摘要:水資源是人類生命的源泉,而地下水作為水資源的重要組成部分,其保護與利用必須堅持保護環(huán)境和節(jié)約資源的基本國策,堅持科學(xué)發(fā)展觀和走可持續(xù)發(fā)展道路。多年以來,隨著我國煤炭資源的大規(guī)模開采和利用,從而使地表水水資源的補給遭受很大的影響,這給人畜用水造成極大的困難。在這種資源與環(huán)境遭受嚴(yán)重的破壞之下要想對水生態(tài)環(huán)境進行恢復(fù),這將是一件難而又難的事情,不但時間長,而且投入巨大,所以在開采煤炭資源的時候,一定要注意資源的開發(fā)與利用應(yīng)與環(huán)境保護相協(xié)調(diào),我們既要金山銀山,又要綠水青山。本文結(jié)合神府、東勝煤田的實際情況,注重就煤礦開采對地下水資源的影響進行了分析與探討,并提出在煤礦開采過程中保護地下水資源的相應(yīng)措施與建議。
關(guān)鍵詞:煤礦開采;水資源保護;分析
我國是一個資源大國,我國擁有最為豐富的自然資源,同時我國又是一個資源小國,因為我國13億人口平均下來,就成為世界上資源最為貧瘠的國家之一,而其我國資源開發(fā)難度大,并且不能合理地利用各種資源 ,特別是煤礦資源的開采利用。在這幾年的國家發(fā)展中,我國不斷擴大煤礦開采的范圍和力度,這種大規(guī)模的開采給我國經(jīng)濟發(fā)展帶來有利之處外,嚴(yán)重破壞了我國地下水資源的生存環(huán)境,也給周圍的生態(tài)環(huán)境帶來了深重的災(zāi)難,最為突出的是,引起周圍含水層水位降低,進而對當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件造成極大的影響,使當(dāng)?shù)氐乃Y源無法滿足居民的飲水需求。所以,我國應(yīng)該慎重考察煤礦開采的地理位置,確定開采過程不會影響地下水資源,同時也要利用科學(xué)手段來合理保護水資源,使其能夠得到持續(xù)利用,加強水資源保護對當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境極其人畜生存具有舉足輕重的意義。
一、煤礦開采對地下水資源所造成的隱患
水資源在地下不斷地流動循環(huán),通過交替發(fā)展來供應(yīng)源源不斷的水流,這無疑對水資源的保存和保護是一個絕好的優(yōu)勢,再說還可以利用大自然當(dāng)中的自然雨和海洋河流等的水來補充地下水資源的不足。但是,煤礦的不妥當(dāng)開采或者一度的大量開采,都給地下水補給和排放的平衡帶來一定的難度和破壞,如果想盡快恢復(fù)地下水資源使其能夠重新利用,這相對來說比較困難,無節(jié)制開采煤礦,無疑會嚴(yán)重破壞水資源,使地下水的水質(zhì)和水量難以恢復(fù)到從前,給人們的生活帶來諸多不便。
1、對含水層的影響
在煤礦開采的過程中,分為淺部開采和深部開采,然而在最初的淺部開采中,那松散的含水層孔隙水處于煤礦體系的上部。因為這個位置的特殊性,就會導(dǎo)致在開采的過程中使松散的含水層水體受到影響 。由于神府、東勝煤田地處中國最大煤盆地鄂爾多斯盆地腹地,毛烏素沙漠邊緣地帶,是一個連續(xù)的煤田,含煤地層屬侏羅紀(jì),在早期開采過程中,可能會由于開采不合理,使得地下出現(xiàn)滲水的裂縫,使地下水資源慢慢滲漏到煤礦井當(dāng)中,這無疑會給煤礦井的施工安全帶來一定的安全威脅,導(dǎo)致礦井中的水量不斷增加。隨著開采進度的加快,部分含水層由承壓轉(zhuǎn)換到無壓章臺,礦井排水量主要靠滲入水量進行補給;如果在比較深處的地方開采煤礦,則可能就會因為基巖含水層存在導(dǎo)水裂縫帶而使一些地下水滲入到礦井當(dāng)中,從而嚴(yán)重破壞了含水層,形成礦坑水?;蛘叱霈F(xiàn)地表水位下降致使含水層被疏干,節(jié)理裂隙及導(dǎo)水裂隙帶會不斷被充填,礦井滲水量也會降低。這些都對煤礦開采的生產(chǎn)作業(yè)條件提出了極大的挑戰(zhàn),同時,可能會因為長期的地下水運動作用使礦下工程失穩(wěn),于是就出現(xiàn)設(shè)備的損失和人員的傷亡。
2、對地下水位的影響
地下水資源的損耗在煤礦開采過程中,主要呈現(xiàn)兩個過程,首先是開采前對礦井的排水,其次是開采過程中對含水層實施的自然疏干措施。因為神府、東勝煤田是中國已探明的最大煤田,世界大型煤田。面積達(dá)到22860平方千米 ,含煤地層屬侏羅紀(jì)。預(yù)測儲量6690億噸,探明儲量2300億噸。這樣就決定了開采的難度大,時間成。然而,由于礦井長期開采,對地下水進行大量的輸排,必然導(dǎo)致地下水資源流向的改變,同時,這個地方的天然補給和排放的平衡性也會遭受極大的破壞,于是,就形成了采空區(qū)為中心的降落漏斗;有時,當(dāng)?shù)叵滤Y源的補給量大于或者比較接近開采過程中的排水量時,地下水降落漏斗的水位就會上升或者保持不變;當(dāng)自然的補給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤礦開采過程中的排水量時,那么降落漏斗的水位就會出現(xiàn)持續(xù)下降。隨著這個地方煤礦開采范圍的不斷增多,地下水降落漏斗的范圍就會隨著長期進行排水疏干而不斷擴大,就會出現(xiàn)地下水資源的水量和水位持續(xù)下降。特別是在春冬季節(jié),礦區(qū)和周邊區(qū)域的地下水往往會出現(xiàn)枯竭,甚者會導(dǎo)致抽水工程的荒廢,這樣,礦區(qū)及其周邊居民的正常生活與生產(chǎn)狀況就會遭受嚴(yán)重的影響。極大的破壞了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和生態(tài)平衡。
3、煤礦開采對地下水環(huán)境的影響
(1)影響地下水資源的質(zhì)量
由于人類的無節(jié)制地開采煤礦,使得地下水資源逐漸發(fā)生變質(zhì),流向礦坑中的水都會變成污水。當(dāng)開采地區(qū)的巖層存在許多裂縫時,就會嚴(yán)重影響含水層的儲水功能,使得含水層中的水逐漸流入礦井,降低原有水資源的質(zhì)量 。
(2)礦井水排放對地下水的影響
在停止開采后,礦井采空區(qū)內(nèi)不排水或滲水減小,但因在煤系底部存在隔水層,采空區(qū)在大量積水時會形成了龐大的“地下水庫”。這種滲入到地下水庫的水質(zhì)包括生產(chǎn)污水、滲透水、井下排放水等水質(zhì)包含了大量的有害元素以及煤層、無機鹽等物質(zhì),導(dǎo)致了地下水資源的嚴(yán)重污染,這種水資源的破環(huán)使當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境及人畜生存面臨極大的威脅。
二、地表、地下水資源的保護
1、利用地下水資源保護性的開采技術(shù)
煤礦開采不斷在影響著地下水資源的質(zhì)量和生存環(huán)境,所以我們應(yīng)該及時采取有效防護措施來飽和地下水資源,實現(xiàn)煤礦的綠色開采。新疆坎兒井是在高山雪水潛流處,尋其水源,在一定間隔打一深淺不等的豎井,然后再依地勢高下在井底修通暗渠,溝通各井,引水下流。地下渠道的出水口與地面渠道相連接,是開發(fā)利用地下水的一種很古老式的水平集水建筑物,適用于山麓、沖積扇緣地帶,主要是用于截取地下潛水來進行農(nóng)田灌溉和居民用水??矁壕慕Y(jié)構(gòu),大體上是由豎井、地下渠道、地面渠道和“澇壩”(小型蓄水池)四部分組成,吐魯番盆地北部的博格達(dá)山和西部的喀拉烏成山,春夏時節(jié)有大量積雪和雨水流下山谷,潛入戈壁灘下。人們利用山的坡度,巧妙地創(chuàng)造了坎兒井,引地下潛流灌溉農(nóng)田??矁壕灰蜓谉帷⒖耧L(fēng)而使水分大量蒸發(fā),因而流量穩(wěn)定,保證了自流灌溉。在這特殊的地理環(huán)境中充分保護好了地表、地下水資源。
2、實施礦井水資源化利用
要解決礦區(qū)內(nèi)水資源的短缺現(xiàn)狀,就必須實施礦井水資源化利用,首先,通過提高礦井水的利用水平,來滿足煤礦開采區(qū)人民的用水需求;其次,減少礦井廢水廢氣的排放量,合理保護礦區(qū)水源的質(zhì)量以及周圍的生態(tài)環(huán)境。為了能夠合理利用礦井中的水資源,應(yīng)做到以下幾點:
(1) 加強環(huán)保意識,合理利用礦井水資源,建立礦井水源發(fā)展項目;
(2)根據(jù)礦井中水源的排水量以及質(zhì)量特點來改造原有的水源處理方案,提高處理效果。
(3)將礦井當(dāng)中的水資源進行分流處理,保證礦井內(nèi)的水源質(zhì)量,將污染較為嚴(yán)重的礦井水排出礦井內(nèi),降低污水處理率。
(4)全面有效地考慮每個礦井之間或者礦井與實際單位之間的用水情況,科學(xué)合理利用礦井水資源。
總之,開發(fā)利用采空區(qū)水資源關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的發(fā)展,因此,相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強有關(guān)煤礦區(qū)采空區(qū)水資源利用實踐分析,總結(jié)煤礦采空區(qū)響因素及關(guān)鍵技術(shù)處理措施,以逐步實施礦區(qū)采空區(qū)與坎兒井融合的應(yīng)用質(zhì)量,進而真正實現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)對地下水資源的可持續(xù)化與合理化地利用,實現(xiàn)煤礦綠色開采。
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作者簡介:權(quán)峰軍(1987——),男,渭南澄城,研究方向:煤炭開采。
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