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1、江西西部煤炭开发环境问题孙健(江西地质矿产勘查开发局赣西地质大队)摘 要 本文归纳了江西西部煤炭开发的几点环境(地质) 问题 ,指出这些问题给工农业生产和 人民生命财产带来的危害 ,最后提出了有关环境(地质) 问题的防治措施 。 关键词 煤炭开发 环境地质 防治措施 赣西江西省煤炭资源主要分布在萍乡至乐平一带 , 探明储量占全省的 83 %以上 ; 西部的宜春、 萍乡、 新余三地市探明煤炭储量占全省的 74 %以上 ,煤炭产量占全省 70 %以上 ,有省属及国家统 配煤矿 8 个(全省 11 个) ,洗煤厂 11 个(全省 14 个) ,地方国营、 乡镇个体煤矿 2 000 多个。 该区 煤炭
2、开发为我省经济发展作出了重要贡献 。但是 ,煤炭开发也带来了许多环境问题 ,使矿区及 周围环境恶化 , 直接影响到工农业生产和人民生活的质量 。煤炭开发产生的主要环境问题有 酸性水污染 、 土地抛荒 、 植被破坏 、 地面塌陷 、 地面开裂和沉降 、 区域地下水位下降 、 矿井突水 、 矿井瓦斯灾害和矿井其它地质灾害等 。1 煤炭开发的主要环境问题酸性水污染 酸性水主要为矿井水和地表矸石山旁附近的地表水体 , 矿井中矿井水的 p H 值一般为 26 , 矸石山旁水体 p H 值为 25 ,老窿水 p H 值通常小于 4. 5 ,在个体乡镇小井中大部分矿井水 p H 值仅 2. 53. 5 ,如
3、丰城曲江镇每年排放酸性水 263 万吨 ,p H 值为 2. 86. 4 ,使杨坑小河 、 毛坊 湖 、 山塘水库 7 000 多亩水体遭受污染 , 鱼虾绝迹 , 土肥流失 、 农作物减产 1 ; 小煤井周围土地 绝大部分酸化 ,影响面积数千平方米 ,排放矿井水的沟渠两侧数十米受影响 。又如萍乡南部高 坑 安源 五坡下 , 水口 青山 胡家坊 , 高安英岗岭 田南一带 , 酸性水污染严重 。酸性水 主要污染地表水体 , 其次污染耕地 、 农田 , 使土壤酸化 , 同时也污染地下水 , 如丰城尚庄一人工 压水机井地下水 p H 值为 4. 5 (在煤井旁) 。1. 2 煤矸石侵占耕地 、 植被及
4、煤尘污染在煤矿区 ,煤炭开采塑造了新的地貌景观 矸石山 。据笔者在丰城河西的调查工作 ,在 52k m2 范围内 ,煤矸石山 (堆) 占地面积达 6 105 m2 ,矸石总量达 8 106 m3 , 占国土面积的比 例达到 1. 2 % 。在萍乡南部 , 新余花鼓山 , 高安南部和丰城洛市等地均有大量的矸石山 ( 堆 ) 。侵占大量的耕地良田 、 植被 , 仅丰城洛市侵占良田达数百亩 。1. 1作者为工程师 收稿日期 : 1996 04 25 江西省地质矿产局 1 江西省矿产资源开发发展战略研究报告 11990 ,81第 1 期孙健 :江西西部煤炭开发环境问题71大量的煤矸石及煤场的存在 ,
5、在晴朗干燥天气产生大量的煤尘 、 煤灰 , 有风天气煤矿区尘 埃飞扬 ,煤烟缭绕 ,对大气产生严重的污染 。 如丰城河西煤工业区降酸雨量占总降雨量的 50 %以上 ,酸雨 p H 值最小为 41113 区域地下水位下降。该区煤矿区区域地下水位下降比较严重的主要有丰城河西煤工业区、 萍乡南部煤工业区。 丰 城河西煤工业区区域 地下水位下降的面积达 80k m2 。 至 1990 年 ,二叠系长兴组岩溶含水层水位 由开采前的 24. 15m 标高下降到最低为 4 米标高 ,在东西长 20k m 的水位差仅 23m 。 二叠系茅 口组岩溶含水层水位由开采前的 23. 5m 标高 ,下降到 5m 标高
6、 ,区域水位下降了 18. 520m 。 由于区域水位下降造成在曲江镇、 上塘镇、 尚庄镇等几十个村庄发生地面塌陷,井泉干涸 ,使杨坑河 断流 ,河水倒灌地下水。 又引起地下水质改变 ,地下水质由重碳酸钙型转变为硫酸钠型。 此外 ,造 成地下水开采机井吊井报废 ,到 1990 年报废机井 14 眼 ,现仍以每年 23 眼的速度报废。 在萍乡南部煤工业区形成了巨源 青山的区域地下水位下降 , 影响长度 20k m , 宽度2k m 。由于地下水位下降产生大量地面塌陷 , 塌陷直径 1030m 不等 , 深 1. 2310m , 最深8. 0m 。 由于塌陷主要分布在良田中 ,造成 1. 95 万
7、亩农田因塌陷和开裂点多 ,难于蓄水 ,形成俗 称的 “跌水田”,占该区农田总面积的 3. 8 % ,仅巨源矿区就有 6 个村庄近 2 000 亩良田受害 。1. 4 地面裂缝及变形煤矿区在煤层采空后 ,地面产生移动和变形 ,形成地面裂缝沉降 。如丰城洛市煤工业区因 地面裂缝及变形 ,地面建筑砖木结构平房整排整排的开裂 ,倒塌平房数幢 。丰城河西的尚庄镇坑塘村 、 梅林乡田堆村等 , 房屋墙体绝大部分产生裂缝 , 有些房屋已倾斜 、 墙体错开 , 严重地危 及村民的人身安全 。有的煤矿开采产生的裂缝长达数百米至近千米 ,宽数十厘米 ,错动十几至 数十厘米 ,造成农田无法蓄水 ,房舍内塌陷 (如丰
8、城梅林乡田堆村某农舍内) 、 房屋墙体开裂 、 错 动 。 在丰城董家乡形成的沉降区数处 ,深度最大为 1. 5m ,直径 80200 余米 ,使原来的良田成 为水塘 , 无法耕种 。在其它各煤工业区都存在程度不同的这一问题 , 使工农关系十分紧张 , 如 萍乡南部 ,高安南部等地 。1. 5 矿井穿水 本区从 1960 年以来共发生严重穿水 40 次以上 ,淹井 20 次以上 ,经济损失数以千万元计 ,人员死伤数以百计 。 穿水量一般 12019 482m3 / h 。 如丰城矿云庄开采到晚石炭世灰岩 ,在- 60m 水平遇一小断层造成矿井穿水 , 瞬时水量达 19 482m3 / h ,
9、地面出现新老塌陷坑 21 处 ; 丰城梅林乡一小井穿水量达 5 800m3 / h , 空水后距矿井 3. 5 公里的大泉干涸 , 矿工死亡数人 ; 萍矿青山井二次穿水 , 水量 180201m3 / h , 穿水后地面沿断层出现塌陷 , 塌陷坑直径 6m , 深30m 。穿遇断层造成的矿井穿水较多 , 占总穿水次数的 70 %以上 , 穿水后通常造成较大损失 , 不仅矿井被淹 ,生命财产也受到很大的损失 。 此外 ,还出现大面积的地面塌陷 ,泉水干涸等环境 地质问题 。地表水穿水如丰城洛市乡镇小井在洪患区开采 ,因洪水来临地表水从井筒倒灌井下 ,并联 通洛市矿井巷 ,造成洛市矿直接经济损失
10、633 万元 。丰城河西上塘镇小井在水库下开采 ,因老 窿沟通水库 ,水库水倒灌井下 ,造成连淹小井 5 对 ,数十人死亡 ,其中三对乡镇小井因难于治理 而废弃 。 江西省地质矿产局赣西地质调查大队 1 江西省煤炭远景调查报告 11989 ,1111998 年72江西地质老窿穿水主要在乡镇小井发生 , 严重的是萍乡青山矿 , 水量达到 1 800m3 / h , 穿水后地面 塌陷 70m2 ,深度达 70m 。1. 6 煤矿瓦斯灾害本区瓦斯灾害较多 ,主要类型有瓦斯涌出 、 瓦斯和煤突出 、 瓦斯爆炸等 。据不完全统计 ,本 区瓦斯和煤突出 220 多次 。如高安英岗岭矿瓦斯和煤突出 165
11、次 ,一般强度为 56. 6 吨煤/ 次 , 最大为 1 000 吨煤/ 次 ,造成经常性的停产及人员伤亡 。 瓦斯爆炸是最大的瓦斯灾害 ,如丰城矿 从开采以来就因此死伤近 300 人 ,死远大于伤 。高安英岗岭死伤亦数百人 。1. 7 矿井其它地质灾害 ( 1) 井巷失稳 。主要有顶底垮塌 ,井壁垮塌和底板隆起 。如丰城河西矿巷口井开拓 2 月后 的井巷底板鼓起 0. 50. 8m ; 河西个别乡镇小井开采 36 个月后 , 底板鼓起将井巷煤巷堵 塞 。 顶板垮落主要在岩层破碎地段 ,如丰城河西矿小井开采第四系下煤层垮顶 。( 2) 煤自燃发火 。 本区矿山均有煤自燃发火发生 。 多发生于旱
12、季或气温高的夏季 。 如丰城 坪湖矿 19721982 年 ,自燃发火 14 次 。( 3) 煤矿热害 。 采深较大的矿区 ,通风不良时 ,井下温度将超过 26 ,局部 35 以上 ,对井 下生产作业和工作健康均有很大影响 ,如丰城坪湖 、 建新井 ,萍乡安源 、 高坑 、 青山井等 。2 煤矿区地质地貌及开采方式决定了环境问题的类型211地质环境不同 ,出现不同的环境地质问题( 1) 第四系松散层覆盖煤层的矿区 。主要为水泥砂溃入矿坑 ,井巷失稳等问题 。 ( 2) 岩溶化地层的煤矿区 。岩溶化地层区的煤工业区产生的环境问题多 , 也最严重 , 如丰 城河西 、 萍乡南部煤工业区 。 这类矿
13、区占全区煤矿区的 65 %以上 。 主要环境地质问题有 :地下 水区域水位下降 , 地面塌陷 , 岩溶水井下穿水等 , 以及造成酸性水 、 地表污水污染地下水 , 农田 难于蓄水形成的 “跌水田“ 。( 3) 断裂发育的煤矿区 。 主要产生矿井穿水 ,井巷失稳等环境地质问题 。 在岩溶化地层矿 区断裂带多是富水地带 , 又是导通强含水层地下水进入矿坑的途径 , 如丰城云庄井 、 萍乡巨源 井等 。( 4) 煤层富含硫份和瓦斯的煤矿区 。 主要产生酸性水污染和瓦斯灾害 。 本区煤层含硫最高 达 13. 6 % ,一般 14 % ,矿井水酸化严重 ,本区酸性水分布广 ,数量巨大 ,最为严重的是乡镇
14、浅 部小井 ,常常老窿水被揭通 。本区煤层瓦斯丰富 , 总量约 50. 82 亿 m3 , 其中丰城河西达 31. 15 亿 m3 , 主要瓦斯灾害分 布在本区东部的丰城河西 高安南部一带等 ,如丰城矿及英岗岭矿 。( 5) 煤层底板为膨胀粘土的矿区 。 主要问题为井巷不稳定 ,产生巷道变形隆起 ,堵塞巷道 ,严重影响生产 。 2. 2矿井所处地形地貌不同 ,环境问题亦不同在地表水体旁及低洼地区 ,主要产生矿井穿水的灾害 。在良田区开办小煤井 ,使大量良田 抛荒 。 在丘陵岗阜地造成大面积植被被毁 。 如丰城河西在采矿前植被极为发育 ,是野生动物栖 息场所 ,现今满目荒山坡 。第 1 期孙健
15、:江西西部煤炭开发环境问题73矿井位于老窿区附近 ,常遇老窿穿水和酸性水威胁 。2. 3 矿井开采方式不同产生的环境问题各异煤矿坑开采用全冒落法管理顶板 , 采空冒落后则产生地面裂缝 , 沉降盆地等问题 , 如丰城 洛市 、 河西 ,萍乡南部等地 。煤矿开采采用疏干地下水法开采将产生地下水区域水位下降 。若采用带水压开采则不产 生地下水位下降问题 。煤矿开采规模 、 强度及历史决定着对环境的影响程度和范围煤矿开采规模愈大 、 历史愈长 、 对环境的影响越大 , 范围越广 。如萍乡南部的巨源 、 青山 、 高坑 、 安源区 , 丰城河西等矿区 , 开采时间均在 30 年以上 , 这些煤工业区区域
16、地下水位下降很 大 , 矸石山多而大 , 水体 、 土壤 (地) 、 空气污染严重 。而开采时间短的分宜杨桥 、 萍乡白源井等 环境问题相对较轻 、 较少 ,影响的范围也仅局限在井场及周围较小的范围 。 随着煤矿开采的深度加大 ,煤矿瓦斯灾害 、 矿井热害也愈来愈严重 。 开采强度的另一方面是浅部煤层小煤井处处相连 , 遍地为井口 , 往往 300400m 就有一煤井 , 如丰城河西 、 洛市 , 萍乡巨源 、 腊市等地 , 对国土破坏最为严重 。井口多 , 占地多 , 矸石及 岩土多 , 侵占大面积良田 、 植被 。小煤井相互连接 , 当矿井穿水时数个煤井遭殃 , 如丰城河西 、 洛市等地小煤井穿水 。3有关煤矿区环境问题的防治措施煤矿区环境问题是煤炭开发对地质环境的人为地质作用产生的 ,人为的采掘 、 搬运 、 堆积 、 塑造地形 ,对水动力场 、 应力场
