煤矿开采对环境的影响及对策探讨

朱新虎

（冀中能源井陉矿业集团有限公司，石家庄050100）

1 引言

煤炭作为我国重要的能源之一，其在工业发展进程中发挥着非常重要的作用。煤矿开采过程相对较为复杂，其中涉及到多个施工工序以及关键性的施工技术方法，如果说在开采过程中应用不当，就很容易对环境造成一定的影响。加强对煤矿开采的研究，降低煤矿开采对地质环境的影响是促进煤矿开采健康发展，保障国民经济稳定发展的重要手段，需要引起相关工作人员的重视。

2 煤矿开采对环境造成的影响

2.1 对大气环境的影响

在煤矿开采过程中，其造成的大气污染是非常严重的，主要表现在两个方面，即瓦斯气体排放和粉尘。调查资料显示，每年煤矿开采产生的瓦斯气体排放量高达5～7Gm3。众所周知，瓦斯是一种具有较大危险性的气体，其会对煤矿开采的正常运行埋下安全隐患，甚至会对臭氧层造成破坏，进而造成大气污染；其次，煤矿开采中大量粉尘的产生也是大气污染的一个重要原因，同时这也是雾霾产生的重要原因。

2.2 对水资源的影响

2.2.1 煤矿开采对地表水的影响

煤矿开采对地表水的影响主要表现在地表基流的减少。矿坑附近的裂隙水在自然状态下会流入河道，但是随着煤矿开采的不断深入，采空区会逐渐扩大，这就使得基岩裂隙水流入矿坑，进而导致地下水原有的动态平衡发生改变，在这种情况下，地表水以及大气降水将会更快速的转化为地下水[2]。

2.2.2 煤矿开采对土壤水的影响

煤矿开采会在一定程度上造成土壤水分缺失，这主要是因为煤矿开采使矿区的土壤结构以及地下水的含水层发生变化，影响地表水以及地下水的水循环。土壤中含水量降低会使矿区的土壤热容量降低，土壤对环境温度的调节能力也会发生改变，在矿区气温上的表现就是温度升降幅度增大，这样，矿区生态系统的自然调节能力就会削弱，进而影响矿区植被的正常生长。

2.2.3 煤矿开采对地下水的影响

随着煤矿开采的逐渐深入，采空区逐渐扩大，再加上采放顶以及放炮等活动的影响，使得煤层顶板破碎或者是塌陷，这种情况下采空区煤层以上的区域性构造就会发生断裂，进而使地下水相互沟通，地下水位降低，附存量减少。地下水会向矿坑流动，形成疏干降落漏斗。如果采空区的规模继续扩大，疏干降落漏斗的渗透能力会显著增强，在水流的作用下，岩石就会发生变形或者是断裂，引发一系列的地质灾害。

2.3 对土地资源的影响

煤矿开采对土地资源的影响主要表现在两个方面，一是污水排放造成土地污染，二是土壤肥力下降。而且煤矿采空区的扩大会导致地面出现大面积的沉降甚至是塌陷。据统计，每年我国的煤矿开采量约1万吨，其造成的沉陷面积约在0.2万m2以上。另外，煤矿开采还会产生大量的煤矸石，煤矸石的大量堆积带来严重的土地资源污染。调查数据显示，目前，我国的大中型矸石山的数量高达1500多座，其堆放总量高达31亿吨，占地面积超过2.7亿m2[1]。因此，煤矿开采产生的煤矸石污染问题十分突出，其在造成土地资源污染的同时也造成了耕地面积的大量减少。

2.4 对声环境的影响

一般而言，在煤矿的开采过程中会用到大量的机械设备，在运用这些机械设备进行开采的过程中会产生大量的噪音，因此导致开采地区的噪音污染严重。另外，施工人员长期在噪音污染的环境下施工，其身体健康也会受到较大的影响。此外，在噪音严重的环境下工作，施工人员的工作状态也会受到一定的影响，在这种情况下施工存在一定的安全隐患，容易引发安全事故。煤矿开采产生的噪音也会对周围的居住人员造成影响，影响其正常的生产与生活。

3 减少煤矿开采对环境影响的对策分析

3.1 积极应用新技术

随着科技的不断发展，许多新工艺以及新技术逐渐在各行各业得到广泛的应用，对于煤矿开采工作而言，创新开采技术也是降低其环境污染的重要手段。第一，减少对5m以下厚煤层放顶煤的矸石混入量，也可以采用分层技术进行开采，这样可以减少煤矿的矸石含量。另外也可以采用单一煤层准备、开拓以及回采的方法，减少矸石的排出。第二，应用长距离独头煤巷掘进安全和通防技术，这种方法可以有效解决煤巷掘进、通风以及辅助运输和煤炭自燃等问题，保障煤矿开采工作的有序进行。第三，应用煤炭地下气化技术，这一技术的特点是利用一定的技术手段将地下的煤炭气化，然后将其直接转化为煤气，再经过分离以及净化等处理，通过管道将煤气直接运输到用户。这种技术是一种化学采煤技术，是对现行采煤方法的进一步优化。该技术的工作原理主要是利用煤炭的热化学反应，将其进行氧化、还原、干馏以及干燥后排出地面，将顶板垮落的岩石以及热反应之后产生的煤置于燃空区用以填充，但是要保留一定的空间用作于空气流动的通道。煤炭地下气化技术相较于传统的开采技术具有经济效益高、安全性好以及成本低的特点，并且产生的环境污染少，在今后的煤矿开采工作中需要大力推广。

3.2 减少废气与粉尘对大气的污染

煤矿开采中产生的废气以及粉尘排放到大气环境之中，会对大气环境产生较大的影响，因此，必须要减少废气以及粉尘的排放。首先，在煤矿开采前首先将矿井的甲烷气体进行预抽，以保证后期施工的安全，而且这样可以有效减少后期施工过程中废气的排放。其次，采用煤层注水、声波雾化以及高压喷雾等措施，减少煤尘与沼气爆炸过程中产生的一氧化碳。另外也可以借助于小型的采煤机以及煤巷掘进机以减少煤矿开采过程中产生的有害气体。最后，为防止煤矿开采过程中产生大量的一氧化碳，可以采用向采空区注氮以及灌浆等方式。

3.3 对矿井污水进行回用处理

在煤矿开采过程中一般都会产生大量的矿井水，这些矿井水的大量排放会对水源造成严重的污染。因此，对矿井水进行回用处理具有非常重要的意义。在对其进行处理时可以按照矿井水中污染物的特点将其分为洁净矿井水、高矿化度的矿井水以及酸性的矿井水、含悬浮物的矿井水等多种类型，因此在对其进行处理时可以根据其不同的特性进行不同的处理。比如，SBR工艺、连续膜过滤技术以及曝气生物滤池技术等都可以在矿井水的回用处理中应用。利用这些技术可以对矿井水进行资源化处理，在减少矿井水排放的同时，减少其对环境造成的污染。

3.4 控制噪音污染措施

在煤矿开采过程中，通常都伴随着一定的噪音污染，因此，为减少其对周围居民的影响，必须要对噪音进行有效控制。为此，相关单位必须要严格按照国家的有关规定对其进行控制。首先，在开采前期需要对煤矿开采的噪音范围进行规划和预测，并采取必要隔离措施消除噪音[3]，对此，还可以引进先进的噪音消除设备，以保证周围居民的正常生产和生活。

4 结语

总而言之，煤炭资源是我国各行各业重要的生产能源之一，但是煤矿开采必定会带来一定的环境污染问题，如大气污染、土地资源污染、水资源污染以及噪声污染等问题，这些都对人们的生产与生活产生了非常大的影响。要想对这些问题进行有效处理必须要采取必要的控制措施，相关单位也必须要对其给予足够的重视，积极开发新的技术，从源头上对污染问题进行控制。这样才能促进我国经济与环境的可持续发展。