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煤矿开采与地下水防治关系的研究

作者：刘振

来源：《中国科技博览》2015年第29期

[摘 要]在煤矿采煤生产过程中对于地下水的保护要怎么实施呢？本文从地下水的定义着手来揭示煤矿采煤生产过程中对地下水的防治工作的开展。 [关键词]采煤；地下水；防治

中图分类号：X82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0019-01

面对现在高速发展的经济，需要丰富的能源资源作为保证，而我国是一个矿产资源丰富（尤其是煤炭资源）的国家，丰富的矿产资源为我国的现代化建设提供了坚实的物质基础。因此煤炭产业的发展就显得尤为重要了。然而，在开采过程之中，如果开采方式不当又或者是企业管理者为了自己的一己私利而不顾他人甚至国家的利益，而简化防治措施，那么当地的生态环境将会遭到严重的破坏，地下水资源也会受到污染，人民、经济建设、公共设施建设等用水受到限制，从而使国家的发展停滞不前甚至倒退，人民的生活水平也会下降。 1 地下水

地下水，是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。 但是由于人们对经济的追求，在开采同样埋藏于地下的煤炭资源时，遭到了破坏，使得地下水资源遭到破会，不能为人们、植物、动物所用，有时严重的还会给人类、动物、植物带来灾难。那么，在煤矿采煤生产过程中对地下水的防治就显得迫在眉睫了。 2 煤矿开采过程中出现的问题及原因 2.1 开采过程中出现的问题

近年来地下水的形势更为严峻，由于大量的矿井停产、关闭或是报废等原因，矿井资源不断破坏和浪费，导致正常矿井的排水系统也瘫痪，矿区的原有地下水的循环条件和自净能力减弱，采矿过程中废弃的垃圾常年堆积造成地下水污染严重，破坏了水资源。这一事实引起了国家的高度重视，有关部门和水利部门也提供了帮助和支持，将水质进行监管和治理，一些地质学家和环境学家也进行实验进一步改善水质，但是要想根本上解决这一问题，关键在于开采煤矿的过程，从质量上把关，从环境上改善，从治理上预防。 2.2 导致地下水污染的原因

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在开采煤矿过程中，因为在环节上注重经济效益而忽略了环境保护，破坏了煤矿的基层环境，有些资源在与空气接触下不可避免的氧化了，且煤炭中富含大量硫元素与矿物质，在开采时发生化学变化，形成许多的黄铁矿，这些矿物质与空气一接触分解成较多的硫酸和氢氧化铁等物质，造成了水的酸性成分过多，不但会腐蚀采矿设备，而且还会污染地表水和土壤。再者，煤炭中大约含有0.4﹪的硫，经开采之后，与水反应使水出现酸性，产生矿井水，这些水长时间与水管道与阀门、闸门接触，会腐蚀设备，长时间会造成水灾。 3 煤矿采煤生产过程中对地下水的防治方法 3.1 客观防治

根据酸性地下水形成的条件和原因，可以从减源、减量、减时等三个方面进行预防或减轻其危害程度。 3.1.1 减源：

捡选利用造酸矿物，化害为利。煤矿床的主要造酸矿物时夹杂在煤层中的黄铁矿结核和煤本身的含硫量。煤的开采率低、残留煤柱或浮煤丢失多，黄铁矿结核废弃在井下采空区中，被积水长期浸泡，是产生酸性水的重要根源。减少工作面丢失的浮煤、积极捡选利用黄铁矿结核，能减少产生酸性水的物质。拦截地表水，减少入渗量。 3.1.2 减少排水量：

设立专门排水系统，集中排酸性水，并在地表拦蓄起来，使其蒸发、浓缩，后加以处理，免除污染。

3.1.3 减少排放酸性水的时间：

减少地下水在井下的停留时间，可在一定程度上降低微生物对煤中硫化物的氧化作用，从而有助于减少酸性地下水的形成。对含黄铁矿多、硫分高、地表水渗漏条件又好的浅部煤层，或已形成强酸性水的老窖积水区，在开拓布局上要权衡利弊，统筹安排，在矿井前期不予开采或探放，留待地下水末期处理，避免长期排放酸性水。 3.2 主观防治

煤矿开采者以及技术指导要不断的丰富自身的相关方面的知识，积极探索并改进煤矿开采技术，并结合自身的开采环境，因地制宜。用科学技术来对地下水资源进行保护，从源头做起。当然，还要积极开发新能源，以寻找低污染的绿色能源来代替煤炭资源在经济发展中的地位，从而减少对环境的污染，减少煤炭的开采量，从源头杜绝污染。 4 对改善地下水的污染提出几点合理化建议

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4.1 对地下水的污染预防措施 4.1.1 降低排水量

要想预防酸性矿物质水，就要从防治地下水的产生开始，其根本的就是要从酸性矿物质水的产生条件着手，及时的预防，减轻危害程度。在采煤的过程中要严格按照采矿环节做起，建立完善的排水系统，对于采矿的废水要及时进行净化和分流，蒸发和浓缩，保证环境和水质不被破坏的条件下进行开采，降低污染程度。 4.1.2 减少资源浪费

合理利用资源， 提高能源利用效率是当今我国必须实行的，中国目前的资源利用率还比较低，能源消耗比较大，因而在开采煤矿的过程中更应该做好准备工作， 集中处理采矿时造成的残留物质，降低浮煤的流失，选用黄铁矿加以融合，有效降低酸性水的释放量，同时，我们也要注意井下工作，实施杀菌、抑菌的手段，消灭微生物，从而降低水生物的数量防治水因二次破坏， 进而实现控制酸性水，减少资源浪费。 4.1.3 缩短排酸性水的时间

要想缩短矿井的排水时间，就要做好渗漏和疏通条件，矿物废水的停留时间能够有效地降低设备与矿物质发生反应，预防硫化物氧化量，降低酸性水的形成。而渗漏工作做好，对于含有黄铁矿较多的范围条件下的进化是有好处的，可以尽快分离和净化水质，对于煤层浅的区域来说更为有利，大幅度减少了污染，从宏观上控制了污染程度，方便了采矿的实施。 4.2 对地下水的改善治理措施 4.2.1 酸性矿物质水的治理

对于未污染的地下水可实行减源、降低排水量和缩短排水时间等措施，对于已经污染的地下水，治理是相对较难的，因为在特定的条件下，水的硬度与酸碱度都会发生变化，目前我国的处理因采矿而被污染的地下水的方法较为常见的是用石灰乳、石灰石进行中和，称为湿地处理法和微生物法。将石灰乳中和试剂取适量溶于较强的酸性水和矿物废水中， 尤其当酸性矿物质水的铁离子较多时，还可少量用石灰石进行氧化除铁，这样能降低成本和投资，减少工业废渣和沉淀物，因操作简单实用故而被广泛应用于治理地下水。 4.2.2 引进先进的科学技术

根据国外的经验，并且融合我国的现阶段采煤技术，要想达到系统的、完善的、环保的采煤技术还需要不断发展和改进，我国吸取国外优秀的先进技术，引进新的地下水治理方法，从根本上突破采矿污染这一难题，将污染变为环保，将废物再回收利用，达到可循环使用。