東坡煤礦開采對礦區(qū)環(huán)境的影響及治理

喬 庚

（山西中煤西沙河煤業(yè)公司，山西 朔州 036002）

1 礦區(qū)自然環(huán)境概況

東坡煤礦位于山西省朔州市境內，區(qū)域地貌屬低中山緩坡丘陵區(qū)，黃土廣布，植被稀少，區(qū)內溝谷大致呈南北向和東北向樹枝狀分布，切割劇烈，水土流失嚴重，形成典型的黃土高原地貌景觀。本區(qū)河流屬海河流域，永定河水系。馬關河、七里河由北而南經(jīng)本區(qū)東西兩側匯入永定河。本區(qū)植被類型屬干草原類型，在河谷地段主要有中生草本的河漫灘草甸。本井田地處晉北高寒地帶，氣候寒冷干燥、風沙大，屬典型大陸性氣候。

2 礦井開采對礦區(qū)環(huán)境的影響

東坡煤礦始建于1980年，設計生產(chǎn)能力0.21 Mt/a，2008年經(jīng)過技術改造，設計生產(chǎn)能力1.5 Mt/a，現(xiàn)開采4號煤層，一井一面。煤層厚度4.5 m，采用一次采全高開采工藝，東翼盤區(qū)已接近采空。

本礦全井田開采各煤層后，塌陷范圍約5.2 km2，最大下沉量約13.5 m。地表塌陷除對地面建筑物產(chǎn)生不利影響外，還對當?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。隨著采空區(qū)的擴大，塌陷造成的裂縫使周圍農(nóng)田被切割，不利于耕種，降低了土地的利用率。當?shù)乇砹芽p與地下導水裂隙帶貫通或導水裂隙帶貫穿含水層時，地表水體和地下水可能沿裂隙產(chǎn)生透水、下滲，使淺層地下水降低，改變了地表植物耕層水分原有的動態(tài)關系，使上覆土壤更趨干燥，不利于植物生長。

煤礦開采中產(chǎn)生的廢棄土石及煤矸石如不妥善處置，將進一步加劇本區(qū)的水土流失。

工業(yè)場地鍋爐房排煙、煤炭加工及運輸過程中產(chǎn)生的揚塵，將使大氣環(huán)境受到影響。

生產(chǎn)、生活污水的排放將使地表水受到污染，高噪聲設備及交通噪聲將干擾居民的生活環(huán)境。

主要污染源及主要污染物：

（1）污廢水：水污染源為礦井井下涌水、工業(yè)場地生產(chǎn)、生活污水。主要污染物為COD，SS。

（2）大氣：大氣污染源主要為工業(yè)場地鍋爐房及篩分破碎車間。主要污染物為TSP，SO2。

（3）固體廢物：本礦井固體廢物主要為鍋爐爐渣及生活垃圾。

（4）噪聲：本礦井主要噪聲源分布在工業(yè)場地主、副井提升系統(tǒng)、通風機房、鍋爐房、空壓機房、坑木加工房、維修車間和篩分破碎車間等。此外還有交通噪聲。

3 污染的治理

3.1 污廢水防治措施

工業(yè)場地產(chǎn)生的污廢水主要來自以沐浴和食堂為主的生活污水，污水產(chǎn)生量1 118 m3/d。排水采用污水、雨水分流制排水系統(tǒng)，污水經(jīng)室外排水管網(wǎng)匯集至生活污水處理站,采用地埋式污水處理設備，處理能力為50 m3/h，其工藝見圖1。

圖1 工藝流程圖

經(jīng)處理后 CODcr≤45 mg/L，SS≤30 mg/L，達到《污水綜合排放標準》（GB8798—1996）一級排放標準，同時滿足《農(nóng)田灌溉水質標準》（GB5084—92）排放要求，用于農(nóng)田灌溉，非農(nóng)灌季節(jié)通過地表沖溝排入七里河。

礦井水處理系統(tǒng)設有一座V=800 m3調節(jié)池和兩座V=400 m3復用水池。根據(jù)井下水水質情況，水源中的渾濁度變化較大，設計采用JSQ型一體化凈水器對原水進行凈化處理。井下水處理站處理規(guī)模為200 m3/h。處理站內設2臺JSQ型一體化凈水器，該凈水器將混凝、沉淀、過濾3個主要處理環(huán)節(jié)合成一體，過濾后水懸浮物控制在10 mg/L以下，可滿足井下消防灑水要求。處理工藝見圖2。

圖2 處理工藝

礦井水經(jīng)過處理后1 520 m3/d用于井下灑水，150 m3/d用于綠化。

3.2 大氣污染物防治措施

3.2.1 鍋爐煙氣處理

鍋爐房采用2臺DZL10-1.25-AII和1臺DZL6-1.25-AII蒸氣鍋爐。鍋爐燃用的煤平均硫分1.13%，平均灰分30%。鍋爐房最大排煙量78 000 m3/h，采用水浴除塵脫硫裝置，除塵效率為97%，脫硫效率為75%。鍋爐房采用磚砌煙囪，煙囪高度45 m，出口直徑1.4 m。經(jīng)計算，煙塵排放濃度90 mg/m3，排放量24.2 t/a，SO2排放濃度為225.6 mg/m3，排放量61.0 t/a。因此，工業(yè)場地鍋爐房煙塵及SO2排放濃度遠低于《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271—2001）中Ⅱ時段二類區(qū)標準的要求。

3.2.2 運輸揚塵處置措施

汽車運輸揚塵主要是沿途超載拋灑及道路行駛引起的二次揚塵，因此對物料運輸提出具體要求：

（1）限制汽車超載，采用箱車，防止煤炭撒落。

（2）粒徑較小的原煤裝車外運時，應對表面進行加濕、壓實處理。

（3）運輸汽車出場前對輪胎、車體進行清洗，并及時清掃路面。

（4）廠區(qū)對道路進行硬化，并要對路面經(jīng)常清掃和灑水，保持路面清潔和相對濕度。

采取以上措施可抑塵80%，治理后道路揚塵14.8 t/a。

3.2.3 儲煤排污治理措施

本工程原煤采用方倉存儲，總儲量為150萬t/a，煤倉起塵率取2%，起塵的85%自然沉積，倉頂設布袋除塵器，除塵效率取99.9%，經(jīng)計算，采取布袋除塵處理后，煤倉揚塵量為4.5 t/a。

儲煤場要規(guī)范建設，儲煤場中需設防風抑塵網(wǎng)、噴淋、建擋風墻、綠化帶等措施，防止煤塵對周圍環(huán)境造成污染。

原煤在工業(yè)場地內臨時儲存、輸送轉運、跌落、裝載等過程中均有無組織煤塵排放，針對排污特征提出以下要求：①采用皮帶輸送機及皮帶走廊應設計為封閉式；②盡可能減小原煤入堆倉的落差高度；③由于臨時儲煤場的儲存量較小，設計在臨時儲煤場四周設置噴淋裝置，采取灑水抑塵的措施。

3.3 固體廢棄物防治措施

本礦井固體廢物主要為鍋爐灰渣，產(chǎn)生量為0.722萬t/a，作為建筑材料外售。生活垃圾產(chǎn)生量16 t/a，由朔州市環(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一處理。

3.4 噪聲防治

本礦井各噪聲源源強在84 dB（A）～100 dB（A）之間。對空壓機、通風機等噪聲影響嚴重的設備設消音器，機房內壁作吸聲處理；鍋爐房的風機置入室內，風機配備消聲器；副井提升機房設隔音控制室；機修車間安裝隔聲門窗。對于交通噪聲，除提高礦區(qū)專用線的路面標準，避免穿過人口稠密區(qū)外，路兩旁種植降噪綠化帶。采取以上措施后，噪聲滿足排放標準的要求。

3.5 礦區(qū)水土保持措施

3.5.1 工業(yè)場地水土保持措施

在工業(yè)場地，以場內主要道路為骨架，營造防風滯塵隔離林帶，同時起到綠化及美化作用。道路兩側采用不對稱形式布設林帶，將場地內不同功能區(qū)進行分隔。

對礦井工業(yè)場地和風井場地及井田邊界采取預留保護煤柱的措施；對地面采空區(qū)大尹莊采取搬遷，魏家窯、石東村留設保護煤柱的方法防止塌陷。

3.5.2 公路專運線水土保持措施

本井田內道路等級較低，一般情況，地表塌陷對道路行車影響不大，對個別路段破壞較嚴重的，需對路面進行整修,即可保證其正常行車。對公路專運線水土保持主要采取工程護坡、植被護坡，并設置綠化帶等綜合措施。

3.5.3 采動影響治理措施

對采動影響造成的土地、農(nóng)田、植被破壞，應根據(jù)《土地復墾規(guī)定》及《中華人民共和國水土保持法》等有關規(guī)定，按照采區(qū)接替順序制定復墾規(guī)劃，并積極籌集復墾費，鼓勵土地使用者進行土地復墾，并取得當?shù)卣闹С趾团浜稀?/p>

根據(jù)采動影響程度分為地表輕微形變、地表塌陷比較嚴重和地表嚴重塌陷破壞3種情況，采取不同的復墾措施，包括：

（1）地表輕微變形的土地：這類形變一般不影響農(nóng)田耕種及山林、植被生長。對農(nóng)田可適當給予整平費，由土地使用者自己整修即可恢復土地使用。山林、植被自然恢復。此種類型適宜恢復到原有土地狀態(tài)。

（2）地表塌陷比較嚴重的土地：需對地表裂縫和坡坎進行填充、整平。對受影響的山林、植被進行扶正、移栽和重新植草，達到林業(yè)復墾。

（3）地表嚴重塌陷破壞的土地：這類土地由于受塌方的作用，農(nóng)田將減產(chǎn)，土地數(shù)量減少，山林、植被不能正常生長，應作征地處理。對農(nóng)田中裂縫較大，坡坎高差大于1 m以上的，以機械平整為主。對地表塌陷的土地復墾費由礦方支付，可由礦方對破壞土地進行復墾、復墾后移交給農(nóng)民，也可由農(nóng)民自己復墾，礦方支付合理復墾費。

此外，在受采動影響的范圍內，根據(jù)水土保持的有關規(guī)定，結合當?shù)貙嶋H情況進行退耕還林還草，土地復墾可按林業(yè)復墾進行，以減輕當?shù)厮亮魇У某潭?，有利于當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的快速恢復。對輸電線路和管線加強巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時維護。

3.6 場區(qū)綠化

場區(qū)占地面積13.74 hm2，綠化面積1.82 hm2，綠化系數(shù)20%。在噪聲、粉塵較重的區(qū)域如礦井工業(yè)場地、風井場地、公路兩側進行綠化。其中，廠前區(qū)為礦井重點綠化區(qū)，在辦公樓的前后種植觀賞植物及四季常青的樹木、種植整潔的草坪、間種花卉。生產(chǎn)區(qū)在產(chǎn)生粉塵較多的裝車場地、鍋爐房堆煤場周圍種植高低相間的枝稠葉密的樹木，形成綠化帶。礦井通風機房周圍種植隔聲和滯塵性能好、樹冠較矮的樹木。場內道路兩側種植高大喬木，并搭配常綠灌木和綠籬。