，使地表径流减少。长治市的煤矿开采，以前大部分在山丘区和长治盆地边缘，虽然没有造成地面大面积塌陷，但局部和小范围的塌陷随处可见，对地表水资源造成了一定的影响。如果采用回采放顶的方法开采，煤层顶板及其上覆物将发生水平位移和竖直位移，进而产生裂缝，同时煤层挖空后形成地下集水廊道，即使顶板全部垮落，也因塌落物松散而形成集水廊道，由于地下集水廊道的形成和裂缝的出现，煤层顶板以上的地下潜水及廊道四周岩层中的裂隙水将通过裂隙、裂缝向该廊道中汇集，这种情况首先导致地下水位显著降低，延长了地下潜水与地表水交换（循环）的路径，减少了地下潜水向地表的供应量和向河道的补给量，进而造成区域地表水与河川径流量的突然减少。

2.3 煤炭开采破坏水资源

根据2000年山西原煤生产分析计算的采煤影响破坏地下水静储量、动储量为2.54 m3/t（煤），折合总水量6.25亿m3。其中，采煤直接排水量为0.87 m3/t（煤）。为此，煤矿开采对水资源破坏量的价值估算采用两部分计算，一部分是造成水资源污染，使得水资源质量有所下降，即采煤过程中，使得优质的地下水转化为矿井水，造成采煤直接排水量为0.87 m3/t（煤）；一部分是对水资源永久性的破坏，即难以恢复的水资源量的消耗，为1.67 m3/t（煤）。根据估算：采煤排水量对水资源破坏价值为0.7～1.1元/t（煤），煤矿开采对水资源量的永久消耗价值计算为12.62元/t（煤）。综合以上两部分计算结果：煤矿开采对水资源量破坏价值为13.32～13.72元/t（煤）。此外，煤矿开采对人畜饮水影响的价值计算为0.6-1.0元/t。综合以上分析计算结果：煤矿开采对长治市水资源影响的经济损失为13.92～14.72元/t。

2.4 采煤造成严重的水污染

据统计，全市各类煤矿矿井年排水量达到1 000万t，大量的矿井排水严重污染了地表水体，全市评价河长449.9 km，按照GB3838—2002地面水环境质量标准评价，其中达到Ⅱ类水质标准的河段仅占评价河长的28.6%，达到Ⅲ类水质标准的河段占38.0%，达到Ⅳ类水质标准的河段占21.6%，达到Ⅴ类水质标准的河段占11.8%。浊漳河流域内的襄垣、峦岭湾、暴河头、紫坊等河段是全市污染最严重的河段，由于大量的矿井水排入河道，使河流水质严重污染，更为严重的是，由于长期的煤炭开采，特别是大量的煤矸石经雨淋后渗入地下水系，造成地下水资源的污染，仅能达到地面水Ⅴ类标准，主要超标污染物为亚硝酸盐氮、氨氮和COD。河流水质的严重污染，使得地表水环境恶化。

2.5 煤炭开采对水利工程的影响

采煤对水利工程的破坏，导致人畜吃水困难和水地变成旱地。据不完全统计，由于采煤引起地下水位下降，影响井泉1 500多个，输水管道40 770 m，使17万人饮水困难，恢复解决这些人的吃水需7 000余万元。如五阳煤矿开采后，地面塌陷裂缝，地下水位下降，使附近15个村庄10 837人吃水受到影响。

2.6 煤炭开采造成新的水土流失

由于煤矿开采，近几年造成新的水土流失面积14 960 hm2，地面塌陷面积3 345 hm2。煤炭采空区地表变形、塌陷、裂缝、地面沉降现象普遍。如位于长治市潞安矿务局的王庄矿3103、3105、3107 回采工作面，南北长 800 m，宽 200 m，开采 3号煤层，采高6 m，分层开采，工作面回采后，在公路的西边出现地表下沉，公路裂缝下沉，交通曾受到影响，西部小溪形成3个长条形的洼地，与工作面方向一致，下沉最大深度4 m左右，长度达100～200 m。塌陷区内山体滑坡、地面开裂、群众居住的房屋、窑洞裂缝坍塌之现象随处可见，塌陷区内已无人居住。

3 实现煤炭开采与水资源持续发展的对策

3.1 合理规划、综合利用

长治市是山西的新型能源基地和新型工业基地，现阶段煤炭的规模开采仍是必需的。但是，在开采煤炭的同时，应考虑其对水资源的破坏和污染问题，使采煤对生态环境的破坏减少到最低限度。因此，应坚决贯彻执行国家的《矿产资源法》、《水法》、《环境保护法》等法律法规。全面规划，统一布局，合理开发，综合利用。关键是要控制开采量，严禁私挖乱采、遍地开花。力争做到既要合理开发煤炭资源，又要保护水资源和水环境。

3.2 加大煤矿生产水资源论证工作的力度

煤和水共存于地下岩层中，一方面煤炭开采、加工需要用水，另一方面，煤炭开采对水资源的影响和破坏是非常严重的。为了煤炭工业的可持续发展，尽量降低煤炭开采对水资源的影响破坏程度，根据2002年水利部、国家计委颁布实施的第15号令《建设项目水资源论证管理办法》要求，必须对煤炭工业建设项目进行水资源论证，其论证范围为新建、改建、扩建的煤炭工业建设项目。论证内容包括井田位置、面积、煤炭储存量、开采年限、开采层位、开采和加工取用水量、矿坑排水量、对水资源、水环境的影响及其防治措施等。全市境内所有新、改、扩建煤炭工业建设项目必须在论证后经水行政主管部门审查批准，方可办理取水许可的相关手续。

3.3 全面开展煤炭开采对水资源影响的监测和控制工作

煤炭开采，势必影响、破坏水资源。因此必须将其影响和破坏程度减少到最低。要想达到这一目标，最基础的工作就是要在全省范围内对正在生产的、准备改扩建的和新开发的大、中、小型煤矿生产过程中对水资源、水环境的影响和破坏程度进行实时监控，提出和采取相应的保护措施。特别是在岩溶泉域范围之内的煤矿，必须对开采下组煤时煤矿带压开采、煤矿突水等进行评价预测，并制定相应的对策措施。诸如采取提前开发煤系水、实行排供结合、降压排水等措施，既可保证煤矿安全生产，又可充分利用水资源。

3.4 加大煤矿矿坑排水的综合利用

针对长治市天然水资源严重不足的现实，一是大力开展节约用水，建立节水型社会；二是合理开发、高效利用现有的天然水资源；三是加大废污水处理回用和矿坑排水的综合利用力度。

据调查统计和测算，长治市现状条件下，煤矿矿坑排水量每年约为1 000万m3左右。该水量除小部分（约30%）被矿井生产利用外，绝大部分（约70%）外排到附近沟谷和河道。既浪费了宝贵的水资源，又对地表水、地下水及水环境造成污染，因此必须加大对煤矿矿坑排水的综合利用力度。现阶段，长治市正进行产业结构调整，计划上一批坑口电厂，变单纯输煤为输煤输电并重。同时，计划发展建设一部分煤化工项目。据目前掌握的情况，相当一部分大型煤矿的矿坑排水完全可以解决坑口电厂和煤化工项目的生产用水。其他煤矿，可根据自身特点，充分利用矿坑水。对于现阶段确实无法利用的矿坑水，煤炭生产企业必须对矿坑排水进行处理，真正做到达标排放。

3.5 建立煤炭开采对水资源影响的补偿机制

《中华人民共和国水法》第三十一条规定“开采矿藏或建设地下工程，因疏干排水导致地下水水位下降、水源枯竭或者地面塌陷，采矿单位或者建设单位应当采取补救措施；对他人生活和生产造成损失的，依法给予补偿。”据此，必须建立煤炭开采对水资源影响破坏的补偿机制，尽快开征水资源补偿费。现阶段征收范围应为：煤炭开采企业、煤炭开采与洗选企业、煤炭开采与炼焦企业，目前的征收标准应为：煤炭开采企业5.0元/t（原煤）；煤炭开采与洗精煤企业7.0元/t（精煤）；煤炭开采与炼焦企业9.0元/t（焦炭）。随着市场与经济的发展，应逐步调整其补偿标准。煤炭开采水资源补偿费的征收，应由水行政主管部门负责。征收后，应与其他水资源费一并上缴省财政。该资金应专款专用，主要用于大中型水源工程建设、水资源保护、生态环境修复及解决因煤炭开采对农村人畜饮水造成影响的农村人畜饮水解困工程。