露天煤礦的礦區(qū)環(huán)境污染的問題和策略
我國煤炭資源量占一次能源資源總量的90%以上，每年消耗的一次能源中煤炭占70%以上，而且今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)這種狀況都不會有大的變化。我國適于露天開采的煤炭資源儲量大約為490億噸。目前，我國露天礦煤炭產(chǎn)量占總產(chǎn)量的5%左右，預(yù)計到2020年將達(dá)到12-14%。據(jù)統(tǒng)計，我國露天開采每萬噸煤炭約破壞土地0.22公頃，其中挖掘破壞0.12公頃，外排土場占壓0.1公頃。露天開采時破壞土地面積為露天礦采場本身面積的2-11倍。下面談一談露天煤礦開采過程中的環(huán)境保護(hù)問題。
1 露天礦開采過程對環(huán)境的影響
1.1 對生態(tài)環(huán)境的影響
露天礦開采對土地的破壞主要表現(xiàn)為挖損、占壓、塌陷，造成土壤的酸化、鹽堿化和鹽漬化，從而使得土地沙化和土壤貧瘠化。一般來說，裸沙1畝，風(fēng)力和水力侵蝕將影響鄰近3畝土地;沙化土壤有機(jī)含量將減少79.2%，全氮量減少77.7%，全磷量減少15.5%，物理性粘粒減少50%，造成原始土壤的嚴(yán)重貧化。
所有挖損、占壓、塌陷和其它一切對地表的人為擾動，都會破壞原有的自然景觀和生態(tài)植被，有些破壞是毀滅性的、不可逆的，在風(fēng)力和水力侵蝕的作用下使得水土流失情況加劇。
1.2 煙塵與粉塵及有害氣體
1.2.1 有組織排放的煙塵
礦區(qū)內(nèi)各類鍋爐、燃煤電廠等排放的煙塵。
1.2.2 礦區(qū)作業(yè)面產(chǎn)生的煙塵
采場工作面、采場煤幫暴露時間過長、煤層氧化燃燒;煤層中作為剝離物進(jìn)入排土場的損失煤引起自燃;選煤廠煤矸石的自燃;露天儲煤廠和儲煤堆的自燃等產(chǎn)生的煙塵。
煙塵中含有SO2、NOX、CO、H2S等有害氣體，對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成影響。遇到雨水和潮濕的空氣生成酸性硫化物，其腐蝕性非常強(qiáng)，從鋼鐵、水泥構(gòu)件到人體均會受到腐蝕和侵害。
1.2.3 礦區(qū)粉塵
礦區(qū)塵源主要來自大型剝離設(shè)備的采掘、運輸及排土作業(yè)粉塵;煤的采掘、運輸、儲煤、粉碎及作業(yè)過程粉塵;輔助設(shè)備作業(yè)粉塵;穿孔爆破粉塵;選煤廠;道路運輸粉塵等。粉塵附著在植物葉片，影響植物的光合作用，太陽爆曬溫度升高會灼傷植物。
1.2.4 煤層氣排放
煤層氣的主要成分是甲烷，通過直接排放、燃燒排放、通風(fēng)系統(tǒng)排放。甲烷是一種重要的溫室效應(yīng)氣體，能使對流層中的臭氧增加，使平流層中的臭氧減少。
1.3 對水循環(huán)系統(tǒng)的影響
1.3.1 對地下水的污染
煤礦開采不但對地下水的正常循環(huán)與補給產(chǎn)生影響，而且造成嚴(yán)重污染。例如：煤層中硫含量高，且伴有硫鐵礦，氧化成酸過程大大加快而形成酸性水造成pH值超標(biāo)、硫酸根離子含量偏高、鐵離子含量高等;礦坑水在氧化成酸的過程中對含水體圍巖不斷溶蝕，造成地下水總硬度偏大;開采條件下酚類有機(jī)反應(yīng)加快造成礦坑水中酚含量增加;汞主要與煤系地層中的黃鐵礦與朱砂伴生，在煤礦開采時，朱砂被加速氧化溶解，而使汞離子進(jìn)入水體;受礦坑水污染的地表水，直接補給淺層地下水，致使淺層地下水也受到不同程度的污染。
1.3.2 對地表水的影響
首先，隨著煤礦開采量的不斷增加，礦坑水排出量增加，由于河水的自凈能力很弱，在河水?dāng)嗔鲿r期，河道容納的幾乎全是污水。因此，未經(jīng)處理的礦井污染水直接排放，造成對地表水、土壤等的環(huán)境污染;其次，由于煤層淺埋藏區(qū)煤礦開采采空面積不斷擴(kuò)大，采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶和地面塌陷范圍也隨之?dāng)U大，造成河川徑流量大量滲漏，使地表水與地下水、礦坑水發(fā)生了直接的水力聯(lián)系地表水在匯流區(qū)及徑流區(qū)水量漏失嚴(yán)重，河川徑流明顯減少。
1.4 噪聲與振動
噪聲與振動源主要有以下類型：
1)空氣動力源。如風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、跳汰機(jī)和風(fēng)閥等。
2)機(jī)械動力源。如鉚槍、振動篩、溜槽、各種采掘設(shè)備和運輸設(shè)備，以及其它各種機(jī)械設(shè)備。
3)電磁動力源。如電機(jī)、電焊機(jī)、電器設(shè)備等。
4)人工動力源。如爆破、人力施工等。
2 防范及治理措施
2.1 加強(qiáng)有關(guān)法律法規(guī)的宣傳力度，提高環(huán)保意識
煤炭能源的開發(fā)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，而土地資源，生態(tài)環(huán)境，又是人類賴以生存的最重要條件。礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容之一是保持礦區(qū)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。樹立保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力的意識，改變過去那種將經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相對立的落后觀念，實行礦區(qū)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綜合決策機(jī)制。制定切實可行的礦山生態(tài)治理與恢復(fù)的方案，并予以實施。
2.2 礦區(qū)的生態(tài)恢復(fù)
根據(jù)“以防為主、防治結(jié)合”的原則，采取工程措施與生物措施相結(jié)合的辦法，對內(nèi)外排土場層層碾壓、修建擋水墻、排水溝、集水池等，在坡面修挖水平溝、魚鱗坑，坑內(nèi)植樹種草，采取網(wǎng)障固沙、林草綠化相結(jié)合的多層次防護(hù)體系。針對露天開采對土地的破壞，嚴(yán)格執(zhí)行《土地復(fù)墾規(guī)定》，一邊開挖，一邊分層回填。借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗，結(jié)合本地區(qū)的環(huán)境特點制定采場和排土場的土地復(fù)墾計劃，確定復(fù)墾措施，使復(fù)墾區(qū)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化的人造生態(tài)園。
2.3 大氣污染源的治理
(1)針對露天礦區(qū)的防塵主要措施是采用濕式作業(yè)和灑水降塵，采掘機(jī)械配套袋式集塵器。
(2)對儲煤場實施全封閉，場內(nèi)設(shè)置灑水噴頭，四周設(shè)置擋風(fēng)抑塵網(wǎng)。
(3)聯(lián)絡(luò)道路硬化、外排道路硬化、道路灑水降塵。
(4)工業(yè)場地內(nèi)設(shè)置集中供熱鍋爐房配置脫硫除塵設(shè)施。
2.4 水環(huán)境污染源的治理
(1)針對生活污水采取建化糞池、生化處理設(shè)施等措施，處理后廢水可作為道路的灑水降塵及綠化。
(2)針對礦坑疏干水修建凈化車間、調(diào)節(jié)池、沉泥池和回用水池，處理后的水可作為水源用于場地綠化及生產(chǎn)用水等。
2.5 噪聲治理
針對不同類型的噪聲源采取將設(shè)備置于廠房內(nèi)、安裝雙層玻璃、配備機(jī)器隔聲降噪設(shè)施、配發(fā)耳塞等措施，將噪聲危害降到最低。
2.6 煤矸石的綜合利用
據(jù)統(tǒng)計，所有的洗矸、煤泥和部分的采掘出的煤矸石，都具有一定的發(fā)熱量(300～3 500千卡/千克)，可以用于循環(huán)硫化床鍋爐燃燒發(fā)電，真正毫無熱值的白矸只有15%左右。煤矸石、洗矸、煤泥中的不可燃物質(zhì)部分，經(jīng)過循環(huán)硫化床低溫燃燒后，同時具脫炭和活化作用，其灰渣是很好的建材原料，部分可以直接摻入水泥中，部分可用于制磚，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益十分可觀。
露天礦開采環(huán)境保護(hù)的總體目標(biāo)是：在礦區(qū)地質(zhì)環(huán)
境勘察的基礎(chǔ)上，以露天開采為重點，對環(huán)境進(jìn)行治理，開展露天礦區(qū)環(huán)境綜合治理，確保露天礦區(qū)安全生產(chǎn)，延長露天礦區(qū)服務(wù)年限，恢復(fù)露天礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和改善露天礦區(qū)大氣環(huán)境，實現(xiàn)露天礦區(qū)廢水零排放，使固體廢棄物資源化、減量化。
實現(xiàn)露天煤礦生產(chǎn)與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境重建一體化，是煤礦企業(yè)自身和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求與必然結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
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[2]尹國勛. 礦山環(huán)境保護(hù) 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 2010-5-1.
[3]何國清，楊倫，凌賡娣等 礦山開采沉陷學(xué). 中國礦業(yè)大學(xué)出版社， 1991.
收稿日期：2013-4-29
作者簡介：趙忠(1969-)，男，內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市人，碩士研究生，工程師，研究方向為露天礦礦區(qū)環(huán)境保護(hù).
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