煤矿开采对地下水的破坏有哪些

【专家解说】：3.1 对自然景观的影响 矿区现为中低山侵蚀斜坡地貌，区内最高点高程为+750m，最低点+475m，开采标高+575~+513m。开采区为高度适宜的小山峰，植被生长季节表现为绵延起伏的绿色山峦。 本项目煤炭生产是以矿井掘进的形式开采，不会对原有地貌景观造成较大的影响，主平硐工业场地、道路及矸石场等地的建设改变原有地貌景观，但影响范围小，并且远离干线公路。由于煤层开采后地表可能会发生移动，同时伴有裂缝及塌陷坑的产生。矿区煤炭开发后的地貌形态为原有地貌与地表沉陷叠加的结果，但由于井田范围内为起伏较大的中低山区，地表下沉值远不如地形变化大，而且地表裂缝及塌陷坑规模都不大，地貌形态的改变并不十分明显。因此，该煤矿的开采不会使其所在区域层峦叠嶂的视觉景观发生根本变化。 3.2 对矿区范围内地表塌陷的影响 3.2.1 地表塌陷预测 地表变形深陷裂缝影响因素很多,涉及面广,既有自然因素的控制,又有人为因素的影响,但不论何种原因,最关键的是环境地质基础。如果地质条件好,构造简单,岩性组合以坚硬岩层为主,单层厚度大,岩石力学指标强,则难以发生地质变形,即使发生,其影响程度也较轻,反之则易于发生,影响程度比前者严重。该矿地质构造简单，经多年采矿未诱发地质灾害发生，未引发地面开裂和塌陷变形。该区现状稳定。未来采矿范围将向深部扩大后，地质条件和采矿工程与已采区的基本相同，且采深更大，采用类比法认为，未来采矿工程对地表造成破坏的可能性小。 3.2.2 地表移动与变形值预计 结合评价区域地形条件，根据国家煤炭局《压煤开采规程》中山区地表移动与变形值计算方法，其计算公式如下，计算结果列于表1。 最大下沉值 (mm): 主要影响半径( r0):r0 = H0/tgβ (tgβ2.0) 倾斜斜率(i):i= Wmax/r 曲率值(k):k = 1.52Wmax/r2 水平变形值(ε):ε= 1.52bWmax/r 水平移动值(u):u= b·Wmax 最大下沉角( ): = 90°-0.6 冒落带高度 计算(按K3煤层计算): 导水裂隙带高度 : 式中: --煤层开采高度为0.60m; --煤层倾角23°; H0--煤层平均采深，137.5m; --下沉系数，取经验值0.70; b--水平移动系数,取经验值0.3; --岩石碎膨胀系数，取经验值1.2。 走向边界角、上山、下山边界角 、 、 ，取经验值，分别55°、55°、49°。 表1 地表移动变形预计值一览表 最大下沉值 Wmax(m) 386 主要影响半径 r0(m) 68.8 地表变形值 斜率 (mm/m) 5.619 曲率 (10-3/m) 0.1241 水平变形 (mm/m) 2.562 水平移动 (mm) 115.8 边界角(°) 下山( ) 49 上山( ) 55 走向( ) 55 最大下沉角(°) 76°2′ 冒落带高度(m) 2.30 导水裂隙带高度(m) 10.76±5.6 开采传播影响角(°) 73°36′ 根据表1计算得到的地表变形值i、k、ε，并对照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(煤行管局字[2000]第81号)建筑物损坏等级划分标准，对地面建(构)筑物的破坏等级属Ⅱ级(轻微损坏)，结构处理为小修。说明矿山移动盆地沉陷造成地表建构筑物受损的可能性中等，损失中等，危险性中等。 ****煤矿井田范围内无居民居住。据实地调查，该煤矿采矿影响范围共有民房3户，房屋多为砖混结构(2F)，房屋基础多为条石，基础持力层以石灰岩为主，经调查未发现民房墙体开裂和地面裂缝等破坏现象。但随着煤矿的进一步开采，采空区面积的扩大，采煤活动可能对地面居民建筑物造成一定的影响。 3.3 水土流失和土壤侵蚀的影响 该项目的在建设期已对原地表具有水土保持功能的植被进行彻底的破坏，开挖后形成的裸露面完全暴露，虽然开挖迹地最终裸露面为基岩，短期内无松散颗粒存在，无土壤流失源，但其中对径流入渗量及汇流时间的减少，极易造成径流量和径流侵蚀能力的增加。 项目开采多年，多余的矸石堆放在矸石场，形成一个松散的堆积体，受降水渗入的影响及弃渣在自然沉降、人为活动的作用下，降低渣体摩擦角，易发生冲刷、滑塌等水土流失现象，若经降水冲刷流入下游农田中，会对种植的农作物产生较大危害，造成不良影响。 煤炭开采、施工带平整、道路开通、生产服务设施等工程，会造成施工区域内地表植被的完全破坏，使土壤的结构、组成及理化性质等发生变化，进而影响土壤的侵蚀状况，新增一定量的土壤侵蚀。临时性占地，也将破坏植被和扰动原地表，使土壤变得疏松，以及开采过程中产生的弃渣等，也将新增一定量的水土流失。 3.4 对植被的影响 井田开采造成地表植被的完全破坏。弃渣、生活垃圾等构成的固废物，井下排水、生产生活污水，煤尘、粉尘土等，以及地表塌陷等，均会对周围的植被产生不良影响。尽管项目建设会使原有植被遭到局部损失，但于本矿建设的规模很小，占用的土地十分有限，不会使评价区植物群落的种类组成发生变化，也不会造成某一植物种的消失。且该矿已开采15年，经现场调查并询问当地居民知道，地表植被未发生根本性变化，据此也可类比认为，****煤矿以后的开采对地表植被影响很小。 3.5 对野生动物的影响 对动物的影响主要体现在两个方面:一方面是地表沉陷破坏植被使陆生动物失去赖以生存的条件以及地表沉陷新朔地貌导致动物物种的改变。因地表沉陷对植被的影响主要发生在非连续变形的区域，本井田小且无该区域，因此开采破坏植被的量很少，不会破坏井田范围内的生物群落结构。另一方面是施工人员的活动将会使施工区及周围一定范围内野生动物的活动和栖息产生一定影响，引起野生动物局部的迁移，使其群落组成和数量发生一定变化，然而，由于评价区野生动物种类较少，且多为一些常见种类，因此这种不利影响是轻微的。 3.6 对土壤的影响 煤炭开采过程中产生的粉尘污染物通过自降和降水淋溶等途径进入土壤环境，从物理、化学和物理化学等方面影响周围土壤的孔隙度、团粒结构、酸碱度、土壤肥力及微量元素含量等，具体分析如下: a、粉尘量很少，不会改变附近土壤酸碱度; b、粉尘中重金属元素含量低且难以被植物直接吸收利用，因而对土壤和作物不会产生污染; c、从静态分析，粉尘在土壤中累积会增强土壤粘结性，造成土壤板结，并且降低了土壤孔隙度，使土壤表层严重结壳，阻碍土壤与大气的气体交换，从而抑制土壤微生物活动，影响土壤地力正常发挥，降低了土壤肥力。但从评价区域土壤理化性质来讲，质地以壤土为主，明显地反映出粘粒不足，增加一些细小颗粒并不会改变土壤的结构。据安徽农学院研究，粉尘对土壤影响的实验结果，粉尘量达到每年每kg土壤接纳2g粉尘条件下，经过20年的积累，方对土壤产生明显影响，本煤矿的开采排尘强度远远低于该数值，所以不会对土壤理化性质产生明显影响。 3.7 对土地利用的影响 项目建设对当地土地利用的影响主要是井田开挖、道路建设、和辅助系统等工程建设用地，这些设施对土地的占用使这些土地失去原有的生物生产功能和生态功能。从而对局地的土地利用产生一定的影响，影响到当地的农、林用地。采煤结束后，一般1年(对于耕地)或3~4年(对于灌丛林地)内基本上可恢复原有的土地利用功能，临时占地对整个区域土地利用和经济的不利影响是有限的。 3.8 对区域环境功能的影响 生态环境类型由自然生态系统变为人工生态系统，由林地(主要为灌丛)变为矿区，区域生物生产力降低，而人口将大幅度增加。矿井服务期间，水源涵养及水质净化、生物多样性保持、景观及娱乐功能有所减弱，大气污染及噪声功能区基本不发生变化。矿井服务期满进行生态恢复后，植被覆盖率将恢复接近开采前水平，且乔、灌、草搭配协调，物种多样性有所增加，各项环境功能恢复接近开采前水平。 3.9 矿井报废期对生态环境影响 矿井在衰竭后期至报废期的时段内，与初采期和盛采期相比对自然环境诸要素的影响将趋于减缓，主要体现在以下几个方面: a、煤炭行业特有的地表变形环境问题，将随着开采活动的减少乃至停止而逐渐趋于稳定，不会再有新的沉陷区出现。但是矿井闭矿时矿井采空区最大，地表沉陷也将达到最大值，因此在地表沉陷区，应采取土地重塑措施，恢复其土地的使用功能。 b、随着资源的枯竭，与矿井有关的煤炭开采、加工和利用的各产污设备也将完成其服务功能，因此这些产污环节也将减弱或消失，如井下及地面污废水的排放、设备噪声、环境空气污染物等，区域环境质量有所好转。 c、在矿井关闭之后，矿井矸石山不仅占用土地，还将继续污染环境，因此应对排矸场所占用的土地进行恢复其原有功能，如平整后覆土复垦或绿化。之后，所贮存的固体废弃物的性质趋于稳定，对环境的不利影响将逐步消失，填沟造地、复垦绿化的完成，形成区域新气象。 d、在闭矿后，矿井工业广场场地景观与自然景观不相协调，应对其平整，恢复植被以减轻对自然景观的影响。 e、矿井报废期还将会面临矿井有害气体继续溢出的环境问题，应采取有力措施予以防范。