山西煤炭資源

山西煤炭資源交工081班盧仰信 學(xué)號(hào)：200800550摘要：山西有豐富的煤炭資源，但是由于不合理的開采，加之該地區(qū)的特殊的地質(zhì)條件，引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題，污染嚴(yán)重、地地下水位下降、塌陷現(xiàn)象突出，危及到百姓的正常生活。給今后的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)帶來了困難。因此必須做好開采后的恢復(fù)、建設(shè)之前的勘測、轄區(qū)范圍的地質(zhì)狀況資料收集等工作，為及基礎(chǔ)設(shè)施的施工打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：煤炭資源地下水地質(zhì)條件環(huán)境問題關(guān)鍵詞：煤炭資源地下水地質(zhì)條件環(huán)境問題晉西北部是山西的主要黃土覆蓋區(qū)。由于長期水蝕作用，形成黃土丘隆溝壑地形。呂梁山向北延伸，在黃土區(qū)交錯(cuò)，構(gòu)成黃土丘陵山地之特殊地貔。塬面海拔一般在1000米以上。年均氣溫4.5—8.8°C,降水450—600毫米，因地而有差異。由于人類活動(dòng)的長期影響，自然植被遭到嚴(yán)重破壞很嚴(yán)重。晉西北部是山西的主要黃土覆蓋區(qū)。由于長期水蝕作用，形成黃土丘隆溝壑地形。呂梁山向北延伸，在黃土區(qū)交錯(cuò)，構(gòu)成黃土丘陵山地之特殊地貔。塬面海拔一般在1000米以上。年均氣溫4.5—8.8C,降水450一600毫米，因地而有差異。由于人類活動(dòng)的長期影響，自然植被遭到嚴(yán)重破壞很嚴(yán)重。山西省煤炭資源狀況山西省煤炭資源豐富，分布于全省面積的30％(5.7萬km2)，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較單純，并且具有煤層厚而埋藏深度淺①等有利條件。煤炭保有儲(chǔ)量為2565億噸(2000年)，占全國的25％，位居全國之首。其中，煉焦用煤與無煙煤分別占到全國保有儲(chǔ)量的53％與46％。山西省有6大煤田：大同、寧武、河?xùn)|、西山、霍西和沁水，其面積分別為1800km2、3500km2、16900km2、1600km2、3900km2、30000km2。這些煤田規(guī)模大，焦煤、動(dòng)力煤、無煙煤等品種齊全，而且晶位較高。采煤活動(dòng)破壞生態(tài)環(huán)境狀況山西省采煤破壞生態(tài)環(huán)境具體表現(xiàn)在4個(gè)方面：1采空塌陷破壞含水層及礦井排水引發(fā)的水資源破壞問題，2采空塌陷、露天開采引發(fā)的以地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、地形地貌景觀破壞等為主的礦山地面變形問題及由此引起的土地資源、植被資源的破壞，3以礦山廢水、廢渣、廢氣排放為主的礦山“三廢”問題，4以礦山水土流失、土地沙化為主的礦山土地退化問題。礦區(qū)水資源破壞地下水均衡被破壞煤層開采至一定深度后．由于采空區(qū)頂板的冒落，在采空區(qū)上覆巖層中形成較為明顯的冒落帶、裂隙帶和整體移動(dòng)帶3個(gè)分帶。冒落帶和裂隙帶含水層直接遭到破壞，原來儲(chǔ)存于該含水層中的地下水在短時(shí)間內(nèi)排向采空區(qū)，形成礦坑水被排出，人為地改變了地下水的補(bǔ)徑排條件，從而破壞了地下水的均衡，這種破壞是一次性的、不可逆的。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)．山煤炭開采對(duì)水資源破壞的總計(jì)面積為20352km2，占全省總面積的13%。其中嚴(yán)重破壞區(qū)面為2670km2，占全省總面積的1.7%；一般破壞區(qū)面積10113km2,占全省總面積的6.5%影響區(qū)壞區(qū)面積10113km2，占全省總面積的6.5%；影響區(qū)面積為7569km2,占全省總面積的4.9%。對(duì)巖溶大泉的影響山西省共有19處巖溶大泉，泉水資源量30x108m3，約占全省水資源總量響區(qū)內(nèi)厚度達(dá)400m?500m碳酸鹽巖構(gòu)造中，是山西最主要的富水含水層，并形成相對(duì)獨(dú)立的巖溶泉域。在泉域范圍內(nèi)采煤，不可避免地要對(duì)巖溶泉水的流量產(chǎn)生影響。如果開采煤層下伏及附近的巖溶水水位高于采空區(qū)標(biāo)高.并有斷裂破碎帶、陷落柱及鉆孑L穿過采空區(qū)與下面的巖溶水相連通時(shí)，則可能出現(xiàn)下伏巖溶水的底板突水和側(cè)向突水現(xiàn)象，不但疏干了煤系地層中地下水．也使得下伏奧陶系巖溶水遭到一定程度的破壞，從而直接影響巖溶大泉的流量，例如郭莊泉流量減少、晉祠泉斷流就和泉域內(nèi)煤礦開采有直接的關(guān)系。晉祠泉泉水流量早在1933年時(shí)實(shí)測為2.0m3/s,1942年10月1日1晝夜實(shí)測為17X104m3（約合2.0m3/s），解放后1954—1958年的實(shí)測資料，泉水最小流量為1.715m3/s,最大為2.18m3/s。晉祠泉域基本包括整個(gè)西山煤田，泉域內(nèi)的煤炭開采具有悠久的歷史。據(jù)統(tǒng)計(jì)泉域范圍內(nèi)共有煤礦392座，年開采能力3822.75X104t，年總排水量2068.17x104t。隨著煤炭及地下水的不斷開采，泉水流量逐漸減少，于1994年5月斷流。郭莊泉位于霍州南7km處，泉域內(nèi)煤層主要屬霍西煤田。1991年以前泉水流量較大，最大年平均流量為9.14m3/s（1968年），最小年平均流量為6.20m3/s（1990年）。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，分布于該泉域內(nèi)的煤礦約有580座。個(gè)別煤礦礦井日排水量達(dá)數(shù)千噸，大量的煤礦排水直接影響了郭莊泉的流量，從1992年開始泉流量急劇下降，至1999年減小至2.23m3/s。對(duì)淺部含水層及供水水源地的影響煤礦采空塌陷使覆巖產(chǎn)生了大量垂向的張裂縫，有的裂縫直通地表，在地面形成地裂縫、地面塌陷。礦井、巷道、采空區(qū)及張裂縫成為采空區(qū)以上各類含水層地下水快速漏失的通道，致使采空區(qū)以上各類含水層中的地下水流人礦坑.隨著礦坑水的疏干排放，采空區(qū)以上各類地下水含水層的水位下降或被疏干.其直接后果是水利設(shè)施大量報(bào)廢.地表植被死亡，糧食減產(chǎn)甚至絕收。全省主要礦區(qū)每平方百米耕地糧食減產(chǎn)約250kg,每年減少糧食產(chǎn)量約1.17x10akg。還引起泉水流量減少或斷流，共影響井泉3218眼、水利工程433處、水庫40座、輸水管道793890m,導(dǎo)致近4000個(gè)村莊、1494948人口、218329頭大粹畜飲水嚴(yán)重困難。2000年到2005年6年間.全省解決了因采煤漏水而缺水的2006個(gè)村95萬人的飲水問題。而此期間建設(shè)的飲水工程有625處因采煤破壞報(bào)廢,810個(gè)村37萬人重新陷入飲水困難。山西共有14個(gè)城市、42個(gè)縣城位于采煤影響區(qū),這些城市受到采煤漏水影響而削減的供水量為3.61X105ms，有34個(gè)重要水源地受到煤炭開采的影響。根據(jù)《山西省水利統(tǒng)計(jì)年鑒》的資料，1987年全省的農(nóng)村機(jī)井共84154眼，其中深井為22023眼，2005年農(nóng)村機(jī)井共90724眼，其中深井為35656眼.新增深井13633眼：加上城鎮(zhèn)供水井，全省現(xiàn)在的深井已達(dá)44298眼。近20年來原有機(jī)井平均以每年200眼的速度報(bào)廢，現(xiàn)在40X10*m，的地下水供水量中，淺層地下水供水量為10.7X108m3，只占26.7%,其余的73.3%都是中深層地下水和巖溶地下水。打井深度的增加不僅增加了工程建設(shè)投資，而且增加了井位選擇和打井的難度.導(dǎo)致今后解決農(nóng)村飲水問題更加艱巨。在現(xiàn)狀條件下.施工1眼800m深的機(jī)井需要3-4個(gè)月的時(shí)間，投資在60萬元以上.一旦發(fā)生大旱，臨時(shí)打井根本不能解燃眉之急。采煤影響地下水資源總量據(jù)《山西省煤炭開采對(duì)水資源的破壞影響評(píng)價(jià)》統(tǒng)計(jì)，20年來煤礦開采引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失：累計(jì)糧食減產(chǎn)造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3.46億元。山西煤炭開采對(duì)水資源破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失總量為：采煤漏水造成人畜吃水困難，損失3.23億元；采煤漏水使水澆地變?yōu)楹档?，損失3.46億元；礦井水排放造成經(jīng)濟(jì)損失34.5億元：水利工程被破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失為o.69億元。合計(jì)為347.88億元，占全省20年GDP總和的2．8％。應(yīng)當(dāng)指出的是，上述損失僅僅是可以初步計(jì)量分析的部分內(nèi)容。由于煤炭開采水文地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性、所造成危害的不可逆性、許多損失的不可計(jì)量性和生態(tài)危害的代際延續(xù)性，其所產(chǎn)生的損害將比上述測算的數(shù)量更為巨大。地表水資源破壞隨著采空區(qū)面積不斷擴(kuò)大，采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶和地面沉陷范圍也擴(kuò)大，在局部地段，與地表水發(fā)生水力聯(lián)系，地表水滲入地下或礦坑，使地表徑流減少.水庫蓄水量下降。在大同十里河、懷仁小峪河、朔州七里河、陽泉桃河、孝義兌鎮(zhèn)河、左權(quán)清漳河、晉城長河等地均有此現(xiàn)象。礦區(qū)地面變形及由此引發(fā)的土地資源、植被資源破壞根據(jù)調(diào)查，至2004年全省各類采空區(qū)的面積3553.82km2，總的開采沉陷面積2761.58km2,采煤引發(fā)礦山地面變形，誘發(fā)地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)不完全調(diào)查統(tǒng)計(jì)，其中較為典型的礦I』J地面塌陷約835處、地裂縫約1205處、滑坡約73處、崩塌約23處、泥石流約10處，合計(jì)約2146處。礦區(qū)受上述各類礦山地質(zhì)災(zāi)害影響的村莊數(shù)達(dá)3309個(gè)、戶數(shù)339084戶、人數(shù)1214781人，1040848問房屋不同程度被破壞。另據(jù)對(duì)山西省重點(diǎn)礦區(qū)（大同、軒崗、西I』J、汾西、潞安、陽泉等）的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，企事業(yè)單位學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)受損面積約26.4850x104m2,破壞鐵路約5444111,有801745m道路、293079m供水管道、435567m供電線路、123678m通信線路等受到不同程度的損害。全省礦山地質(zhì)災(zāi)害至少造成百余人死亡、1000余人傷殘。全省開采沉陷破壞耕地面積1082.25km、林地面積42.60km2、園地面積6.95km二、草地面積17.60km2,破壞其他已利用地面積474.08km2,破壞未利用土地面積1152.36km2露天采礦(采場)破壞耕地21.16km2,破壞林地0.35km2，破壞園地0.02km2破壞其他用地101.18km2。全省礦山固相廢棄物占地面積約43.97km2,其中占用耕地5.63km2,林地8.95km2、同地0.42km2,占用其他類型用地'28.93km2。燃是主要的污染源，其產(chǎn)生的SO。、煙塵等廢氣排放量約為358X108m3/年、煤礦開采加重了水土流失，據(jù)調(diào)查估算，采煤造成水土流失的影響面積為其引發(fā)的采空塌陷面積的10%?20%，也就是說全省礦山開采造成水土流失面積約為276.16——552.316km2、另據(jù)調(diào)查.礦山開采造成土地沙化影面積約1134.26km2、采煤造成的生態(tài)環(huán)境破壞難以恢復(fù)前述估算僅是可以用經(jīng)濟(jì)損失來粗略評(píng)估的采煤破壞生態(tài)環(huán)境的程度，更嚴(yán)重的是采煤破壞環(huán)境的不可逆性、山西地處黃土高原，地形破碎，溝壑縱橫，降水偏少，生態(tài)環(huán)境本就十分脆弱.采煤引發(fā)的滑坡、地面塌陷、地裂縫、水土流失、地下水資源破壞等更加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化，這種破壞在幾十年甚至上百年時(shí)間里都難以恢復(fù)、同時(shí)，采空塌陷使生長數(shù)十年的森林、植被資源毀于一旦，留下的卻是千瘡百孔的塌陷坑、亂石堆，極大地破壞了生態(tài)環(huán)境和旅游環(huán)境、煤炭開采造成礦區(qū)土地荒蕪、井泉斷流、房屋裂縫甚至倒塌，嚴(yán)重影響礦區(qū)人民的安居樂業(yè)、山西省全省水資源總量只有123.8X10m3，遠(yuǎn)低于世界公認(rèn)的人均1000m3的嚴(yán)重缺水界線，屬水資源嚴(yán)重缺乏的省份。采煤塌陷使大面積含水層遭到破壞，這種地下水系統(tǒng)的破壞是不可逆的、不可恢復(fù)的。采煤形成大面積的采空區(qū)，隨著時(shí)間的推移、各種影響因素的誘發(fā)，隨時(shí)可能繼續(xù)塌陷，成為新的地質(zhì)災(zāi)害隱患，成為城市、鄉(xiāng)村、土地規(guī)劃等的極大障礙。山西省地質(zhì)災(zāi)害與防治地質(zhì)災(zāi)害概況1．地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)山西省地處黃土高原，境內(nèi)溝谷發(fā)育、地形切割強(qiáng)烈、降雨集中，加之采礦、筑路等人為工程活動(dòng)，自然成因和人為誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害遍及全省，如山區(qū)丘陵區(qū)的崩塌、滑坡、泥石流，中部盆地內(nèi)由于活斷裂和超釆地下水形成地面沉降、地裂縫，特別是因長期和大面積的采礦活動(dòng)造成的地面塌陷，裂縫、下沉、塌落地震、山體滑移、滑坡、水源枯竭、土地退化等地質(zhì)災(zāi)害，尤其嚴(yán)重。2．地質(zhì)災(zāi)害的分布及規(guī)律山西省是礦業(yè)大省，礦業(yè)經(jīng)濟(jì)為全國和全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展做貢獻(xiàn)的同時(shí)，也留下了危害甚烈的地質(zhì)災(zāi)害，影響著山西省經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定、以煤炭為例，全省含煤面積5。7萬平方公里，占國土面積的三分之一，主要開采地分布在太原、大同、陽泉、朔州、長治、晉城、臨汾等省內(nèi)大中城市周邊，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1949—2000年山西省各類礦山采空面積達(dá)2萬多平方公里，占國土總面積的13％，塌陷面積120萬畝，其中耕地占40％，全省采煤排水每年達(dá)3億噸，使3000多處井泉干枯斷流，導(dǎo)致1547個(gè)村莊，9．9萬頭大牲畜飲水困難，40余萬畝水地旱化、減產(chǎn)；5()％一70％：因地質(zhì)災(zāi)害而舉村搬遷的村莊達(dá)45個(gè)；礦山地質(zhì)災(zāi)害使大量的地面建筑及設(shè)施遭到破壞，人畜傷亡，交通中斷時(shí)有發(fā)生，每年因此造成經(jīng)濟(jì)損失數(shù)億元，群眾集體訪事件時(shí)有發(fā)生，影響社會(huì)穩(wěn)定。大同市峰子澗礦區(qū)和太原市萬柏林化客頭一帶囚地面塌陷造成房屋倒塌，土地?zé)o法耕種，果樹成片死亡，人畜無水飲用，巳不具備最基本的生存條件；高平市曲輝公路遇仙山隧洞，神河鐵路火山隧洞等部由于地質(zhì)災(zāi)害而被迫關(guān)閉，致使交通中斷。近年來，由于鐵礦石市場看好，采礦者急功近利，往往忽視地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防，每年因開采鐵礦誘發(fā)地面塌陷都造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，除此之外，山西省地形切割強(qiáng)烈，滑坡、崩塌、泥石流等自然地質(zhì)災(zāi)害也常發(fā)生，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，山西中部的一系列盆地是著名的地震帶，由于深大斷裂活動(dòng)和超采地下水等原因，30多個(gè)縣（市）出現(xiàn)地裂縫，太原、大同等城市巳出現(xiàn)大范圍的地面沉降。