煤炭开采环境影响及生态承载力评价

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1、http://www.paper.edu.cn煤炭开采环境影响及生态承载力评价吴见中国矿业大学（北京）资源与地球科学系，北京（100083）E-mail：ilcby@163.com摘要：煤炭作为一种重要的能源而正被大量的开采，但煤炭开采也引发了一系列的生态环境问题。本文论述了煤炭开采对环境造成影响的因素，以及对环境造成的影响，构建了能体现煤炭开采特征的评价指标体系.利用层次分析法，从生态稳定性和资源-环境承载力两方面，建立了煤炭开采环境影响的综合评价模型。关键词：煤炭开采，环境影响，指标体系中图分类号：X820.31.引言随着能源需求的不断增大，煤炭资源被大规模的开发利用，煤炭开采带

2、来的环境污染与破坏也日益严重，环境问题和社会问题日益突出，煤炭开采环境问题日渐成为社会关注的焦点，防治环境污染，改善煤矿环境已普遍受到重视。但因为煤炭开采的复杂性，它所造成的环境污染与破坏也是极其复杂，因此对污染和破坏程度的定性、定量测定也比较繁琐，虽然国内外许多专家对此做过大量的研究，但至今没有形成一种受到普遍认可的高效、全面的理论体系，因此对煤炭开采环境影响的评价仍处于一种探索阶段。2.煤炭开采环境影响因素2.1概述影响煤炭开采环境质量的因素很多，可以归为天然环境因素和人为环境因素。其中，天然环境因素影响和决定的环境为原生环境，它与人类生存之间不平衡造成的问题称为原生环境问题，在

3、此暂不讨论；而人为因素影响和决定的环境称为次生环境或第二环境，次生环境与人类生存矛盾造成的问题称为次生环境问题，通常称之为“环境污染”问题。煤炭开采造成的环境污染和破坏属于次生环境问题，即环境污染问题。2.2煤炭开采环境问题的影响因素2.2.1固体废弃物煤矿的固体废弃物主要有矸石、露天煤矿剥离物、煤泥、粉煤灰等，最主要的是煤矸石。1.煤矸石矸石是煤炭生产过程中产生岩石的总成。煤矸石是矸石的一种，是成煤过程中与煤层伴生、灰分通常大于50%，发热量一般在3.3～8.3MJ/kg的一种炭质岩石。一般每采1t原煤排矸0.2t，若包括掘进矸石可达1t。煤矸石的主要来源有：①露天剥离以及井筒和巷

4、道掘进过程中开凿排出的矸石，约占45%；②在采煤和煤巷掘进过程中，由于煤层中夹有矸石或底板岩层的混入，使运到地面上的煤炭中含有矸石，约占35%；③煤炭洗选过程中排出的矸石，约占20%。2.露天煤矿剥离物露天煤矿剥离物的组成和排放量取决于上覆岩层的岩性、煤层埋藏深度和赋存条件、地形条件和剥离厚度等。成分一般包括泥岩、砂岩、灰岩、松散沉积物和表土植被等。-1-http://www.paper.edu.cn3.煤泥煤泥是在煤炭开采中产生的泥状物质。一般成塑性体或松散体和泥固体，灰分含量高，泥土物质多，热值低，持水性强。2.2.2废水煤矿废水主要有采矿废水、选煤废水及附属工业和生活废水。在此

5、只讨论具有普遍意义的采矿废水。采矿废水指外排的矿井水,它是由伴随矿井开采而产生的地表渗透水、地下含水层渗流水和疏放水以及采掘生产和防尘用水等组成，是煤矿排放量最大的一种废水。据有33关资料显示，我国国有重点煤矿每年外排矿井水超过20亿m，平均吨煤排水4m左右。2.2.3废气煤矿废气主要包括采矿废气、燃煤废气、煤和煤矸石自燃废气。1.采矿废气采矿废气主要是矿井中排出的废气。它是由井下人员呼吸、爆破、充电、煤岩层氧化等所产生的气态物质和煤层及其围岩、地下水等释放的天然气污染井下空气而形成的。其中含有多种有害物质，包括以甲烷为主的烷烃、芳香烃、氢等可燃气体和CO2、N2等窒息气体，以及H2

6、S、CO、SO2、NO2等有毒气体。2.自燃废气自燃废气是煤和煤矸石自然过程中产生的废气。他们在一定的条件下会因地热或缓慢氧化产生热而是自身温度升高最终自燃。煤和煤矸石自燃现象在我国较为严重。2.2.4粉尘煤矿的采掘、运输、选煤等生产过程以及燃煤、煤层和煤矸石自燃等都会产生粉尘。其中采掘过程是煤矿产尘的主要过程。如在地下开采时，采掘工作面产生的粉尘可占矿井产尘总量的70%～85%。煤矿粉尘以煤尘为主，也有岩粉和其它物质粉尘。其中含有砷、硒、锌等有害元素和铀等放射元素，并具有湿润性、粘附性、电荷性爆破性等一些特殊性质。2.2.5岩体移动岩体移动是在外界因素影响下，地壳岩体失去原有的平衡

7、状态而发生移动的现象。主要由采矿活动、煤层自燃、煤矸石堆积等引起。由采矿活动引起的岩体移动主要包括地下开采造成的地表移动和露天开采引起的滑坡。由于在中国煤炭多为地下开采，因此地表移动是最主要的岩体移动形式。一般来说，地表移动的最大深度约为煤层开采厚度的70%～80%，但这必须是在采空区的长、宽度均达到或超过开采深度的1.4倍才可能发生，有人称此种地表移动为充分开采塌陷，在个别煤矿，由于开采引起的含水层或硫沙层疏干等其他因素的叠加影响，最大塌陷深度可达煤层开