煤矿地质环境问题及防治措施

[摘 要]保护矿区环境、防治煤矿开采造成环境污染和破坏，是煤炭工业生产和建设必不可少的组成部分。由于煤矿环境与地质、水文地质、地球化学等地质环境因素有着极为密切的关系，因此，煤矿环境地质是煤矿地质研究的重要内容和煤矿环境保护的基础工作。

[关键词]煤矿；地质环境；防治

中图分类号：TD167 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0557-02

环境地质学是地质学与环境学交叉构成的新兴边缘学科，而煤矿环境地质是环境地质学的重要组成部分。煤矿环境地质以环境地质学的理论和方法为基础，分析地质环境、生态环境与煤炭开发利用活动之间的相互作用和影响，研究矿区环境地质特征和现代地质过程（如滑坡、泥石流、地震、矿山岩移等）引起的环境问题和地质灾害及其预测和防治方法，探讨采矿活动产生的地质作用对地质环境的影响及引发的环境地质问题，揭示矿区地质环境中的化学元素与人体健康的关系，提出改善和控制矿区环境质量的地质原理和方法，研究煤矿环境地质监测和分析评价技术。

一、煤矿地质环境问题及灾害

1.煤矿地质环境问题

①煤炭资源开发（如建井、开采）和利用过程所产生的地质作用及其对地质环境的影响。②煤矿生产活动引起的环境地质条件和环境污染地质因素的变化及其特征。③煤矿生产产生的废石、废水、废气等污染物的性质、成分及其含量和污染类型。④煤矿生产导致煤层、煤矸石、地下水等地质体中有害物质迁移、聚集、扩散等的途径和地质因素。⑤煤矿生产活动造成的煤矿空气污染、水土污染、辐射污染（热、光、放射性污染）、振动污染等的形成、特点及其与地质因素的关系。

2.煤矿环境地质灾害

①煤矿环境地质灾害的类型、成因、分布和灾害程度。②煤矿环境地质灾害的诱发因素。③煤矿环境地质灾害的预测及其方法。④煤矿环境地质灾害对环境的影响等。

二、煤矿地质环境问题的防治措施

1.矿井设计合理规划，减少矸石排放量

（1）采用全煤巷开拓方式

巷道尽量布置在煤巷中，减少岩巷掘进量，从而控制排矸总量。我国世界一流的现代化煤矿的矿井，基本上按全煤巷开拓设计，大大减少了排矸量。

（2）利用自然边界划分井田和采区

开拓巷道沿自然边界（断层带、煤层变薄带、火成岩侵入带、高硫高灰煤层带）掘进，采区内尽量避免出现地质构造，减少破岩，降低煤中矸石的混入量。控制高硫高灰煤的开采比例，减少原煤总灰分和总排矸量。

（3）合理选择采煤方法及生产工艺

采煤方法和生产工艺直接影响着矿井生产的原煤质量和地面环境保护。应根据煤层赋存条件和生产技术条件，在安全、高效的原则下，选择合理的采煤方法和生产工艺。

①加大采高。实现煤层全厚开采。采用煤层全厚开采，不仅可以减少巷道准备工作量，简化煤层开采程序，提高工作面的产量和效率，也减少了分层开采时矸石和其他杂物混入煤中的几率，降低了原煤含矸率和灰分。采用放顶煤开采厚煤层，可以有效地提高工作面回收率，降低原煤含矸率。

②合理分层。厚煤层分层开采，应根据煤层柱状及开采条件，按夹石层的位置、各分层的煤质情况以及顶底板条件，综合研究确定分层界限以及分层厚度。合理分层能减少煤中的矸石混入量，提高原煤生产质量。

③留顶（或底）煤开采。当煤层有较厚的破碎伪顶或直接顶而难以维护时.工作面可实行留顶煤回采，避免了伪顶或破碎顶板冒落混入煤中使煤质恶化。在底板松软的情况下，为了防止支柱钻底或采煤机啃底降低煤质，工作面应采用留底板方法回采，以保证煤炭生产质量，降低含矸率。该法可能降低回采率.应综合考虑选择。

④利用矸石充填井下巷道。矸石不出井，实际上就是通过各种手段，将巷道掘进过程中的矸石就地处理于井下。通常采用的方法是宽巷掘进、沿空留巷、矸石充填等。宽巷掘进技术就是在掘进半煤岩巷时.开挖煤层宽度大于巷道宽度，掘进的矸石充填于巷道一侧或两侧被挖空煤层空间中和支架臂后。沿空留巷技术的推广应用，大大降低了巷道掘进率，减少了巷道工程量，同时也相应地减少了矿井的矸量和煤中混入的矸石量，能实现煤炭的清洁开采。矸石充填技术就是把矸石送到井下集中破碎站，破碎后的矸石，可作为建筑材料和充填材料，供井下铺轨、混凝土骨料、巷道壁后充填、工作面充填等使用。

2.采取措施减少矿井废气与粉尘污染

（1）井下瓦斯抽放与利用

煤矿向大气排放的废气量和有害物成分的多少，主要取决于矿井煤层瓦斯含量和生产时的瓦斯涌出量。如在煤矿生产过程中预先抽出煤层中的瓦斯加以利用，可以有效地甚至是大幅度地减少生产中的瓦斯涌出量。这不仅是确保安全生产的重要技术措施，也是减轻矿井排放废气对环境污染的重要途径。从通风安全的角度可以不考虑抽放出来的瓦斯利用，只要排至矿井以外便达到预期目标；而从减轻污染的角度，则必须强调对抽放出来的瓦斯加以充分利用，变害为利。山西省阳泉煤矿是较早利用瓦斯的范例。

（2）矿井粉尘防治

世界各主要产煤国家都先后采用高压喷雾或高压水辅助切割降尘技术，有效地控制采煤机切割时产生的粉尘，同时减少了截齿摩擦产生火花引燃瓦斯、煤尘爆炸的危险性。在掘进工作面，主要采用内外喷雾相结合的方法降低掘进机切割部的产尘量和蔓延到巷道的悬浮粉尘。同时，通过粉尘净化，通风除尘，泡沫除尘，声波雾化等综合措施，降低粉尘的产生和飞扬。

结论

煤矿实现可持续发展，必须解决环境经济学难题；解决煤矿开采引发的环境问题，如采煤对土地资源的损害、对村庄的损害、对水资源的影响，以及煤炭开发和利用对大气环境生态平衡的影响，使煤矿区环境得到持续性改善；在煤炭资源开采利用方面，要合理开采，科学利用，降低资源耗竭速度，延长资源的服务期限，在相当长的时期内可以持续有效地为社会提供充足的能源供应，保证需求，并且煤炭生产要向高效、洁净、环保方向发展。维护和促进社会经济的可持续发展。

参考文献

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