煤矿开采中环境污染的防治措施

孙有明

摘要： 煤矿开采在给社会带来经济效益的同时，也造成了矿区的环境污染和生态破坏，如煤矿开采引起地表塌陷，煤矿开采过程中的煤矿石、噪声污染和破坏人类生活环境等。本文结合实际对矿区环境污染提出了具体的防治方法。

关键词： 煤矿开采环境污染防治措施

1.引言

煤炭是工业的粮食，我国一次能量消费结构中，煤炭占75%以上。煤炭工业发展将直接关系到国计民生。中国是世界上煤炭资源丰富的国家之一，但在给我国社会主义经济建设和人民生活带来巨大利益的同时，煤矿开采对矿区生态环境也造成了比较大的影响。

煤矿开采对矿区生态环境的污染主要表现为煤矿开采对土地的破坏，煤矿开采对水资源的影响，煤矿开采对大气的污染，煤矿开采过程中产生的噪声对环境的影响等几个方面。据不完全统计，煤矿石全国堆存超过4000Mt，每年产量约占煤产量的10%，由矿井开采造成的地面塌陷面积已超过70万公顷，我国每年超过200亿立方米瓦斯排入大气，从以上这些数据可以看出煤矿开采确实对矿区生态环境造成了一定的影响。

2.煤矿开采中环境污染的防治措施

2.1地表塌陷的防治措施

煤炭开采会引发地表塌陷，造成水土流失、道路断裂、基础设施和房屋破损等，矿区百姓的生活、生计、生产受到严重影响。

对于塌陷区的治理要与矿井矿石废渣治理相结合。一方面，在井下回采过程中，用矿石直接充填采空区，随采随填，有利于抑制地表塌陷，减少矿石的运输成本，提高生产效率。另一方面，利用煤矿石充填技术对已塌陷区域的土地进行复垦，通过土地复垦，可以实现土地可持续利用，农民有地可种，增加农民收入。

我们可采用以下途径和方法。

2.2.1实行保护性开采。通过改革矿井开拓部署、合理选择开采方法、合理布置开采工作面、采用条带开采等措施，减小地表塌陷破坏。

2.2.2利用粉煤灰井下充填减小地表下沉。粉煤灰地面排放既占地又污染环境，将粉煤灰用管道充填到采空区或充填覆岩离层带空间，既减少地表塌陷对土地的破坏，又可避免粉煤灰占地污染环境。该方法已在我国一些矿区得到应用，效果较好。

2.2.3矿石不出井工艺。对半煤岩巷道施行宽工作面掘进，将挑顶和卧底的矿石用人工或机械进行巷旁、支架壁后或采空区充填；对夹石厚的煤层，采用分采分拣工艺，拣出的矿石直接丢弃于采空区。这样既可减少矿石排到地表压占土地，又可使矿石起到支护作用。

由于矿区部分塌陷水域大而深，可以大力发展水产养殖业。另外，可在塌陷水域建立水上公园，周围建设休闲或旅游的景点，改善矿区的景观环境，发展当地的旅游经济。

为保护土地资源，充分利用矿区已塌陷土地，减少新建筑征占良田，节省征用土地费用，可以在塌陷区填垫矿石复垦地上建设住宅楼。

2.2煤矿石的处理和综合利用措施

煤矿石的大量堆放，不仅压占土地，影响生态环境，矿石淋溶水污染周围土壤和地下水，而且煤矿石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下会发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。

因此，对于矿区的煤矿石应该加以处理和综合利用。煤矿石可作为水泥掺和原料，制煤矿石砖、煤矿石加气混凝土、釉面砖等建筑材料制品。有的煤矿石有一定的发热量，可作为低热值燃料，供沸腾炉使用或建煤矿石电站。大量矿石还可以直接作为充填材料，直接回填采空区和塌陷区。在煤矿开采中，将不可利用的矿石应用于充填工业广场和道路等。

2.3矿区水污染控制措施

煤矿矿井水是指在煤炭开采过程中，从各种途径流入矿井并经矿井排水系统外排的水。目前我国煤矿矿井水的年排放量约为22亿吨，而矿井水的资源化利用率仅在20%左右，大量未经处理的矿井水直接排放，不仅污染了环境，而且浪费了宝贵的矿井水资源。

对煤矿水资源的破坏与污染有如下防治措施。

2.3.1为减少矿井水质污染应以防为主，防治结合。能清污分流的尽量做到清污分流;对矿井污水可视条件先采取井下水仓沉淀和井口过滤等方法处理，最后经水处理厂净化处理，实现矿井水资源化。

2.3.2超前开采利用疏干水。在煤矿开采前或开采过程中，对即将被疏干或破坏的含水层，选择合适的疏干方式，统筹安排，充分利用或储存疏干水，既能满足煤炭开采的需要，又可解决供水水源问题。

2.3.3建立反渗透帐幕。在开采地段周围设置一道封闭的反渗透围墙，用于防止地下水流入矿坑或井巷，保护地下水不枯竭、不被污染，使地下水仍保持或接近天然状态。

2.3.4填堵导水通道。对塌陷的地质构造形成的含水层及井巷导水通道，采用回填、注浆等方法封堵；对渗漏严重的河床，采取河流改道、修整河底的方法既可减少矿井涌水，又可保护水资源。

2.3.5选择合理的开采方法和措施保护水资源。利用充填、条采等方法减少采煤对覆岩含水层和地表水体的破坏。

2.3.6就地循环利用。矿井生产中产生的污水通过稀释、混合、沉淀等作用，杂物浓度降低，通过防尘管路作防尘水使用，实现矿井水井下循环。

2.3.7加强煤矿水资源的管理，合理用水、节约用水、防治污染，实现污水的再资源化。

2.4噪声的控制措施

由于煤矿生产活动多数发生在井下，作业空间小、设备相对集中、功率较大，因此在煤炭生产各个环节都有高噪声源存在。噪声不仅妨碍听觉，导致职业性耳聋，掩蔽音响信号和事故前征兆，导致伤亡事故的发生，而且引起神经系统、心血管系统、消化系统等多种疾病。各种不同频率不同强度的噪声，既污染了煤矿的生产环境，又影响了矿工的身心健康，降低劳动生产率，给煤炭生产造成不良后果。

由于矿井工业场地内产噪设备的噪声极大，声源集中，因此可以采取综合治理措施，尽量选用低噪声机电设备，有针对性地进行环境绿化，从而减少噪声对外环境的影响。还要加强个体防护，如使用防声棉耳塞、耳罩、防声头盔等个体防护工具，以在一定程度上降低煤矿噪声的危害。另外，可以有针对性地对高噪声设备，如煤矿通风机、局部通风机、气动凿岩机等进行噪声控制。如设计时可将矿井主要通风机放在远离居民区外或装消声器减少噪声。

2.5大气污染的防治措施

煤矿开采过程中会对大气产生污染，如自燃矿石山燃烧产生大量有毒有害气体、煤层瓦斯中的甲烷对温室效应的作用等，因此应加强对大气质量的监测，采取综合性的防治措施。

常用矿石山的灭火方法有覆盖法、表面浇灌法和注浆法。覆盖法是将黄土等惰性物质覆盖在燃烧区上，隔绝空气，以达到灭火的目的。表面浇灌法是向燃烧区的表面喷洒、浇灌石灰乳或其他灭火浆液，一方面降低燃烧温度，另一方面将浆液中的某些有效成分被覆在矿石表面，阻止矿石进一步氧化。注浆法是将灭火材料制成浆液后，再借助机械将其压入矿石山内部，浆液渗透充填到矿石的空隙中。该法的灭火机理类同于表面浇灌法，也是通过降温与隔氧的双重作用达到灭火的目的，降温与隔氧效果均优于表面浇灌法。覆盖法需要大量的泥土。表面浇灌法简便易行，但与灭火浆液渗入矿石山内部相比，效果欠佳。注浆法灭火效果最好，多被国内外采用。

预防矿石山自燃可采用减少矿石中的可燃物质和减少矿石山内部空气的渗入两种方法。减少矿石山内部空气的渗入量，可延缓可燃物的氧化速度。主要措施是改变矿石山堆积形式，将传统的锥形堆积改为平面堆积，以减少矿石山的侧翼面积。因为空气主要从侧面进入矿石山的内部，自燃也主要发生在侧面，还可以将矿石山的自然堆放改为压实堆放。

3.结语

煤矿开采过程中产生的生态环境问题制约了我国国民经济的发展，给矿区人民生活带来不便，所以保护环境刻不容缓。为实现矿区的可持续发展，我们需要从煤矿开采、矿区生态环境保护、矿区土地复垦、矿区煤矿石的治理与利用等各方面下手，切实保护好矿区的生态环境。吸收和借鉴国外先进经验，使合理开发与利用和环境保护相结合，才能从根本上解决煤矿环境污染问题。

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