煤炭開采對環(huán)境的影響及修復治理措施研究

邱闖+孫勇+黃崇煜

摘要：煤炭被人們譽為黑色的金子，工業(yè)的食糧，它是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一，煤礦產(chǎn)業(yè)是我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。煤炭的加工利用加快了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步，但同時對環(huán)境造成了相當程度的破壞和污染，制約著礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。解決煤礦在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，最大限度地降低對環(huán)境造成的影響和破壞。

Abstract： Coal is known as the black gold， the industry's food， and it is one of the main sources of energy in the world since 18th Century， the coal industry is an important part of China's industrial structure. The processing and utilization of coal has accelerated the development and progress of our society and economy， but at the same time， it has caused considerable damage and pollution to the environment， which restricts the sustainable development of the mining area. It need to solve the problem of coal mine in the production process， and minimize the impact on the environment and destruction.

關鍵詞：煤炭開采；環(huán)境；影響；治理措施

Key words： coal mining；environment；influence；control measures

中圖分類號：F205 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0073-02

0 引言

煤炭作為重要的基礎能源，其開采、加工和利用提高了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步，同時也引發(fā)了一系列的環(huán)境問題，制約著礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，年全國煤炭消費量為40.1億噸，在一次能源消費中的比重達65.7%?！案幻?、貧油、少氣”的資源稟賦，決定了在今后相當長一段時期內(nèi)，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不會改變。煤本身并非污染源，只是由于煤的不合理利用和煤的利用技術的落后，才使得我國這以煤為主要能源的國家環(huán)境污染嚴重。所以解決能源和環(huán)境問題的核心，重點是把煤炭這篇大文章做好，清潔高效地利用好。

1 煤炭開采對環(huán)境造成的影響

煤在未加工前是一種非潔凈能源，在給人類帶來光明和溫暖的同時，也破壞了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。煤炭開采對環(huán)境所造成的污染貫穿于開采、運輸、儲存、利用和轉(zhuǎn)化等全過程。而且煤炭開采對環(huán)境造成的影響具有可持續(xù)性。

1.1 煤炭開采對土地資源的影響 煤炭的大規(guī)模開采，對生態(tài)系統(tǒng)造成影響和危害嚴重。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，田陳煤礦累計采空塌陷面積超過70萬公頃，造成大量土地破壞和移民搬遷，損失逾500億元。煤炭井工開采造成的地表塌陷不僅引起土地資源劣化，而且破壞了土地原有水循環(huán)系統(tǒng)，既浪費了土地資源，同時也破壞了生態(tài)環(huán)境和自然資源。據(jù)統(tǒng)計，我國有20余個礦業(yè)集團、礦發(fā)生過地表巖溶塌陷。此外，煤的地下開采還可能導致山體開裂、滑坡與泥石流，造成水土流失與沙漠化。

1.2 產(chǎn)生廢水、廢石、粉塵等排放 隨著煤炭生產(chǎn)量酌快速增長，生產(chǎn)加工中產(chǎn)生的煤矸石、礦井水和粉塵等大量排放，對礦區(qū)生態(tài)、大氣環(huán)境造成一定的危害。

①礦井水。煤炭開采產(chǎn)生的廢水主要包括礦井水、生活污水、煤矸石淋溶液等。在煤炭開采過程中，地下水與煤層、巖層接觸，加上人類活動的影響，發(fā)生了一系列的物理、化學和生化反應，并且所含懸浮物的粒度小、比重輕、沉降速度慢、混凝效果差；礦井水中還含有廢機油、乳化油等有機物污染物，增加了處理的難度。采煤區(qū)域地下水位下降，造成部分地區(qū)人畜飲水困難，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到影響。

②煤矸石。煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物主要是煤矸石（露天礦主要是巖土剝離物），其來源于井下巷道掘進、煤層夾矸和采煤機割頂（板）刨底（板）。煤矸石產(chǎn)生量大小與礦井開拓開采方式、煤層構(gòu)造和割煤厚度有關，換言之，即與井下巖巷掘進量、煤層夾矸多少、割頂（板）刨底（板）厚度有關。近些年，大中型煤礦大多改革了工藝設計，減少了巖巷工程量，其產(chǎn)矸率明顯降低。據(jù)統(tǒng)計，目前我國歷史積存煤矸石尚未利用部分大多進入排矸場安全處置。小煤礦的煤矸石基本上既沒得到利用，也未進行安全處置，大多隨處棄置，排入外環(huán)境。

③粉塵。煤礦開采過程中，綜采工作面、機掘工作面和運輸轉(zhuǎn)載點、煤炭加工洗選等生產(chǎn)過程及鍋爐、原煤、矸石場及矸石在儲運和裝卸過程中產(chǎn)生的總懸浮顆粒物、煙塵、二氧化硫等有害物質(zhì)都會破壞大氣層，并對人們的身體健康乃至生命安全造成極大的威脅。還會影響大氣能見度，經(jīng)氧化后形成酸雨落到地面，會對土壤及地表植被造成腐蝕，導致水質(zhì)酸化。

1.3 煤炭開采對聲環(huán)境的影響 煤炭開采的生產(chǎn)過程中提升、引風機、空壓機以及洗煤等設施會產(chǎn)生噪音污染，這會嚴重干擾周圍居民的正常生活和工作。

2 修復及治理措施

將環(huán)境保護納入礦井生產(chǎn)經(jīng)營和企業(yè)發(fā)展計劃，采取有利于環(huán)境保護的經(jīng)濟、技術措施，達到經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的和諧統(tǒng)一。對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、固廢、噪聲及地表塌陷采取相應的治理措施。

2.1 地表沉陷修復治理 采取村莊下采煤離層帶注漿、留設保護煤柱、條帶開采法、實行避讓措施等。利用“三下”開采、減沉開采、充填物置換煤炭開采技術，減少地表下沉量和土地下沉面積，改善礦區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，保障井田范圍內(nèi)的斷層部位的煤柱的安全。

2.2 廢水處理和循環(huán)利用 治理礦井一方面提前對待采工作面地質(zhì)探測，提前疏放礦井涌水；另一方面建設高效污水處理裝置對污水進行處理，將處理后達標的污水回用于井下防塵、洗煤補水、電廠冷卻、地面降塵以及綠化環(huán)節(jié)等。為了提高中水回用率，對礦井水處理工藝再深度升級處理，達到礦泉水標準，用于生活用水節(jié)約地下水，深度處理費用遠低于水資源費，產(chǎn)生經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益，保護了地下水資源。

2.3 噪聲治理 總布置中做到統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，注重防噪聲間距，噪聲源集中布置，并盡量遠離辦公區(qū)。主廠房作建筑設計時充分考慮降噪效果，利用綠化手段合理布置林帶和草坪，形成隔聲屏障，以阻隔和吸收噪聲。風機安裝消音裝置，操作間與主體設備間設置了吸聲墻，并對振動較大的設備采取相應的減振措施。

2.4 固廢利用 從傳統(tǒng)的資源過量消耗和粗放經(jīng)營方式上向資源節(jié)約循環(huán)型、集約經(jīng)營的方式轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變到經(jīng)濟、社會與生態(tài)、協(xié)調(diào)發(fā)展的模式上來，全面進行經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整。以“協(xié)調(diào)”、“減量”和“循環(huán)”為主要手段，落實到各個環(huán)節(jié)，從而達到節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的。即“資源-產(chǎn)品-廢棄物-再生資源”的閉環(huán)反饋式循環(huán)過程。

2.5 粉塵治理 井下作業(yè)、炮掘、機掘、采煤以及井下放煤口、溜煤放煤口、斜板及皮帶輸送機等各類轉(zhuǎn)載點采取噴霧、灑水、水幕等一系列降塵措施控制粉塵廢氣排放。工業(yè)廣場內(nèi)煤炭加工運輸系統(tǒng)各原煤轉(zhuǎn)載點均設置噴霧、灑水裝置抑塵；設置密閉儲煤倉；在儲煤場地設置粉塵監(jiān)測系統(tǒng)，在煤堆、裝卸點、進出口等重要場所安裝粉塵傳感器，傳感器具備接外網(wǎng)條件。與調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)連接，設置粉塵預警濃度，當濃度達到警戒值，系統(tǒng)報警，自動開啟降塵裝置。煤炭汽車外運車輛加蓋篷布抑塵；廠區(qū)道路配備灑水車減少路面揚塵，并利用綠化帶隔離吸滯煤塵。

3 礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展

3.1 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟 建立健全清潔生產(chǎn)機制。將綜合預防的環(huán)境保護策略持續(xù)應用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和控制企業(yè)對環(huán)境污染的基礎。

①清潔能源。節(jié)約能源的同時盡可能地減少對外界環(huán)境的污染。開發(fā)節(jié)能技術，合理利用常規(guī)能源。優(yōu)先采用污染少、經(jīng)久耐用的原材料。②清潔生產(chǎn)過程。盡量不用或少用有毒有害原料和中間產(chǎn)品?；厥赵牧虾椭虚g產(chǎn)品，優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)，提高礦區(qū)治理效率。③清潔產(chǎn)品。以不危害人體健康和生態(tài)環(huán)境為主導因素來考慮產(chǎn)品的制造過程甚至使用之后的回收利用，減少原材料和能源使用。

3.2 綠色開采

煤炭的開采需要在保護環(huán)境的基礎上，提高煤礦采出率，推動礦產(chǎn)資源綠色開采，促進煤礦工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。煤礦綠色開采主要通過對水、瓦斯、煤等資源的合理運用降低煤礦開采過程對環(huán)境的污染程度，以實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的最大化。煤礦綠色開采技術體系由地下氣化技術、條帶開采條件下的覆巖離層注漿減沉技術、煤與瓦斯共采技術、減少矸石排放量的潔凈開采技術、保水開采技術及煤層巷道支護技術構(gòu)成，強調(diào)對水資源、礦區(qū)建筑物、土地等的保護。

3.3 大力發(fā)展清潔煤技術

潔凈煤技術是指在煤炭從開采到利用全過程中，旨在減少污染物排放與提高利用效率的加工、轉(zhuǎn)換、燃燒和污染控制等新技術的總成。包括直接燒煤潔凈技術和煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術兩個方面。目前我國的清潔煤技術在四個領域：煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉(zhuǎn)換、污染排放控制與廢棄物處理等十多項技術方面，通過引進技術和自主研發(fā)、開拓創(chuàng)新，有效地促進我國潔凈煤技術的發(fā)展和應用。

3.4 發(fā)展選煤技術，提高煤炭的質(zhì)量和利用效率。

目前我國煤炭的入率約為30%左右，與世界主要的產(chǎn)煤大國間存在著一定的差距。煤炭洗選加工是提高煤炭利用效率、減少污染物排放的最經(jīng)濟、有效的途徑。

①煤炭經(jīng)過洗選，能夠提高質(zhì)量，減少燃煤污染物的排放。②提高燃燒的效率，節(jié)約能源。③有利于促進煤炭產(chǎn)品由單結(jié)構(gòu)、低質(zhì)量向多品種、高質(zhì)量轉(zhuǎn)變，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推動煤炭企業(yè)的發(fā)展。④節(jié)約運力。

4 結(jié)語

煤炭開采及綜合利用與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是當今世界煤炭工業(yè)共同面臨的熱點問題，也是需要我們研究解決的重大原則問題。只有針對性地解決煤礦在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，才能最大限度地降低煤炭開采過程中對環(huán)境造成的影響和破壞。做好煤炭工業(yè)環(huán)境保護工作存在著機遇，機遇來自于國家對環(huán)境保護的重視和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的全面實施，這是最主要方面。我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將持續(xù)存在幾十年，這就要求煤炭行業(yè)通過全面實施可持續(xù)發(fā)展和科教興煤戰(zhàn)略，從忽視環(huán)境、甚至以犧牲環(huán)境為代價追求數(shù)量型增長，轉(zhuǎn)變到以經(jīng)濟與環(huán)境社會協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展模式。

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