榆林煤矿矿山环境地质问题调查与分析

[摘 要] 近年来榆林市矿产资源，尤其是煤炭、石油天然气的开发利用规模和强度持续加大，随之产生的矿山地质环境问题日益严重，矿产资源开采、加工过程中引发和加剧的矿山环境地质问题有资源破坏、地质灾害和环境污染三大类型。科学规划、合理开发矿产资源是在促进地区经济高速发展的同时，最大程度地减少、减轻矿业开发的负面影响的重要措施。

[关键词] 矿产开发； 资源毁损； 地质灾害； 环境污染

引言

随着榆林市社会经济的发展，矿产资源，尤其是煤炭、石油天然气的开发利用的规模和强度持续加大，因而矿产资源开发活动对矿山地质环境产生或轻或重的负面影响，因此科学规划、合理开发矿产资源在促进地区经济高速发展的同时，最大程度地减少、减轻矿业开发的负面影响。矿产资源开采、加工过程中引发和加剧的矿山环境地质问题有资源破坏、地质灾害和环境污染三大类型。

1 煤矿开发引起的资源浪费

1.1 土地资源的占用与植被破坏

几乎所有的矿资产开发活动都会造成土地资源的占用和破坏。例如，露天剥采、平洞或竖井掘进等排放的废石弃土，煤矸石长期堆放都会压占农田、林地、草地，造成了土地数量减少，加剧矿区范围内用地紧张状况。露天剥离直接破坏土地、地下采矿诱发地面塌陷、地裂缝以及滑坡、泥石流等破坏了土地的完整性。废渣风化及干旱地区尾矿沙随风扬尘成为新的沙尘发源地，导致土地沙化，恶化了土地利用现状，降低了土地的生产力。

据调查，榆林神府煤田近30年来，累计压占损坏土地达12658.32 hm2 其中工业用地占到68%，采矿废渣占地13.33 hm2，地面塌陷损坏土地4055.59 hm2 [1]。同时煤炭开发不同程度地改变或破坏了当地地质环境条件，形成采空区或高陡边坡，使生态环境恶化，加剧水土流失，从另一方面损坏了土地资源。

1.2 水资源浪费与破坏

为了防止矿坑积水影响正常采矿和危及人身安全，矿山采矿要排出坑道积水，高强度的矿山疏干排水及矿井突水会造成矿区地下水位下降，地表河流流量减少，甚至断流。更为不利的是水资源分布与矿产资源分布不匹配，加大了矿产资源开发难度和成本。由于资源性缺水、水质性缺水，导致榆林市是典型的以水定项目的地区，疏干排水一方面造成了宝贵的水资源的浪费，另一方面加剧了矿山用水短缺的矛盾。

以榆林地区煤矿开采为例，采煤不可避免地造成地下水渗漏，并形成矿井水，引起地下水位下降，甚至下降到侵蚀基准面以下，使泉水干涸，河流断流，对矿区范围内的居民生活用水受到较大的影响。在孤山川、窟野河等煤炭开采集中的地方，地下水位下降，河道断流，污染严重，居民生活用水也难以保障；在靖边-东坑-定边平原区，以及横山、榆阳北部大片地区，由于大气降水的减少和不合理地大量开采浅层地下水，地下水位持续大幅下降，引起了部分泉水流量衰减或干涸以及大部分村生活用水井干枯。据调查，在煤矿采空区范围内的双沟泉、母河沟泉、哈拉沟、敏盖兔沟等窟野河支流在煤炭开采前后，流量衰减率最大时可达98%以上，几乎干枯[2]。由于地下水位下降，一些深水井已经干涸，如大柳塔施工的某水文孔，抽水降深近3m，出水量近3000m3/d，矿化度超过0.22g/L，一直作为神府矿区的供水井开采，由于煤炭开采，2000年左右干枯报废[2]。又如，神木县某煤矿20世纪90年代初期建设的小型矿井，设计规模为21万t/a，2003年后扩建使得该矿设计规模比原来扩大50余倍，随后矿区生活用水井出水量衰减60%以上[3]。

1.3 生态资源浪费与破坏

（1）生态资源的浪费。

①矿山工业场地的建设占用农田，减少了当地的可耕种面积。②矿山开采的掘进废石、煤矸石等固体废物会压占农田、污染土壤，对当地农业生产造成影响。③煤炭开采导致农田塌陷、裂缝，使得农田保水保肥水能力变差，水肥流失加剧，植物丧失了必要的立地条件和生长环境，农业生产投入变大收益变小，进而农田被弃耕。④采掘过程使得地表、山体变形，植被破坏，影响生物链完整性。

（2）人畜饮水安全问题

由于地下水位下降，一些深水井已经干涸，这严重影响周围居民的生活生产问题，尤其是饮水安全受到威胁。例如，2009年大柳塔镇母河沟村、双沟村受大柳塔煤矿影响，造成水源枯竭，200多亩水地、l00亩果园全部弃耕绝收，农户每年承受经济损失数万元；永兴办事处的王花疙瘩村，400多亩水浇地变成了荒地，山地更是有一半左右“只长草、不长粮”，尽管在政府协调下矿区给农户适当经济赔偿，但终究解决不了村民今后“没地种、没水喝”的问题[2-4]。

2 榆林市煤矿资源开发所造成的环境地质问题

榆林市矿山地质环境问题和地质灾害的发生，主要集中在以下几个区域：一是神木县店塔（水兴）镇及府谷县新民、庙沟门、三道沟等乡镇共约300km2范围内；二是神木县店塔、孙家岔两乡镇约246km2范围内；三是神木县大柳塔、中鸡两镇约l84km2范围内；四是神木县西沟乡64km2范围内；五是府谷县府谷镇北约20 km2范围内；六是横山县殿市镇33km2范围内（沿黑木头川分布）[5]。

2.1 地质灾害

矿业资源开发引发次生地质灾害，例如：地面塌陷、滑坡、地裂逢、崩塌、泥石流等。据统计，全榆林市由采空区塌陷引发的灾害十分严重，全市采空区面积近3000km2，塌陷面积300多 km2，地面塌陷40余处，直接经济损失近3000万元。到2008年底，榆林市境内因采煤形成的塌陷面积近80km2，其中仅神木县就占其中80%以上[4]。

2.2 水土流失

榆林地区是陕西省水土流失最严重的地区，水土流失面积36900km2以上 （不包括风沙区），占总面积的77%以上，全地区12个县均属水土流失重点县。全地区面积占三门峡以上黄河流域面积的6.32%，而年平均输沙量5.16亿t，却占三门峡以上输沙量的1/3[5]。榆林地区每年平均土壤侵蚀模数为11.970t/km2，在侵蚀严重的孤山川、佳芦河、窟野河中下游一带，侵蚀模数每年高达30000t/km2以上[5]。形成原因既包括自然因素也包括人为因素，其中自然因素主要受到地貌、气候、植被、岩性和土壤的影响。常见的土壤侵蚀按营力可分为流水侵蚀、重力侵蚀、风蚀等，而每一种营力作用，依据所处部位、规模大小、作用过程及其形态特征等，又可分为许多不同的方式，如雨滴侵蚀、面状侵蚀、线状侵蚀、沟状侵蚀、潜蚀、溶蚀，崩塌、滑坡、泥流、泻溜，磨蚀、吹扬等等。

2.3 土地沙化

土地沙化是指因气候变化和人类活动所导致的天然沙漠扩张和沙质土壤上植被破坏、沙土的过程。榆林地区地处毛乌素沙地南缘，沙化面积达2.44×104km2，全榆林地区一半以上的县城陷于重重沙漠之中，400多个村庄受风沙的侵袭压埋，100年间，已吞没农田、牧场超过14×104hm2[6]。

3 煤矿开采引起的环境污染问题

煤矿开采会引起十分严重的环境污染问题，包括水污染、大气污染和土壤污染。、采矿粉尘、煤矿排放的瓦斯、煤层自燃及煤矸石自燃的有害气体、矿石冶炼烟尘废气、废渣中重金属以及酸性废岩等是矿山环境污染的主要污染源。其主要污染物质有重金属汞、铅、砷、铬、镉等以及氰化物、石油类、粉尘、二氧化硫及酸性废水，未达标排放，或直排、偷排等都会造成地表水、地下水、土壤、植被、谷物、蔬菜、果品、水产品等污染[7-9]。

3.1 水环境污染

矿产开发过程中废水来源比较广泛，包括采矿、选矿和冶矿生产过程中的矿坑废水、选矿尾矿浆等。这些废水若未经达标处理，就会导致岩石中的金属组分和微量元素等有毒有害物在水中富集、迁移，最后进入河流湖泊或者渗入地下，导致地表水和地下水污染，降低其原有使用功能，不能饮用和农业灌溉，直接或间接威胁矿区及其附近居民的生活健康。

3.2 大气污染

矿产开发过程中产生的大气污染物主要是采矿粉尘、选冶排放的烟尘、废气。据榆林市环保统计资料显示废气排放主要集中在神木、府谷、榆阳三县，占到废气排放总量的90%以上。这三县是榆林市的主要产煤地，其中煤炭开采的废气排放量占总排放量的11%[9]。

3.3 土壤污染

矿产开发造成的土壤污染最常见是气型污染、水型污染和废渣污染。气型污染是指采矿粉尘、冶炼烟气等污染物质沉降至地表而污染矿区及周边土壤；水型污染是指矿坑水、选矿废水、冶炼废水排放后，通过地表径流或地下渗流时被土壤吸附截留，从而造成土壤污染。废渣污染是指采矿、选矿废渣长期堆放，通过自然分解、雨水淋溶等方式，使其中有毒有害物质，如镉、汞、铬、砷等渗入土壤造成污染。

4 榆林市煤矿开发利用规划

按照大型化、国际化和可持续发展的要求，十二五期间以重大项目为支持，加快煤炭资源开发，确保榆林市资源开发与环境保护的协调发展。按照合理布局矿产资源开发利用的空间范围，划分出重点、鼓励、限制、禁止开采区及矿业经济区。

4.1 重点开采区

（1）神府新民煤炭国家规划矿区：包括神木北部―府谷煤矿区，面积2666.7km2。截至2007年底，区内已设采矿权294个，累计查明煤资源储量243.3亿吨，保有煤资源储量65.6亿吨[10]。

（2）榆神煤炭国家规划矿区：包括神木西部一榆阳区煤矿区，面积3236km2。截至2007年底，区内已设采矿权58个，累计查明煤资源储量509.8亿吨，保有煤资源储量47.5亿吨[10]。

（3）榆横煤炭国家规划矿区：包括榆阳区西部―横山县煤矿区，面积5562.5 km2。截至2007年底，区内已设采矿权32个，累计查明煤资源储量456亿吨，保有煤资源储量0.63亿吨[10]。

4.2 鼓励开采区

具有矿产资源开发潜力，鼓励进行矿产资源开发利用活动的区域。分别是府谷矿区、吴堡矿区、米脂岩盐开采区。区内按开采规划区块优先投放采矿权，鼓励社会多元资金投入矿产资源开发利用。

（1）府谷矿区：面积404km2，已查明煤资源储量48.5亿吨，保有煤资源储量2.02亿吨。已查明铝土矿资源储量1062.7万吨，保有煤资源储量498.1万吨。区内有已设采矿权数量l2个，规划投放（设置）采矿权数量1个[11]。

（2）吴堡矿区：面积170.94km2，已查明煤资源储量9.03亿吨，规划投放（设置）采矿权数量1个[11]。

（3）米脂县岩盐开采区：面积326.48 km2，已查明煤资源储量8.72亿吨，计划按省盐化工重点工程设置采矿权[11]。

4.3 限制开采区

为规划期内对矿产资源开发利用活动实行一定限制的区域。如：地表饮用水源保护区的二级保护区和准保护区。区内严格控制采矿权的设置，新设采矿权应严格进行规划论证、审查。

4.4 禁止开采区

（1）靖定煤炭资源储备区：榆神矿区深部煤炭资源保护区。

（2）以及国家规定的其他禁止开采区域。

5 结语

榆林市又蕴藏着丰富的煤矿资源，是国内罕见、世界少有的能源矿产富集地。同时榆林地区又属于我国干旱、生态脆弱、水土流失和沙漠化严重的地区之一。大规模、高强度的煤矿等矿产资源开发活动已成为矿区最活跃、最主要的地质作用应力，成为加剧矿区地质环境变化的“催化剂”。而且榆林市是在地质、生态、环境等方面脆弱的地区，所以矿山资源毁损、地质灾害和环境污染等环境地质问题在矿山开发时间、空间上的重叠性、穿插性在榆林地区表现十分明显，多种环境问题交织叠加，相互影响将会对该地区自然环境和社会环境产生破坏性的后果。因此对矿产资源科学规划、合理开发是最大程度地减少、减轻矿业开发的负面影响的最佳途径，同时还应该注重地质灾害的监测和人工预防干预、矿山废弃物净化治理、土地复垦、生态恢复等问题。

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[4] 杨宏科，范立民.榆神府煤矿区地质生态环境综合评价[J].煤田地质与勘探，2003，31（6）：6～8

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[6] 黄永青，麻保林，石长春等. 榆林市退耕还林后续产业发展研究[J].西北林学院学报，2006， 21（6）： 190～193

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[8] 刘晓琼.生态脆弱区大型能源开发对区域发展的影响及优化调控-以榆林市为例[D].陕西师范大学2007.

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[10] 郝玉芬.山区型采煤废弃地生态修复及其生态服务研究[D]. 中国矿业大学，2011

[11] 王文龙，李占斌，张平仓.神府东胜煤田开发中诱发的环境灾害问题研究[J].生态学杂志，2004，23（1）：34～38.