煤炭开采对环境的影响及修复治理措施研究

邱闯+孙勇+黄崇煜

摘要：煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，煤矿产业是我国工业结构的重要组成部分。煤炭的加工利用加快了我国社会经济的发展和进步，但同时对环境造成了相当程度的破坏和污染，制约着矿区的可持续发展。解决煤矿在生产过程中出现的问题，最大限度地降低对环境造成的影响和破坏。

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.

關键词：煤炭开采；环境；影响；治理措施

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

中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0073-02

0 引言

煤炭作为重要的基础能源，其开采、加工和利用提高了我国社会经济的发展和进步，同时也引发了一系列的环境问题，制约着矿区的可持续发展。最新统计数据显示，年全国煤炭消费量为40.1亿吨，在一次能源消费中的比重达65.7%。“富煤、贫油、少气”的资源禀赋，决定了在今后相当长一段时期内，以煤为主的能源结构不会改变。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术的落后，才使得我国这以煤为主要能源的国家环境污染严重。所以解决能源和环境问题的核心，重点是把煤炭这篇大文章做好，清洁高效地利用好。

1 煤炭开采对环境造成的影响

煤在未加工前是一种非洁净能源，在给人类带来光明和温暖的同时，也破坏了人类赖以生存的生态环境。煤炭开采对环境所造成的污染贯穿于开采、运输、储存、利用和转化等全过程。而且煤炭开采对环境造成的影响具有可持续性。

1.1 煤炭开采对土地资源的影响 煤炭的大规模开采，对生态系统造成影响和危害严重。据行业统计，田陈煤矿累计采空塌陷面积超过70万公顷，造成大量土地破坏和移民搬迁，损失逾500亿元。煤炭井工开采造成的地表塌陷不仅引起土地资源劣化，而且破坏了土地原有水循环系统，既浪费了土地资源，同时也破坏了生态环境和自然资源。据统计，我国有20余个矿业集团、矿发生过地表岩溶塌陷。此外，煤的地下开采还可能导致山体开裂、滑坡与泥石流，造成水土流失与沙漠化。

1.2 产生废水、废石、粉尘等排放 随着煤炭生产量酌快速增长，生产加工中产生的煤矸石、矿井水和粉尘等大量排放，对矿区生态、大气环境造成一定的危害。

①矿井水。煤炭开采产生的废水主要包括矿井水、生活污水、煤矸石淋溶液等。在煤炭开采过程中，地下水与煤层、岩层接触，加上人类活动的影响，发生了一系列的物理、化学和生化反应，并且所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差；矿井水中还含有废机油、乳化油等有机物污染物，增加了处理的难度。采煤区域地下水位下降，造成部分地区人畜饮水困难，农业生产受到影响。

②煤矸石。煤矿生产过程中产生的固体废物主要是煤矸石（露天矿主要是岩土剥离物），其来源于井下巷道掘进、煤层夹矸和采煤机割顶（板）刨底（板）。煤矸石产生量大小与矿井开拓开采方式、煤层构造和割煤厚度有关，换言之，即与井下岩巷掘进量、煤层夹矸多少、割顶（板）刨底（板）厚度有关。近些年，大中型煤矿大多改革了工艺设计，减少了岩巷工程量，其产矸率明显降低。据统计，目前我国历史积存煤矸石尚未利用部分大多进入排矸场安全处置。小煤矿的煤矸石基本上既没得到利用，也未进行安全处置，大多随处弃置，排入外环境。

③粉尘。煤矿开采过程中，综采工作面、机掘工作面和运输转载点、煤炭加工洗选等生产过程及锅炉、原煤、矸石场及矸石在储运和装卸过程中产生的总悬浮颗粒物、烟尘、二氧化硫等有害物质都会破坏大气层，并对人们的身体健康乃至生命安全造成极大的威胁。还会影响大气能见度，经氧化后形成酸雨落到地面，会对土壤及地表植被造成腐蚀，导致水质酸化。

1.3 煤炭开采对声环境的影响 煤炭开采的生产过程中提升、引风机、空压机以及洗煤等设施会产生噪音污染，这会严重干扰周围居民的正常生活和工作。

2 修复及治理措施

将环境保护纳入矿井生产经营和企业发展计划，采取有利于环境保护的经济、技术措施，达到经济效益、环境效益和社会效益的和谐统一。对生产过程中产生的废气、废水、固废、噪声及地表塌陷采取相应的治理措施。

2.1 地表沉陷修复治理 采取村庄下采煤离层带注浆、留设保护煤柱、条带开采法、实行避让措施等。利用“三下”开采、减沉开采、充填物置换煤炭开采技术，减少地表下沉量和土地下沉面积，改善矿区生态地质环境，保障井田范围内的断层部位的煤柱的安全。

2.2 废水处理和循环利用 治理矿井一方面提前对待采工作面地质探测，提前疏放矿井涌水；另一方面建设高效污水处理装置对污水进行处理，将处理后达标的污水回用于井下防尘、洗煤补水、电厂冷却、地面降尘以及绿化环节等。为了提高中水回用率，对矿井水处理工艺再深度升级处理，达到矿泉水标准，用于生活用水节约地下水，深度处理费用远低于水资源费，产生经济效益、社会效益、环境效益，保护了地下水资源。

2.3 噪声治理 总布置中做到统筹规划，合理布局，注重防噪声间距，噪声源集中布置，并尽量远离办公区。主厂房作建筑设计时充分考虑降噪效果，利用绿化手段合理布置林带和草坪，形成隔声屏障，以阻隔和吸收噪声。风机安装消音装置，操作间与主体设备间设置了吸声墙，并对振动较大的设备采取相应的减振措施。

2.4 固废利用 从传统的资源过量消耗和粗放经营方式上向资源节约循环型、集约经营的方式转变。转变到经济、社会与生态、协调发展的模式上来，全面进行经济结构调整。以“协调”、“减量”和“循环”为主要手段，落实到各个环节，从而达到节约资源和保护环境的目的。即“资源-产品-废弃物-再生资源”的闭环反馈式循环过程。

2.5 粉尘治理 井下作业、炮掘、机掘、采煤以及井下放煤口、溜煤放煤口、斜板及皮帶输送机等各类转载点采取喷雾、洒水、水幕等一系列降尘措施控制粉尘废气排放。工业广场内煤炭加工运输系统各原煤转载点均设置喷雾、洒水装置抑尘；设置密闭储煤仓；在储煤场地设置粉尘监测系统，在煤堆、装卸点、进出口等重要场所安装粉尘传感器，传感器具备接外网条件。与调度监控系统连接，设置粉尘预警浓度，当浓度达到警戒值，系统报警，自动开启降尘装置。煤炭汽车外运车辆加盖篷布抑尘；厂区道路配备洒水车减少路面扬尘，并利用绿化带隔离吸滞煤尘。

3 矿区可持续发展

3.1 发展循环经济 建立健全清洁生产机制。将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，是发展循环经济和控制企业对环境污染的基础。

①清洁能源。节约能源的同时尽可能地减少对外界环境的污染。开发节能技术，合理利用常规能源。优先采用污染少、经久耐用的原材料。②清洁生产过程。尽量不用或少用有毒有害原料和中间产品。回收原材料和中间产品，优化管理结构，提高矿区治理效率。③清洁产品。以不危害人体健康和生态环境为主导因素来考虑产品的制造过程甚至使用之后的回收利用，减少原材料和能源使用。

3.2 绿色开采

煤炭的开采需要在保护环境的基础上，提高煤矿采出率，推动矿产资源绿色开采，促进煤矿工业可持续发展。煤矿绿色开采主要通过对水、瓦斯、煤等资源的合理运用降低煤矿开采过程对环境的污染程度，以实现社会效益和经济效益的最大化。煤矿绿色开采技术体系由地下气化技术、条带开采条件下的覆岩离层注浆减沉技术、煤与瓦斯共采技术、减少矸石排放量的洁净开采技术、保水开采技术及煤层巷道支护技术构成，强调对水资源、矿区建筑物、土地等的保护。

3.3 大力发展清洁煤技术

洁净煤技术是指在煤炭从开采到利用全过程中，旨在减少污染物排放与提高利用效率的加工、转换、燃烧和污染控制等新技术的总成。包括直接烧煤洁净技术和煤转化为洁净燃料技术两个方面。目前我国的清洁煤技术在四个领域：煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转换、污染排放控制与废弃物处理等十多项技术方面，通过引进技术和自主研发、开拓创新，有效地促进我国洁净煤技术的发展和应用。

3.4 发展选煤技术，提高煤炭的质量和利用效率。

目前我国煤炭的入率约为30%左右，与世界主要的产煤大国间存在着一定的差距。煤炭洗选加工是提高煤炭利用效率、减少污染物排放的最经济、有效的途径。

①煤炭经过洗选，能够提高质量，减少燃煤污染物的排放。②提高燃烧的效率，节约能源。③有利于促进煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变，优化产品结构，推动煤炭企业的发展。④节约运力。

4 结语

煤炭开采及综合利用与环境协调发展是当今世界煤炭工业共同面临的热点问题，也是需要我们研究解决的重大原则问题。只有针对性地解决煤矿在生产过程中出现的问题，才能最大限度地降低煤炭开采过程中对环境造成的影响和破坏。做好煤炭工业环境保护工作存在着机遇，机遇来自于国家对环境保护的重视和可持续发展战略的全面实施，这是最主要方面。我国以煤为主的能源结构将持续存在几十年，这就要求煤炭行业通过全面实施可持续发展和科教兴煤战略，从忽视环境、甚至以牺牲环境为代价追求数量型增长，转变到以经济与环境社会协调发展的可持续发展模式。

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