我國煤炭資源量佔一次能源資源總量的90%以上,每年消耗的一次能源中煤炭佔70%以上,而且今後相當長的一段時期內這種狀況都不會有大的變化。我國適於露天開採的煤炭資源儲量大約為490億噸。目前,我國露天礦煤炭產量佔總產量的5%左右,預計到2020年將達到12-14%。據統計,我國露天開採每萬噸煤炭約破壞土地0.22公頃,其中挖掘破壞0.12公頃,外排土場佔壓0.1公頃。露天開採時破壞土地面積為露天礦採場本身面積的2-11倍。下面談一談露天煤礦開採過程中的環境保護問題。
1 露天礦開採過程對環境的影響
1.1 對生態環境的影響
露天礦開採對土地的破壞主要表現為挖損、佔壓、塌陷,造成土壤的酸化、鹽鹼化和鹽漬化,從而使得土地沙化和土壤貧瘠化。一般來說,裸沙1畝,風力和水力侵蝕將影響鄰近3畝土地;沙化土壤有機含量將減少79.2%,全氮量減少77.7%,全磷量減少15.5%,物理性粘粒減少50%,造成原始土壤的嚴重貧化。
所有挖損、佔壓、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植被,有些破壞是毀滅性的、不可逆的,在風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
礦區內各類鍋爐、燃煤電廠等排放的煙塵。
1.2.2 礦區作業面產生的煙塵
採場工作面、採場煤幫暴露時間過長、煤層氧化燃燒;煤層中作為剝離物進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生的煙塵。
煙塵中含有SO2、NOX、CO、H2S等有害氣體,對生態系統構成影響。遇到雨水和潮溼的空氣生成酸性硫化物,其腐蝕性非常強,從鋼鐵、水泥構件到人體均會受到腐蝕和侵害。
1.2.3 礦區粉塵
礦區塵源主要來自大型剝離裝置的採掘、運輸及排土作業粉塵;煤的採掘、運輸、儲煤、粉碎及作業過程粉塵;輔助裝置作業粉塵;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,太陽爆晒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、通風系統排放。甲烷是一種重要的溫室效應氣體,能使對流層中的臭氧增加,使平流層中的臭氧減少。
1.3 對水迴圈系統的影響
1.3.1 對地下水的汙染
煤礦開採不但對地下水的正常迴圈與補給產生影響,而且造成嚴重汙染。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、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;開採條件下酚類有機反應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硃砂伴生,在煤礦開採時,硃砂被加速氧化溶解,而使汞離子進入水體;受礦坑水汙染的地表水,直接補給淺層地下水,致使淺層地下水也受到不同程度的汙染。
1.3.2 對地表水的影響
首先,隨著煤礦開採量的不斷增加,礦坑水排出量增加,由於河水的自淨能力很弱,在河水斷流時期,河道容納的幾乎全是汙水。因此,未經處理的礦井汙染水直接排放,造成對地表水、土壤等的環境汙染;其次,由於煤層淺埋藏區煤礦開採採空面積不斷擴大,採空區導水裂隙帶和地面塌陷範圍也隨之擴大,造成河川徑流量大量滲漏,使地表水與地下水、礦坑水發生了直接的水力聯絡地表水在匯流區及徑流區水量漏失嚴重,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型別:
1)空氣動力源。如風機、風扇、跳汰機和風閥等。
2)機械動力源。如鉚槍、振動篩、溜槽、各種採掘裝置和運輸裝置,以及其它各種機械裝置。
3)電磁動力源。如電機、電焊機、電器裝置等。
4)人工動力源。如爆破、人力施工等。
2 防範及治理措施
2.1 加強有關法律法規的宣傳力度,提高環保意識
煤炭能源的開發是經濟發展的重要基礎,而土地資源,生態環境,又是人類賴以生存的最重要條件。礦區可持續發展的'核心內容之一是保持礦區經濟與環境的協調發展。樹立保護環境就是保護生產力的意識,改變過去那種將經濟發展與環境保護相對立的落後觀念,實行礦區環境與經濟發展的綜合決策機制。制定切實可行的礦山生態治理與恢復的方案,並予以實施。
2.2 礦區的生態恢復
根據“以防為主、防治結合”的原則,採取工程措施與生物措施相結合的辦法,對內外排土場層層碾壓、修建擋水牆、排水溝、集水池等,在坡面修挖水平溝、魚鱗坑,坑內植樹種草,採取網障固沙、林草綠化相結合的多層次防護體系。針對露天開採對土地的破壞,嚴格執行《土地復墾規定》,一邊開挖,一邊分層回填。借鑑國內外經驗,結合本地區的環境特點制定採場和排土場的土地復墾計劃,確定復墾措施,使復墾區逐步轉變為現代化的人造生態園。
2.3 大氣汙染源的治理
(1)針對露天礦區的防塵主要措施是採用溼式作業和灑水降塵,採掘機械配套袋式集塵器。
(2)對儲煤場實施全封閉,場內設定灑水噴頭,四周設定擋風抑塵網。
(3)聯絡道路硬化、外排道路硬化、道路灑水降塵。
(4)工業場地內設定集中供熱鍋爐房配置脫硫除塵設施。
2.4 水環境汙染源的治理
(1)針對生活汙水採取建化糞池、生化處理設施等措施,處理後廢水可作為道路的灑水降塵及綠化。
(2)針對礦坑疏幹水修建淨化車間、調節池、沉泥池和回用水池,處理後的水可作為水源用於場地綠化及生產用水等。
2.5 噪聲治理
針對不同型別的噪聲源採取將裝置置於廠房內、安裝雙層玻璃、配備機器隔聲降噪設施、配發耳塞等措施,將噪聲危害降到最低。
2.6 煤矸石的綜合利用
據統計,所有的洗矸、煤泥和部分的採掘出的煤矸石,都具有一定的發熱量(300~3 500千卡/千克),可以用於迴圈硫化床鍋爐燃燒發電,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部分,經過迴圈硫化床低溫燃燒後,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,部分可用於制磚,其經濟效益和環境效益十分可觀。
露天礦開採環境保護的總體目標是:在礦區地質環境勘察的基礎上,以露天開採為重點,對環境進行治理,開展露天礦區環境綜合治理,確保露天礦區安全生產,延長露天礦區服務年限,恢復露天礦區生態環境和改善露天礦區大氣環境,實現露天礦區廢水零排放,使固體廢棄物資源化、減量化。
實現露天煤礦生產與礦區生態環境重建一體化,是煤礦企業自身和國民經濟可持續發展的必然要求與必然結果。
參考文獻
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