矿井生产中的环境问题及治理

矿井生产中的环境问题及治理

司晶星张瑾翟付群

司晶星1张瑾2翟付群2（1.中国矿业大学化工学院；2.中国矿业大学环境与测绘学院）

摘要：采矿对环境的破坏和污染与矿井开采技术有直接的关系，通过改进矿井开采技术可以减轻和控制采矿对环境的破坏。通过实施洁净煤技术，煤矿企业在经济上增加盈利，环境由此得到改善，使经济增长和保护环境协调发展。在分析矿井环境污染产生原因的基础上，提出了治理大气污染、水污染、固体废弃物、噪声、地表塌陷等的方案与措施。

关键词：污染洁净煤技术环境保护矿产资源环境影响

0引言

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤炭为主要源的国家之一，一次能源消费中煤炭所占的比例高达70%以上，而且在今后几十年内以煤炭为主的能源结构不会发生大的改变。煤炭的大量开发和利用，在推动国民经济发展的同时，也对环境造成了巨大的破坏和不利影响。煤炭工业是一个污染较大的行业，在矿井生产过程中，存在多种因素对周围环境造成破坏，毁坏了矿区原有的生态环境，使原有自然环境的构成或状态发生了巨大的变化，环境质量下降，生态系统和人们正常生活环境被扰乱和破坏，甚至达到了非常严重的程度，带来了一系列的环境问题。

1大气污染

露天开采矿山，大气污染甚为严重，矿井大气污染属于煤烟型污染，露天煤矿的表土，基岩和煤层的穿孔爆破以及岩块和煤炭的破碎、装载和运输过程中都将会产生大量的煤尘及其它粉尘。特别是干旱炎热的地区，在大风的作用下将会产生尘暴现象。矸石山自燃产生的有毒，有害气体和烟尘是矿区大气污染的主要污染源之一，一般都把矿井瓦斯作为有害气体，瓦斯是矿井的重大灾害，大多直接排放到大气中，对大气环境造成了污染和破坏。国内许多矿区的瓦斯浓度达到燃烧的范围，是很好的民用燃料和化工原料。在煤层打钻孔，采用管道将煤层瓦斯排至地面储气仓，经加压处理后，送至用户使用地点，从井下抽放利用，变废为宝，发展清洁能源技术，前景非常广阔。

2水污染防治

水是人类生活，动植物生长和工农业生产必不可少的物质，是地球上最丰富的自然资源，在以矿产资源开发为主的地区，矿藏的开采、洗选、冶炼等过程都需要大量的用水。因而，会排出大量的污水、废水，若不加处理直接排向自然水体会造成严重的水污染[1]。煤炭工业是用水大户，又是排水大户，许多矿区一方面废水为患，另一方面，水资源又严重短缺。水资源污染和损失问题是矿井开采中于东的最为常见的问题。开采方式也是造成水污染的原因之一。矿井把井下排出的污水当作第二水源来开发，具有十分重要的意义。垮落式采煤方法导致煤层上覆含水岩层的完整性，遭到破坏，从而导致水资源的破坏；井下巷道布置不合理，进入含水层或距离含水层太近，破坏地下水资源。

水污染源主要来自井下排水和工业广场排出的污水。井下废水排向地面，严重污染了地表水资源和江河湖泊，加剧了矿区工农业生产和人民生活用水本来就不足的困难。矿井水主要由地表渗透水、岩溶水、矿坑水和生产、防尘用水等组成。矿井废水的治理，可以采用分类排放、净化处理、回收复用等技术[2]。在矿井水中岩溶水最多，而岩溶水多为未被污染的地下水，若能将岩溶水与其他矿井水分开排放，则不会对环境造成污染，还可以利用，矿井水中虽然夹杂一些煤、岩粉，但经过沉淀、净化处理后用于选煤、井下注浆、洒水防尘等工业用水，还可用于地面绿化造林和农业灌溉。经软化、消毒灭菌后，因为岩溶水基本符合生活用水标准，可开发加工净化成矿泉水，可饮用。对矿井水进行水质处理时，先将矿井水在净化站内经提升、沉淀、过滤后进入高山水池，然后再对高山水池的出水在水处理厂内经提升、曝气加药、锰砂过滤罐、反应池、超滤罐、缓冲罐、反渗透设备、清水罐等一系列水处理后，经消毒送至室外两个清水池即可[3]。煤炭洗选加工，耗水量大，洗煤废水若直接排放，会对地表水系造成严重污染。对于生产、防尘产生的煤泥水、废水，可在井下中央设污水沉淀净化水仓，经技术处理后的净化水，采用循环供水系统，供采掘工作面及各用水地点在生产中多次重复使用。该技术既可减少废水排放，又能节省新水的补充。煤泥水的主要污染物是煤泥悬浮物和残留的絮凝剂等，经过浓缩、固液分离后完全可以实现区内闭路循环，不再对外排放，废水资源化技术是环境保护工程的重要组成部分。工业广场废水污染程度较轻，可经化粪池处理后排出即可。防治尾矿水的污染可采用电石渣，中和新工艺，该方法具有处理大、投资省、技术先进、效果好、运行费用低等优点，处理后的水可作为工业用水和生活洗刷用水，既节约了资源又保护了环境。另外还可采用板框，压滤新工艺，根治了尾矿水的污染、滤渣，作为低热值煤利用或烧砖原料[4]。

3固体废弃物的综合利用及地表塌陷治理

煤矿生产过程中产生的固体废弃物主要有煤矸石、煤泥、粉煤灰等，这些废弃物处理不当会对环境造成极大的破坏。通过综合利用、资源再生，可以化害为利，变废为宝，把资源保护与环境保护很好地结合起来。煤矸石污染问题煤矸石是煤炭生产过程中排出的主要固体废物，煤矸石中含有大量的硫等有害物质，在烈日高温下容易自燃，产生大量的二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等有害气体，还排出大量的烟尘对生态环境造成严重的大气污染[5]。

煤矿开采会引起地表塌陷，矿区地表塌陷之所以如此严重，与采煤方法有直接的联系。过去大部分矿井均在浅部进行采掘生产，并且开采历史已久，达到了一定的生产规模，因此在井田范围内形成了不同程度的塌陷区，塌陷面积大，幅度深。塌陷对部分地方的农田造成破坏，水土流失及土地沙化严重，随矿井的生产，塌陷区将不断扩大、加剧、加深[6]。塌陷区形态以盆地为主，盆地边缘呈台阶状下沉和裂缝，塌陷会造成对公路、铁路的破坏，塌陷区内原有部分耕地也会荒废。地表下沉过程随着工作面的推进而循序渐进。当下沉盆地边缘触及建筑物时，会使其受地表倾斜、弯曲和水平拉伸压缩的影响，对建筑物造成破坏。对工业、村庄等主要建、构筑物采用留设保安煤柱的方法加以保护。对由采煤沉陷引起的地表塌陷，要进行综合治理，保护或恢复因采煤造成的土地资源破坏[7]。

4结束语

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，但大量的矿井生产中，造成的环境问题不计其数，为了达到可持续发展的目的，应关注矿井生产中的环境问题，治理矿井生产中的环境污染将成为以后的主题。从而使污染物资源，到经济效益、环境效益和社会效益的统一。

参考文献：

[1]王志宏，肖兴田.矿产资源开发对环境破坏和污染现状分析.辽宁工程技术大学学报.2001.20(3):370~372.

[2]何乐民.矿业环保与采矿技术.矿业安全与环保.2002.29(3):17~18.

[3]周桂铨.煤炭清洁开采技术和环境保护.龙岩师专学报.2003.21(6):78~80.

[4]徐振茂.试论塔山矿井的环境保护问题.科技情报开发与经济.2005.15(22):266~267.

[5]余闯海.环境保护与现代化矿井建设实现同步.煤矿环境保护.10(6):59~60.

[6]魏孔明.靖远矿区生态恢复与环境治理措施.环境科学动态.2002.3:18~20.

[7]宫全红.矿井生产过程中的环境保护问题.煤矿环保.2007.13(1):86~87.