煤田開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)—以陜北神木北部礦區(qū)為例

1、煤田開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)以陜北神木北部礦區(qū)為例第6卷第4期中國(guó)煤田地質(zhì)6j一60煤田開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)以陜北神木北部礦區(qū)為例范立民多._一(陜西煤田地質(zhì)局185隊(duì)榆林市719000)摘薹種木北部礦區(qū)(下稱神北礦區(qū))地質(zhì)環(huán)境脆弱,煤田開發(fā)加副了生態(tài)環(huán)境的惡化使水土流失加劇,河流泄洪能力降低.水位下降,水體污染,采空區(qū)地面下沉,地裂縫發(fā)育本文在敘述礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景的基礎(chǔ)上.初步分析了近十年來(lái)煤田開發(fā)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響關(guān)鍵調(diào)絲e咝置陜北,j家1前言煤炭開發(fā)引起的環(huán)境破壞越來(lái)越嚴(yán)重.許多煤炭城市環(huán)境質(zhì)量極差,地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生.對(duì)礦區(qū)及附近居民的生命財(cái)產(chǎn)已構(gòu)成威脅.神北礦區(qū)地處毛烏素沙漠邊緣,人煙稀少,植被稀散,流

2、沙遍布,水資源貧乏,地質(zhì)環(huán)境十分脆弱礦區(qū)所在陜北侏羅紀(jì)煤田自1982年發(fā)現(xiàn)以來(lái),以其優(yōu)越的地理位置,簡(jiǎn)單的地質(zhì)條件和儲(chǔ)量巨大,煤質(zhì)優(yōu)良而贏得了開發(fā)速度.1987年拉開序幕,1993年已基本形成了年產(chǎn)原煤1000萬(wàn)t的規(guī)模(含毗鄰的東勝礦區(qū)).經(jīng)濟(jì)效益明顯,同時(shí)帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展.然而,效益的取得卻以極大的環(huán)境破壞為代價(jià).據(jù)可靠資料,煤田開發(fā)后,礦區(qū)水土流失加劇,每年新增水土流失達(dá)2780萬(wàn)t,破壞植被,農(nóng)田14012萬(wàn)m.大氣質(zhì)量明顯下降,水體也受到了污染.因此,研究煤田開發(fā)的環(huán)境效應(yīng),保護(hù)礦區(qū)地質(zhì)和生態(tài)環(huán)境是煤田開發(fā)的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù).本文以神北礦區(qū)為例,分析研究煤田開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)及形成原因.

3、神北礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景概述神北礦區(qū)地處陜北黃土高原北部和毛烏素沙漠的南緣,為兩大地貌單元的接壤地區(qū).礦區(qū)烏蘭木倫河以東和考考烏素溝以南是以風(fēng)沙地貌為主的地區(qū),有小片黃土及基巖出露.其它地區(qū)是以黃土梁峁地貌為主,有小片風(fēng)積沙出露(圖1)煤田開發(fā)前,礦區(qū)地下水地表水水質(zhì)好,水化學(xué)類型為hco.一ca或hco.一ca?mg型水,礦化度<0.5g/l,有毒有害元素含量極微弱,完全符合國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn).地表水體水質(zhì)同地下水一致,含沙量0.33358kg/m.,總懸浮物低于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.區(qū)內(nèi)大氣質(zhì)量較好,大氣中有毒有害氣體及放射性元素含量極低,能見度高,空氣清新.只有風(fēng)沙季節(jié)(35月)大氣中懸

4、浮塵粒偏高.礦區(qū)地處陜北干旱半干旱地區(qū),多年平均降水量只有435.7ram,且7o集中在79月.中國(guó)煤田地質(zhì)6卷雖然解放后開展了大規(guī)模治理沙漠,植樹造林活動(dòng),取得_一定收效.但總的來(lái)說(shuō),地表巖土層抗風(fēng)蝕,侵蝕能力仍很弱.雨季水土流失仍較嚴(yán)重.總之,礦區(qū)水資源貧乏(但水質(zhì)好),降雨量小,植被稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱,自然狀態(tài)下環(huán)境質(zhì)量呈下降趨勢(shì),抗污染,破壞的能力極差.3煤田開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)3.1水土流失礦區(qū)開發(fā)以來(lái),帶動(dòng)了一大批鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),冶金建筑業(yè)的發(fā)展.僅1987年來(lái),就先后修通了包神鐵路,榆神府二級(jí)公路.既將建成神朔鐵路.大柳塔區(qū)竣工建筑面積約40萬(wàn)m.烏蘭木倫河沿岸除建有華能集團(tuán)的大中型礦井1o

5、多處外,鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)體煤礦也隨處可見.在烏蘭木倫河谷及活雞兔淘,巨厚的2-2煤層埋深只有幾米或十幾米.揭開表面沖積層,2煤就是取之不盡的財(cái)富.大規(guī)模掠奪式的開采使大片林木毀壞,農(nóng)田廢棄,土壤結(jié)構(gòu)破壞,持水力下降.大量的棄土棄渣堆放于烏蘭木倫河道,使河道變窄泄洪能力下降.據(jù)統(tǒng)計(jì),煤田開發(fā)后人為破壞地表植被17742.2萬(wàn)m侵占農(nóng)囝1神北礦區(qū)地皖分區(qū)示意圖風(fēng)沙堆積灘地區(qū)片抄黃土丘蘞區(qū)田6269.8萬(wàn)m.年增加水土流失2780萬(wàn)t.礦區(qū)一二期工程每年增加土壤侵蝕量4514萬(wàn)t,增加入黃河泥沙2019萬(wàn)t.從而使神府東勝地區(qū)入黃泥沙總量達(dá)3.96億t,占黃河總輸沙量的25.成為黃河粗沙的主要來(lái)源礦區(qū)開發(fā)幾年

6、來(lái),棄土渣總量達(dá)6858萬(wàn)t,其中6o直接排入烏蘭倫河,使河床抬高4m.1988年建成的烏河大柳塔公路橋,4m高的橋墩已被沙土淹沒,泄洪能力由11700ms/s降低到7000m/s.河床由800lo00m寬雅窄到300m以內(nèi),個(gè)別地段(如馬家塔露天礦段)河床不足loom左右.活雞兔溝(常年河)河床也由700m變?yōu)閘oom左右.從而嚴(yán)重影響了河流泄洪.1989年7月21日一場(chǎng)25年一遇的洪水夷平了17處礦井,9處露天坑.包神鐵路多處受損,中斷行車30多天.直接損失1300萬(wàn)元.1992年8月7日的洪水,沖毀農(nóng)田,草場(chǎng)16788.4萬(wàn)m.,河堤15處,直接損失1380萬(wàn)元.大自然已經(jīng)敲響了警鐘!地

7、質(zhì)條件優(yōu)越的檸條塔露天區(qū),適合露采的兩層煤含矸928.3萬(wàn)m.總剝離量285852萬(wàn)m(其中沙土層75712萬(wàn)m.),未來(lái)這些土石對(duì)考考烏素溝,窟野河也將產(chǎn)生嚴(yán)重影響.3.2水位下降水體污染鳥蘭術(shù)倫河河道多處露天坑的開挖.使具有一定供水意義的階地地下水受到破壞而不能開采.例如馬家塔地段,二級(jí)階地寬lkm.長(zhǎng)lokm以上,第四系含水層厚615m,單井出水量200400m/d.目前已遭破壞.大柳塔水源地柳根溝泉域,雙溝泉域總溢出量達(dá)20000ma/a,目前溢出量在逐漸減少,水位呈下降趨勢(shì).大柳塔的燒變巖潛水,含水豐富,單井水量達(dá)650m/d以上(在神府東勝地區(qū),是非常理想的供水井).也受到煤田開發(fā)

8、的影響.大面積多礦井的開發(fā),區(qū)域地下水位下降后則很難回復(fù),同時(shí)造成植被干涸,防風(fēng)固沙能力降低.4期范立民:煤田開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)65礦區(qū)水體也受到污染.烏蘭木倫河的下游為窟野河,水中總懸浮物是1987年前的93倍,水化學(xué)類型也由hcoca變?yōu)椴环€(wěn)定的類型,有時(shí)為hco,ca?na或hcona型,有時(shí)為hco?so.一na型水.其它理化指標(biāo)也有較大變化3.3大氣污染神北礦區(qū)煤質(zhì)是低變質(zhì)階段的長(zhǎng)焰煤和不粘煤,煤中有機(jī)質(zhì)含量高,易自燃.1990年以來(lái)多次發(fā)生煤堆自燃.1993年某礦近萬(wàn)噸煤自燃,損失3o萬(wàn)元井嚴(yán)重污染大氣.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),神府兩縣每年有23瓦t煤自燃.煤自燃不僅造成直接經(jīng)濟(jì)損失,還嚴(yán)重污染

9、了大氣環(huán)境.大柳塔鎮(zhèn)是礦區(qū)開發(fā)指揮中心.大氣中氨氧化合物,總懸浮微粒,so三項(xiàng)主要指標(biāo),1992年分別是1986年的4,17和24倍大柳塔煤炭集裝站,大氣中總懸浮微粒超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)58倍.礦區(qū)及其附近還有大量土煉焦?fàn)t,平均每2噸煤煉1噸焦,既浪費(fèi)資源,又嚴(yán)重污染大氣環(huán)境3.4地面沉降及地裂縫地下采空后,必然起采空區(qū)上覆巖土體的下降和開裂,導(dǎo)致地面沉降,地裂縫發(fā)育.有時(shí)甚至?xí)T發(fā)較大精坡的發(fā)生(如韓城電廠精坡).礦區(qū)某工作面寬150m,長(zhǎng)1100m煤層埋深約60m,采高2.8o3.20m隨采空區(qū)長(zhǎng)度的增加,地面下沉幅度也加大二者呈線性關(guān)系.同時(shí)導(dǎo)致周圍地裂縫的發(fā)育,裂縫寬575m,長(zhǎng)近200m

10、,呈橢園形分布地面沉降與地裂縫的發(fā)育,對(duì)第四系含水層也產(chǎn)生一定的影響3.5其它環(huán)境效應(yīng)煤田開發(fā)還會(huì)產(chǎn)生其它環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題如崩塌,精坡,頂板冒落等另外,煤田開發(fā)對(duì)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和科學(xué),教育事業(yè)的振興提供了重要條件,應(yīng)充分利用這一環(huán)境條件.4造成環(huán)境破壞的原因淺析4.1地質(zhì)環(huán)境背景礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境十分脆弱,地下水資源貧乏,降水量小,植被稀散.煤系地層巖石破碎,頂板穩(wěn)定性差,煤炭易自燃地表廣布流沙.所有這些,為環(huán)境惡化提供了客觀條件,一旦人類活動(dòng)影響,環(huán)境就無(wú)法承受.因此地質(zhì)環(huán)境背景是環(huán)境惡化的客觀原因4.2開發(fā)速度與規(guī)模問(wèn)題.礦區(qū)特殊的地質(zhì)環(huán)境條件決定了礦區(qū)開發(fā)的速度不宜過(guò)快,規(guī)模不宜過(guò)大自19

11、85年以來(lái),國(guó)家集體個(gè)人一起上,開發(fā)大軍蜂蛹而至,開發(fā)秩序一度混亂.以活雞兔溝為側(cè),下游不到2km的河谷中,就有21座煤礦.考考烏素溝檸條塔地段,每隔三四百米就有一個(gè)露天坑(現(xiàn)已全部關(guān)閉).烏蘭木倫河上游主河道西側(cè),礦點(diǎn)密布.所有這些煤礦,特別是村辦,個(gè)體礦,只顧挖煤,那里好采那里上,根本顧不上環(huán)境治理.最近二三年來(lái),華能集團(tuán)每年投入數(shù)百萬(wàn)資金,用于環(huán)境袷理.但近期仍無(wú)法挽救已造成的損失4.3管理體制不順與執(zhí)法不嚴(yán)也導(dǎo)致環(huán)境惡化t神北礦區(qū)及毗鄰地區(qū)地跨晉陜蒙三省區(qū),俗稱黃河金三角雖然國(guó)家頒布有環(huán)保法等法律法規(guī),但一些單位和個(gè)人法制觀念與環(huán)境意識(shí)淡薄,執(zhí)法又不嚴(yán),導(dǎo)致環(huán)境惡化.神朔鐵路陜西段,鐵

12、路施工中破壞植被農(nóng)田數(shù)千畝,棄土渣100萬(wàn)m.,部分直接排入黃河一級(jí)支流窟野河及孤山川中,造成環(huán)境破壞,而相應(yīng)的治理措施卻沒有實(shí)施.一位政府高級(jí)官員說(shuō):由于開發(fā)體制上的原因,礦區(qū)至今沒有形成統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理機(jī)構(gòu),地方政府及有關(guān)部門也無(wú)法對(duì)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境實(shí)行有效的監(jiān)督管理,形成了環(huán)境管理上的真空狀態(tài).”中國(guó)煤田地質(zhì)6卷5環(huán)境保護(hù)對(duì)策神北礦區(qū)及所在晉陜蒙接壤地區(qū),區(qū)內(nèi)除煤外其它礦產(chǎn)資源很少.該區(qū)以其地理位置特殊,煤炭資源豐富而成為我國(guó)煤炭工業(yè)戰(zhàn)略西移的重要開發(fā)區(qū).因此對(duì)本醫(yī)煤炭開發(fā),環(huán)境保護(hù)與治理應(yīng)實(shí)施特殊政策形成晉陜蒙煤炭開發(fā)特區(qū),有秩序有計(jì)劃統(tǒng)一協(xié)調(diào)開發(fā)煤炭.在環(huán)保方面成立跨地區(qū)跨部門的機(jī)構(gòu),賦予特別職權(quán),嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保法,草原法等法規(guī).本著“誰(shuí)開發(fā)誰(shuí)保護(hù),誰(shuí)破壞誰(shuí)治理”的原則,征收生態(tài)環(huán)境保護(hù)治理費(fèi)真正做到有法必嵌,違法必究.只有這樣才有利于煤炭開發(fā)和地質(zhì)環(huán)境的改善.另外,對(duì)煤