贵州省某小型煤矿环境治理现状及其建议

李 静，张义平，白 洋

(1.贵州大学矿业学院， 贵州贵阳 550003;2.贵州非金属矿产资源综合利用重点实验室， 贵州贵阳 550003)

贵州省某小型煤矿环境治理现状及其建议

李 静1，2，张义平1，2，白 洋1

(1.贵州大学矿业学院， 贵州贵阳 550003;2.贵州非金属矿产资源综合利用重点实验室， 贵州贵阳 550003)

目前煤炭资源的开采与环境问题的矛盾日益突出，以贵州省某小型煤矿为例，总结其环境治理现状，并分析存在的问题，提出了该矿山应对土地资源、粉尘、水污染和塌陷区采取的措施，对贵州省小型煤矿环境综合治理具有借鉴意义。

小型煤矿;生态环境;土地破坏;水污染;综合治理

0 引言

贵州省煤炭资源储量十分丰富，煤炭资源的开发对贵州省经济发展起着至关重要的作用。不过随着对资源开采力度的加大，采煤所引发的环境问题逐渐凸现出来，已经成为影响社会可持续发展的绊脚石。贵州省的小型煤矿占煤炭企业总数的比例较大，小型煤矿一般生产规模小、设备简陋、人员素质低，这些因素会使煤炭开采对环境的破坏更加严重。因此，做好小型煤矿环境治理工作已迫在眉睫。

矿山位于贵州省平塘县城正南方向，直线平距约20 km，矿区至平塘有乡村道路相连，交通较为方便。该矿区面积为6.1184 km2，保有资源量为537万t，生产能力为15万t/a，采用地下开采方式。矿区位于贵州高原中部，属亚热带湿润季风气候区，季节性变化不甚明显，雨量充沛，周围植被生长茂盛。矿区地面设施已修建有生产区、辅助生产区、办公生活区、风井场地、爆破器材库、排矸场、连接道路等。煤矿生产工艺流程如图1所示。

图1 生产工艺流程

1 矿山生态环境及治理现状

1.1 土地及植被资源破坏

该煤矿建设施工和生产对土地破坏环节为:

(1)连接道路修建破坏土地的环节:挖路基、土石方开挖、块石砌路肩和碎石垫层均会对土地造成破坏;

(2)生活及管理区建设破坏土地的环节:场地平整挖损地表、建筑物修建压占土地、生活废水废渣排放污染土地等;

(3)矿井建设破坏土地的环节:井口开挖造成对土地的挖损;

(4)生产建设过程中破坏土地的环节:工业广场、排矸场和场内运输系统等建设挖损和压占土地。

生产项目建设和生产过程对土地的破坏顺序与其进度安排一致。该顺序为:修建道路—场地平整—修建生活及管理区—矿井建设—生产区及场内运输系统建设—生产过程对土地的破坏。

该煤矿地面建设部分对土地的主要破坏方式为压占，包括工业场地对土地的压占、风井场地对土地压占、建设期间掘进产生的矸石、生产期间产生的矸石的堆放压占土地。其破坏土地现状见表1。目前，该矿地面建设区占地面积较大，破坏了原有农田及生态植被，削弱了该区原有水土保持能力，进而导致水土流失。工业场地部分没有进行绿化，排矸场未修建拦挡、防污处理措施。

表1 占用土地现状

1.2 井下废气、粉尘污染

该煤矿大气环境影响主要污染源有:主要扇风机排放的井下污风;露天运输道路;爆破产生的有毒、有害气体;装车场扬起的粉尘、污水产生的恶臭等。

虽然该煤矿采取的洒水防尘措施取得了一定的效果，但措施还不全面，管理体制上有待加强。矿区南部约600 m处分布有居民住户，并且工业场地周围分布有农田，这些有害污染源可能对居民的正常生活、生产造成影响。

1.3 水污染

随着井下开采的进行，采空区面积逐步扩大，将在矿井的上覆地层中形成导水裂隙带，地表水、地下水、老窑水均可能向矿井中渗流，井下抽排地下水可造成矿区水均衡破坏，导致地下水位下降和水资源枯竭;地表泉水水位也会下降，可能对当地人畜饮水和农田灌溉造成一定的困难;矿井抽排水和职工生活污水以及井下的防尘用水中含有硫化物等有毒有害物质，会对矿区环境和区域地表水环境产生一定的影响。

该矿矿井最大涌水量为720 m3/d，水污染源主要是井下排水、工业场地生产、生活废水，排矸场经雨水淋滤后产生的酸性淋滤液对水土环境造成污染，主要污染物为有机物和硫化物。目前矿山只修建简单沉淀池处理废水，这些污废水处理不达标便排放，易对矿区附近地段地下水及下游地表水体造成污染。

1.4 地表塌陷

该煤矿沿煤层露头线分布有老硐，在矿区东部边界地带存在采空区，地表出现数条裂缝，破坏地表农田及草地。目前该矿在矿区中北部对M4号煤层已进行开采，开采深度均小于矿山安全采深，现在局部已经出现塌陷和地裂缝，塌陷面积约为0.56 hm2。随着采空区面积的不断扩大，塌陷区面积会进一步增大，破坏地表原始地形地貌。目前该矿对地表塌陷区部分还未采取治理措施。

2 环境综合治理

2.1 排矸场

(1)对采煤剥离矸石、废矿渣堆放形成的各类松散物质构成的不稳定边坡进行治理，主要措施为:降低坡高、坡角(坡角要小于30°);边坡加固、衬砌护坡;在有效部位建设阻挡工程;设计相应的排水、防水工程，防止其淋滤液污染土壤。

(2)矸石、废矿渣堆积台面整治，可根据废渣的类型及块(粒)度，将粗粒或大块的铺垫在下部，碾压密实，逐层向上回填。

(3)将含不良成分的岩土堆放在深部，品质适宜的土层包括易风化性岩层安排在上部。

(4)煤矸石堆治理应分层压实，粘土覆盖，并快速建立植被，防止矸石山氧化自燃。

(5)采矿剥离物含有毒有害或放射性成分时，必须用碎石深度覆盖，不得出露于边坡处，并应采取防渗措施，然后再覆盖土壤。

2.2 土地复垦措施

本矿山占地面积大，破坏的土地得不到合理有效的复垦，生态环境不断恶化，必须制定土地复垦措施，具体包括以下程序:

(1)矿区土地复垦包括工程整治和生物复垦2个阶段。

(2)复垦土地利用方向。根据该矿区周围环境和矿区土地的自身条件，可以选择复垦成农地、林地等。

(3)工程复垦技术。根据采矿后形成废弃地、占用破坏地的地形、地貌现状，按照规划的新复垦地利用方向的要求，并结合采矿工程特点，对破坏土地进行顺序回填、平整、覆土及综合整治，其核心是造地。常用的工程复垦技术有就地整平复垦、梯田式整平复垦、挖深垫浅式复垦和充填法复垦技术等。

(4)生物复垦技术包括快速土壤改良、植被恢复、生态工程、耕地工艺、农作物和树种选择等。

(5)土壤改良。矿区土壤培肥要通过采取各种培肥措施，加速复垦地的生土熟化。地表有土型的土壤培肥，主要是通过施有机肥、无机肥和种植绿色植物等措施，实现土壤培肥;地表无土型培肥，一般用易风化的泥岩和砂岩混合的碎砾作为土体，调整其比例，在空气中进行物理和化学风化，同时种植一些特殊的耐性植物进行生物风化，以达到土壤熟化的目的。微生物培肥技术，是利用微生物和化学药剂或微生物和有机物的混合剂，对贫瘠土地进行熟化和改良，恢复其土壤肥力。

各破坏单元土地复垦内容如表2所示。

2.3 环境空气治理

(1)对储煤区和排矸场布设喷水装置，在储煤区和排矸场种植乔灌木，起到抑制扬尘和吸附扬尘的作用，降低场地扬尘对周围环境的影响。

表2 土地复垦方案

(2)对于汽车行驶引起的道路扬尘采取洒水降尘(每天4～5次)、清扫路面保持路面清洁以减少扬尘。汽车行驶场地扬尘通过限制车辆行驶速度(场地行驶不大于5 km/h，道路行驶不大于15 km/h)予以抑制。矿区内运输车辆经常清洗，保持清洁。载重汽车严禁超载行驶，防止车辆脱落杂物，导致扬尘。在矿区道路两侧种植乔灌木，既可保护矿山生态环境，又可对汽车扬尘起到隔离作用。

2.4 水污染治理

(1)生活污水处理。建立矿井生活污水处理站，其处理规模为300 m3/d，采用WSZ—10T/h一体化生活污水处理装置(二级处理)进行处理，生活污水与生产废水经处理达标后进行循环利用，对场地进行喷洒作业。

(2)井下水处理工艺。主要工艺流程见图2。

图2 矿井水处理工艺流程

2.5 塌陷区治理

开采沉陷灾害的治理，要统筹考虑开采沉陷与地裂缝的内在关系。要防治结合、综合整治，制定地面塌陷治理方案前必须查明地面塌陷的成因以及与地下采矿坑道排水活动之间的关联。

(1)地下坑洞已废弃的采空区出现地面沉降、地裂缝时，应采取地下回填废渣，减缓地面沉降速度;为制止地面塌陷形成，可通过地面裂缝灌注尾矿砂浆(或水泥砂浆)，加快充填废渣的固化。

(2)地下坑道尚在使用阶段，地面出现地裂缝或沉降迹象时，应果断对地裂缝发育地段采取灌浆、密实等措施;应在地下坑道采取修筑支护工程等防塌措施，必要时停止该区段的开采。

(3)地下坑洞已废弃，地表形成塌陷但规模不大时，则应采取由地面自外向内将废渣填入下部，中上部用细粒尾矿充填，为覆绿打好基础。

(4)地下坑洞已废弃、地面塌陷规模巨大、难以治理的特殊地段，可圈定为矿山地质灾害监测研究区，制定监测方案，方案中要在确保安全的前提下，划定出禁入区、监测区，修建栅栏和观测道路，竖立明显标志，防止人畜误入造成生命财产的损失。

(5)应采用地球物理探测方法(电法、声纳法等)探明地面塌陷的范围、规模、地下形态、深度。

(6)地面溶蚀塌陷治理应采取对采区充填等相应措施，从源头上控制塌陷的发展，改善矿区环境。

3 结论

煤矿的开采与周围生态环境之间的矛盾，严重违背了社会的可持续发展。本文对贵州省某一小型煤矿环境治理现状进行分析，指出其存在的问题，并对该矿山提出排矸场治理措施、土地复垦措施、环境空气治理措施、水污染治理和塌陷区治理措施，为该矿环境恢复提供对策。贵州地区小型煤矿的生产工艺相差无几，该矿山能反映出贵州地区小型煤矿存在的生态环境问题，本文提出的环境治理恢复措施可以为其他小型煤矿提供参考。

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2010－01－21)

李 静(1985－)，女，河北承德人，硕士研究生，主要从事矿山安全及新型充填技术研究。