煤矿开发建设项目水土流失防治对策

宋 洁

(长治市水土保持试验站，山西长治046000)

我国的煤矿开发建设项目主要分布在山西、陕西、河南、山东、内蒙古、黑龙江、贵州、宁夏、安徽、云南等省区。煤炭作为我国的主要能源和重要的战略物资，在未来相当长的时期内，仍处于十分重要的地位。在煤矿开发建设项目建设和生产运行期间，若不采取相应的防护措施，就会产生大量的水土流失，会对周边环境造成不可估量的损失。因此，有必要对煤矿开采项目的特点等进行分析，并提出相应的防治对策。

1 煤矿开发建设项目的特点

按开采方式的不同，可把煤矿分为露天煤矿和井采煤矿两种。

1.1 露天煤矿

露天煤矿的建设生产主要经历剥离、采煤、运输、煤炭加工、岩土排弃5个过程，项目组成主要包括采掘场、内外排土场、工业场地、地面生产系统、地面运输系统、防排水工程等。项目占地面积一般较大，地貌扰动和破坏严重，开发建设会产生大量的弃土、石、渣，并使矿区地貌发生显著变化。排弃物使局部地段高差加大，土体被扰动并疏松，地表植被遭到严重破坏。露天煤矿的剥采比一般在211～1416 m3/t之间，大型和特大型煤矿在211～412 m3/t之间，小型煤矿在317～1416 m3/t之间。大型露天煤矿占地面积平均是小型煤矿的12倍;永久占地面积与临时占地面积之比，特大型煤矿平均为5.4∶1.0，小型煤矿为14.5 ∶1.0。

1.2 井采煤矿

井采煤矿的建设生产主要经历井筒与井巷掘进、采煤、运输、煤炭加工、矸石排放5个过程，包括井下生产系统和地面生产系统两部分，其中:井下生产系统包括井巷、硐室、装备和地面构筑物;地面生产系统包括井筒工程、工业场地、行政生活区、地面加工及输送系统、运输系统、排矸场、供排水工程、供配电和供热系统。单个井采煤矿的占地面积明显比露天煤矿小得多，后者一般是前者的几倍甚至是十几倍。虽然该类煤矿的地面占地面积比较少，但其在建设期和生产运行期持续排放煤矸石，地下大范围的开采、挖空、扰动易导致地表大面积塌陷，影响区域水循环及植物生长，破坏土地资源，降低土地生产力。井采煤矿的永久占地面积与临时占地面积之比，特大型的平均为 1.2 ∶1.0，小型的为 3.8 ∶1.0。

2 煤矿开发建设项目造成水土流失的特点

2.1 露天煤矿

露天煤矿在建设期实施地面土建工程，如场地平整、建(构)筑物施工、道路及输煤栈桥建设、铁路专用线架设、管沟开挖等，造成大面积的地表被扰动，植被被破坏，大大地降低了原地表水土保持功能。占地面积较大的采掘场、排土场由于其边坡较陡，也有发生坍塌或形成泥石流的可能。工程建设过程中形成的巨大松散堆积体，如遇大风、暴雨和重力作用，则极易造成土壤侵蚀，甚至诱发次生地质灾害。另外，疏干水被大量外排，使当地的水资源受到严重影响，从而导致土地干旱化。

2.2 井采煤矿

井采煤矿因为在地下施工，所以对地表的扰动不论在面积还是在强度上均远小于露天煤矿，但是因开采而产生的地表沉陷、裂缝，会引发滑坡、坍塌等地质灾害，导致矿区及周边区域水土资源的破坏。煤矿本身在煤炭开采中要采取地面防渗及地下水回抽等措施，有些还要穿越地下含水层，严重扰乱了地下水系的循环补给供应，导致地下水水位下降，造成水源枯竭或河流断流。在生产运行期间 ，堆放大量的岩土和矸石，形成巨大松散堆积体，如不及时采取拦挡、防护和截排水措施，一旦遇到外营力作用，则可能导致滑坡、泥石流等地质灾害。

煤矿开发建设项目水土流失的主要特征见表1［1］。

表1 煤矿开发建设项目水土流失的主要特征

3 煤矿开发建设项目水土流失的危害

工程建设中扰动原地貌使土壤、植被遭到破坏，增加了裸露面积，减弱了表土的抗蚀能力，加剧了区域内的水土流失。煤矿开发建设项目水土流失的危害主要表现在以下几方面:

(1)破坏地表植被，促发土壤侵蚀。当地表植被遭到破坏后，土壤结构亦受到不同程度的损害，土壤抗侵蚀能力减弱。当遇高强度、短历时暴雨时，大量泥沙被洪水冲入河道，对下游构成危险。

(2)损坏、占压农田，影响农业耕作。开挖将损坏农田土层结构，即使修复，短期内也难以恢复地力，影响当地农业发展，所以在施工过程中必须采取有效的施工组织措施，采用熟土剥离、分别堆放、回填表土、合理恢复的土地整治措施，减少施工过程中造成的农业损失［2］。

(3)扩大侵蚀面积，加剧洪涝灾害。工程扰动地表面积较大，扩大和增加了原本侵蚀严重的区域。如建设过程中乱挖乱填，不采取有效防治措施，必将损坏原农田灌溉渠系，影响铁路、公路运输及河流行洪安全，并给区域经济发展及生态环境建设造成一定影响。

(4)诱发地质灾害，引起生态恶化。在建设过程中扰动和损坏了原土层结构，易引起滑坡和泻溜，同时开挖及排弃的大量土石沙，大大增加了沟道输沙量，对生态环境和下游河道行洪构成潜在威胁。

4 煤矿开发建设项目水土流失防治对策

4.1 贯彻执行国家法律法规

大力加强《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国森林法》及《地质灾害防治条例》等法律法规的宣传力度，提高群防意识，使群众知法，矿山企业懂法。在煤矿开采中要坚持煤炭资源开发利用与生态环境保护并重、防治结合、以防为主的方针，同时根据本地区的实际，制定行之有效的管理法规，要把法律法规政策真正落到实处，把引发的灾害解决在萌芽状态;保障矿区生态环境损害修复的实施，促进矿区人与自然的和谐发展。

4.2 推广应用先进开采技术

对于煤层埋深较浅、基岩和隔水层厚度较大的煤矿，可采用条带开采技术，为实现煤层保水开采的目的还可以采取分层开采，使矿区的含水层免遭破坏，从而减少矿区地下水资源的流失。优化布置矿区开采的工作面，在井下采用矸石回填技术措施，能有效减少矸石堆放造成的新增占地，减少对矿区周边原始地貌的破坏。另外，可以考虑将多余的矸石运往矸石砖厂或矸石电厂进行综合利用，减少矸石永久堆放带来的水土流失问题;若无条件进行重复利用的，堆放过程中应以防为主，采取先挡后弃、工程措施和植物措施相结合的原则，将水土流失量控制到最小。

4.3 净化利用矿井外排废水

煤矿在运行期间，会不断地向外排放大量废水。这些废水受矿井内煤粉、岩粉及其他废弃杂物的污染，若直接向外排放，则会严重污染矿区周边的生态环境，并对下游水环境造成较大的影响，同时也会造成水资源的极大浪费。为节约水资源，使矿井废水获得循环重复利用，可以建设污水处理站，充分利用沉淀、生物处理、化学杀菌、循环过滤等先进技术进行处理，并将净化后的矿井废水重复用于矿区洒水防尘、绿化及消防等。

4.4 恢复整治采空沉陷区域

煤矿在开采过程中将产生大量的煤矸石，若直接外排到周边地区，既占用大量空地，又严重污染环境。而若将煤矸石作为填充材料进行回填，不仅能有效减少其占地面积，而且能修复由其所破坏的土地。对地下潜水位较低的边坡地带和积水较多的沉陷区，可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用［3］;对积水深度和面积都很大的采空沉陷区，可将其积水蓄积作为灌溉水源或发展渔业。

4.5 改善优化矿区生态环境

要实现矿区环境保护的良性循环，必须搞好矿区的水土保持工作。应以先进的理念支撑生态建设和环境保护，按照构建核心层美化、环形层绿化、外环层防护三大生态功能圈的治理思路，在矿井开采时应用先进技术实现井上井下互动治理，从控制矿区外围的水土侵蚀入手，营造以常绿植被为主的水保林、水源涵养林，采取必要的封育保护措施，采用点线面相结合、工程措施与植物措施相结合、重点治理与全面治理相结合的方法优化防治措施，形成相对稳定的矿区生态功能圈，从而实现矿区整体生态环境的改善和优化［4］。

5 结语

煤矿在建设及开采过程中，不可避免地会引起水土流失问题，各有关部门应密切配合，按照科学发展观的要求，坚持“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的水土保持方针，依据不同煤矿水土流失类型与治理重点，科学合理地布设各项水土保持措施，改善矿区的生态环境，实现煤炭工业的可持续发展。

［1］陈正新，袁普金，尤伟，等.煤矿工程水土保持准入条件［J］.中国水土保持科学，2010，8(3):93 －98.

［2］宋世杰.煤矿开采对煤矿区生态环境损害分析与防治对策［J］.煤炭加工与综合利用，2007(4):44－48.

［3］孙维银.煤矿开采中的水土保持［J］.地下水，2010，32(1):157－158.

［4］王姣雯.浅谈煤矿开采区的水土流失与防治［J］.污染防治技术，2010，23(5):49 －51.