煤礦開(kāi)采對(duì)地下水的破壞有哪些

【專家解說(shuō)】：3.1 對(duì)自然景觀的影響 礦區(qū)現(xiàn)為中低山侵蝕斜坡地貌，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)高程為+750m，最低點(diǎn)+475m，開(kāi)采標(biāo)高+575~+513m。開(kāi)采區(qū)為高度適宜的小山峰，植被生長(zhǎng)季節(jié)表現(xiàn)為綿延起伏的綠色山巒。 本項(xiàng)目煤炭生產(chǎn)是以礦井掘進(jìn)的形式開(kāi)采，不會(huì)對(duì)原有地貌景觀造成較大的影響，主平硐工業(yè)場(chǎng)地、道路及矸石場(chǎng)等地的建設(shè)改變?cè)械孛簿坝^，但影響范圍小，并且遠(yuǎn)離干線公路。由于煤層開(kāi)采后地表可能會(huì)發(fā)生移動(dòng)，同時(shí)伴有裂縫及塌陷坑的產(chǎn)生。礦區(qū)煤炭開(kāi)發(fā)后的地貌形態(tài)為原有地貌與地表沉陷疊加的結(jié)果，但由于井田范圍內(nèi)為起伏較大的中低山區(qū)，地表下沉值遠(yuǎn)不如地形變化大，而且地表裂縫及塌陷坑規(guī)模都不大，地貌形態(tài)的改變并不十分明顯。因此，該煤礦的開(kāi)采不會(huì)使其所在區(qū)域?qū)訋n疊嶂的視覺(jué)景觀發(fā)生根本變化。 3.2 對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)地表塌陷的影響 3.2.1 地表塌陷預(yù)測(cè) 地表變形深陷裂縫影響因素很多,涉及面廣,既有自然因素的控制,又有人為因素的影響,但不論何種原因,最關(guān)鍵的是環(huán)境地質(zhì)基礎(chǔ)。如果地質(zhì)條件好,構(gòu)造簡(jiǎn)單,巖性組合以堅(jiān)硬巖層為主,單層厚度大,巖石力學(xué)指標(biāo)強(qiáng),則難以發(fā)生地質(zhì)變形,即使發(fā)生,其影響程度也較輕,反之則易于發(fā)生,影響程度比前者嚴(yán)重。該礦地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)多年采礦未誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，未引發(fā)地面開(kāi)裂和塌陷變形。該區(qū)現(xiàn)狀穩(wěn)定。未來(lái)采礦范圍將向深部擴(kuò)大后，地質(zhì)條件和采礦工程與已采區(qū)的基本相同，且采深更大，采用類比法認(rèn)為，未來(lái)采礦工程對(duì)地表造成破壞的可能性小。 3.2.2 地表移動(dòng)與變形值預(yù)計(jì) 結(jié)合評(píng)價(jià)區(qū)域地形條件，根據(jù)國(guó)家煤炭局《壓煤開(kāi)采規(guī)程》中山區(qū)地表移動(dòng)與變形值計(jì)算方法，其計(jì)算公式如下，計(jì)算結(jié)果列于表1。 最大下沉值 (mm): 主要影響半徑( r0):r0 = H0/tgβ (tgβ2.0) 傾斜斜率(i):i= Wmax/r 曲率值(k):k = 1.52Wmax/r2 水平變形值(ε):ε= 1.52bWmax/r 水平移動(dòng)值(u):u= b·Wmax 最大下沉角( ): = 90°-0.6 冒落帶高度 計(jì)算(按K3煤層計(jì)算): 導(dǎo)水裂隙帶高度 : 式中: --煤層開(kāi)采高度為0.60m; --煤層傾角23°; H0--煤層平均采深，137.5m; --下沉系數(shù)，取經(jīng)驗(yàn)值0.70; b--水平移動(dòng)系數(shù),取經(jīng)驗(yàn)值0.3; --巖石碎膨脹系數(shù)，取經(jīng)驗(yàn)值1.2。 走向邊界角、上山、下山邊界角 、 、 ，取經(jīng)驗(yàn)值，分別55°、55°、49°。 表1 地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)值一覽表 最大下沉值 Wmax(m) 386 主要影響半徑 r0(m) 68.8 地表變形值 斜率 (mm/m) 5.619 曲率 (10-3/m) 0.1241 水平變形 (mm/m) 2.562 水平移動(dòng) (mm) 115.8 邊界角(°) 下山( ) 49 上山( ) 55 走向( ) 55 最大下沉角(°) 76°2′ 冒落帶高度(m) 2.30 導(dǎo)水裂隙帶高度(m) 10.76±5.6 開(kāi)采傳播影響角(°) 73°36′ 根據(jù)表1計(jì)算得到的地表變形值i、k、ε，并對(duì)照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》(煤行管局字[2000]第81號(hào))建筑物損壞等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地面建(構(gòu))筑物的破壞等級(jí)屬Ⅱ級(jí)(輕微損壞)，結(jié)構(gòu)處理為小修。說(shuō)明礦山移動(dòng)盆地沉陷造成地表建構(gòu)筑物受損的可能性中等，損失中等，危險(xiǎn)性中等。 ****煤礦井田范圍內(nèi)無(wú)居民居住。據(jù)實(shí)地調(diào)查，該煤礦采礦影響范圍共有民房3戶，房屋多為磚混結(jié)構(gòu)(2F)，房屋基礎(chǔ)多為條石，基礎(chǔ)持力層以石灰?guī)r為主，經(jīng)調(diào)查未發(fā)現(xiàn)民房墻體開(kāi)裂和地面裂縫等破壞現(xiàn)象。但隨著煤礦的進(jìn)一步開(kāi)采，采空區(qū)面積的擴(kuò)大，采煤活動(dòng)可能對(duì)地面居民建筑物造成一定的影響。 3.3 水土流失和土壤侵蝕的影響 該項(xiàng)目的在建設(shè)期已對(duì)原地表具有水土保持功能的植被進(jìn)行徹底的破壞，開(kāi)挖后形成的裸露面完全暴露，雖然開(kāi)挖跡地最終裸露面為基巖，短期內(nèi)無(wú)松散顆粒存在，無(wú)土壤流失源，但其中對(duì)徑流入滲量及匯流時(shí)間的減少，極易造成徑流量和徑流侵蝕能力的增加。 項(xiàng)目開(kāi)采多年，多余的矸石堆放在矸石場(chǎng)，形成一個(gè)松散的堆積體，受降水滲入的影響及棄渣在自然沉降、人為活動(dòng)的作用下，降低渣體摩擦角，易發(fā)生沖刷、滑塌等水土流失現(xiàn)象，若經(jīng)降水沖刷流入下游農(nóng)田中，會(huì)對(duì)種植的農(nóng)作物產(chǎn)生較大危害，造成不良影響。 煤炭開(kāi)采、施工帶平整、道路開(kāi)通、生產(chǎn)服務(wù)設(shè)施等工程，會(huì)造成施工區(qū)域內(nèi)地表植被的完全破壞，使土壤的結(jié)構(gòu)、組成及理化性質(zhì)等發(fā)生變化，進(jìn)而影響土壤的侵蝕狀況，新增一定量的土壤侵蝕。臨時(shí)性占地，也將破壞植被和擾動(dòng)原地表，使土壤變得疏松，以及開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的棄渣等，也將新增一定量的水土流失。 3.4 對(duì)植被的影響 井田開(kāi)采造成地表植被的完全破壞。棄渣、生活垃圾等構(gòu)成的固廢物，井下排水、生產(chǎn)生活污水，煤塵、粉塵土等，以及地表塌陷等，均會(huì)對(duì)周圍的植被產(chǎn)生不良影響。盡管項(xiàng)目建設(shè)會(huì)使原有植被遭到局部損失，但于本礦建設(shè)的規(guī)模很小，占用的土地十分有限，不會(huì)使評(píng)價(jià)區(qū)植物群落的種類組成發(fā)生變化，也不會(huì)造成某一植物種的消失。且該礦已開(kāi)采15年，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并詢問(wèn)當(dāng)?shù)鼐用裰溃乇碇脖晃窗l(fā)生根本性變化，據(jù)此也可類比認(rèn)為，****煤礦以后的開(kāi)采對(duì)地表植被影響很小。 3.5 對(duì)野生動(dòng)物的影響 對(duì)動(dòng)物的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是地表沉陷破壞植被使陸生動(dòng)物失去賴以生存的條件以及地表沉陷新朔地貌導(dǎo)致動(dòng)物物種的改變。因地表沉陷對(duì)植被的影響主要發(fā)生在非連續(xù)變形的區(qū)域，本井田小且無(wú)該區(qū)域，因此開(kāi)采破壞植被的量很少，不會(huì)破壞井田范圍內(nèi)的生物群落結(jié)構(gòu)。另一方面是施工人員的活動(dòng)將會(huì)使施工區(qū)及周圍一定范圍內(nèi)野生動(dòng)物的活動(dòng)和棲息產(chǎn)生一定影響，引起野生動(dòng)物局部的遷移，使其群落組成和數(shù)量發(fā)生一定變化，然而，由于評(píng)價(jià)區(qū)野生動(dòng)物種類較少，且多為一些常見(jiàn)種類，因此這種不利影響是輕微的。 3.6 對(duì)土壤的影響 煤炭開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵污染物通過(guò)自降和降水淋溶等途徑進(jìn)入土壤環(huán)境，從物理、化學(xué)和物理化學(xué)等方面影響周圍土壤的孔隙度、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、酸堿度、土壤肥力及微量元素含量等，具體分析如下: a、粉塵量很少，不會(huì)改變附近土壤酸堿度; b、粉塵中重金屬元素含量低且難以被植物直接吸收利用，因而對(duì)土壤和作物不會(huì)產(chǎn)生污染; c、從靜態(tài)分析，粉塵在土壤中累積會(huì)增強(qiáng)土壤粘結(jié)性，造成土壤板結(jié)，并且降低了土壤孔隙度，使土壤表層嚴(yán)重結(jié)殼，阻礙土壤與大氣的氣體交換，從而抑制土壤微生物活動(dòng)，影響土壤地力正常發(fā)揮，降低了土壤肥力。但從評(píng)價(jià)區(qū)域土壤理化性質(zhì)來(lái)講，質(zhì)地以壤土為主，明顯地反映出粘粒不足，增加一些細(xì)小顆粒并不會(huì)改變土壤的結(jié)構(gòu)。據(jù)安徽農(nóng)學(xué)院研究，粉塵對(duì)土壤影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，粉塵量達(dá)到每年每kg土壤接納2g粉塵條件下，經(jīng)過(guò)20年的積累，方對(duì)土壤產(chǎn)生明顯影響，本煤礦的開(kāi)采排塵強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該數(shù)值，所以不會(huì)對(duì)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生明顯影響。 3.7 對(duì)土地利用的影響 項(xiàng)目建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)赝恋乩玫挠绊懼饕蔷镩_(kāi)挖、道路建設(shè)、和輔助系統(tǒng)等工程建設(shè)用地，這些設(shè)施對(duì)土地的占用使這些土地失去原有的生物生產(chǎn)功能和生態(tài)功能。從而對(duì)局地的土地利用產(chǎn)生一定的影響，影響到當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)、林用地。采煤結(jié)束后，一般1年(對(duì)于耕地)或3~4年(對(duì)于灌叢林地)內(nèi)基本上可恢復(fù)原有的土地利用功能，臨時(shí)占地對(duì)整個(gè)區(qū)域土地利用和經(jīng)濟(jì)的不利影響是有限的。 3.8 對(duì)區(qū)域環(huán)境功能的影響 生態(tài)環(huán)境類型由自然生態(tài)系統(tǒng)變?yōu)槿斯ど鷳B(tài)系統(tǒng)，由林地(主要為灌叢)變?yōu)榈V區(qū)，區(qū)域生物生產(chǎn)力降低，而人口將大幅度增加。礦井服務(wù)期間，水源涵養(yǎng)及水質(zhì)凈化、生物多樣性保持、景觀及娛樂(lè)功能有所減弱，大氣污染及噪聲功能區(qū)基本不發(fā)生變化。礦井服務(wù)期滿進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)后，植被覆蓋率將恢復(fù)接近開(kāi)采前水平，且喬、灌、草搭配協(xié)調(diào)，物種多樣性有所增加，各項(xiàng)環(huán)境功能恢復(fù)接近開(kāi)采前水平。 3.9 礦井報(bào)廢期對(duì)生態(tài)環(huán)境影響 礦井在衰竭后期至報(bào)廢期的時(shí)段內(nèi)，與初采期和盛采期相比對(duì)自然環(huán)境諸要素的影響將趨于減緩，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: a、煤炭行業(yè)特有的地表變形環(huán)境問(wèn)題，將隨著開(kāi)采活動(dòng)的減少乃至停止而逐漸趨于穩(wěn)定，不會(huì)再有新的沉陷區(qū)出現(xiàn)。但是礦井閉礦時(shí)礦井采空區(qū)最大，地表沉陷也將達(dá)到最大值，因此在地表沉陷區(qū)，應(yīng)采取土地重塑措施，恢復(fù)其土地的使用功能。 b、隨著資源的枯竭，與礦井有關(guān)的煤炭開(kāi)采、加工和利用的各產(chǎn)污設(shè)備也將完成其服務(wù)功能，因此這些產(chǎn)污環(huán)節(jié)也將減弱或消失，如井下及地面污廢水的排放、設(shè)備噪聲、環(huán)境空氣污染物等，區(qū)域環(huán)境質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。 c、在礦井關(guān)閉之后，礦井矸石山不僅占用土地，還將繼續(xù)污染環(huán)境，因此應(yīng)對(duì)排矸場(chǎng)所占用的土地進(jìn)行恢復(fù)其原有功能，如平整后覆土復(fù)墾或綠化。之后，所貯存的固體廢棄物的性質(zhì)趨于穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境的不利影響將逐步消失，填溝造地、復(fù)墾綠化的完成，形成區(qū)域新氣象。 d、在閉礦后，礦井工業(yè)廣場(chǎng)場(chǎng)地景觀與自然景觀不相協(xié)調(diào)，應(yīng)對(duì)其平整，恢復(fù)植被以減輕對(duì)自然景觀的影響。 e、礦井報(bào)廢期還將會(huì)面臨礦井有害氣體繼續(xù)溢出的環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)采取有力措施予以防范。