龐冬

摘 要：隨著時(shí)代和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，人們也對(duì)煤礦的安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，在煤礦生產(chǎn)中對(duì)其進(jìn)行水文地質(zhì)特征的研究，可以進(jìn)一步保證礦井安全生產(chǎn)。其中，礦井水環(huán)境問(wèn)題也是值得重視的，人們應(yīng)該對(duì)其提高警。榆神礦區(qū)煤層埋藏較淺，地表生態(tài)環(huán)境脆弱，煤礦開采過(guò)程中所引起的水資源、水環(huán)境問(wèn)題較多。本文通過(guò)綜合分析研究，以水文地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ)，分析了礦區(qū)中部地區(qū)井田的水文地質(zhì)條件，通過(guò)水文地質(zhì)鉆探、綜合測(cè)井、水文地質(zhì)試驗(yàn)等勘察手段對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行了綜合性分析，調(diào)查分析了礦井的充水因素;再對(duì)礦區(qū)的水資源、水環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)查，分析了礦區(qū)礦業(yè)活動(dòng)引發(fā)的的主要水資源、水環(huán)境問(wèn)題;依據(jù)相關(guān)規(guī)范開展了水環(huán)境問(wèn)題的防治建議，為礦區(qū)開采產(chǎn)生的水環(huán)境問(wèn)題提供了綜合治理參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)條件 ;充水因素;水環(huán)境

0 引 言

對(duì)全國(guó)礦井水排放和利用情況進(jìn)行的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，目前全國(guó)煤礦每年礦井涌水量在42億m3左右，但利用率僅為26.2%[ 1] 。礦井水一方面是形成災(zāi)害、造成生態(tài)環(huán)境損害的因素之一[2，3]，國(guó)家規(guī)劃的13個(gè)大型煤炭基地，在鄂爾多斯盆地內(nèi)的有神東、陜北等4 個(gè)，陜北侏羅紀(jì)煤田是我國(guó)現(xiàn)已探明的煤炭資源量最大的煤田，約占全國(guó)保有量的14%[4]，陜北基地的主體為榆神區(qū)，該區(qū)東部煤層埋藏淺，采煤與保水、保生態(tài)環(huán)境的矛盾存在[5，6]，開采過(guò)程中地下水滲漏嚴(yán)重，引起了泉水干涸和河流量的持續(xù)衰減，預(yù)防礦井突水災(zāi)害的發(fā)生， 加強(qiáng)礦井防治水工作，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)，具有重要意義，同時(shí)礦井水也是一種資源[7， 8]， 利用好礦井水資源，不僅是滿足礦區(qū)生產(chǎn)的需求，也是促進(jìn)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇[9]。榆神礦區(qū)地處陜北黃土高原北部，毛烏素沙漠的東南緣，為北溫帶干旱、半干旱大陸性季風(fēng)氣候。

此次研究區(qū)域位于礦區(qū)中部偏南，位于鄂爾多斯高原東北部，陜北黃土高原北部，毛烏素沙漠東南緣。井田內(nèi)最高處位于井田北部的石廟梁，標(biāo)高1352.2m，最低處位于井田東部野雞河溝田家圪臺(tái)，標(biāo)高約1223.30m，最大高差128.9m，一般標(biāo)高1290m。行政區(qū)劃隸屬榆林市榆陽(yáng)區(qū)金雞灘鄉(xiāng)和大河塔鄉(xiāng)及神木縣大保當(dāng)鄉(xiāng)、瑤鎮(zhèn)鄉(xiāng)管轄。該區(qū)地貌單元可分為沙丘沙地和風(fēng)沙灘地、黃土梁峁地貌。

1 ?水系

井田分屬禿尾河流域及榆溪河流域，大致沿石步梁～大檸條灣～白草界～啦啦堡一帶構(gòu)成一NW～SE向的分水嶺，將井田內(nèi)潛水劃分為東西兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，西南部屬榆溪河流域，東北部屬禿尾河流域。井田東南有野雞河、高羔兔溝兩小溝流，為禿尾河支流，屬季節(jié)性溝流，在溝流的下游因老鄉(xiāng)農(nóng)灌截流常出現(xiàn)斷流，兩溝匯合后平均流量為4359.66m3/d。該井田外圍東南部有田家溝及尚家溝，屬季節(jié)性溝流，年均流量約為25萬(wàn)m3/a。另外井田原有一些海子多數(shù)已經(jīng)干枯，現(xiàn)存的一些海子（大墳灘海子、大免兔海子、烏魯素海子、小墳灘海子）水位不深，蓄水量不大，以大墳灘海子蓄水量最大，約為7.51萬(wàn)m3 。井田內(nèi)的水庫(kù)不多，有高羔兔水庫(kù)、野雞河水庫(kù)、奢嚇不啦灣水庫(kù)，以高羔兔水庫(kù)蓄水量最大，約為12.11萬(wàn)m3，最大庫(kù)量為21萬(wàn)m3。

井田內(nèi)地表無(wú)基巖出露，大部分被風(fēng)積沙覆蓋，總體趨勢(shì)是中部高而東西兩側(cè)低。井田內(nèi)最高處位于井田北部的石廟梁，標(biāo)高1352.2m，最低處位于井田東部野雞河溝田家圪臺(tái)，標(biāo)高約1223.3m，最大高差128.9m，一般標(biāo)高1290m。

依據(jù)本次水文地質(zhì)填圖及鉆探資料，結(jié)合地形地貌，確定井田中部，沿石廟梁-—大檸條灣—白草界—拉啦堡一帶，有一NW-SE向的分水嶺，將井田內(nèi)潛水劃分為東西兩個(gè)流域區(qū)，西南部屬榆溪河流域，東北部屬禿尾河流域。

2 ?充水因素分析

大氣降水：區(qū)內(nèi)多年平均降水量394.6mm，降水主要集中在每年的7～9月份，占全年降水量的70%左右，歷史最大日降水量達(dá)136.3mm。因全井田無(wú)一處導(dǎo)水裂隙帶最大高度超過(guò)基巖頂面，故對(duì)礦井充水在本區(qū)為間接充水水源。

地表水：本次水文地質(zhì)填圖，地表水體有46個(gè)（海子、水庫(kù)、池塘），因?yàn)榫锎蟛坑芯藓竦募t土相對(duì)隔水層，因此地表水一般為間接充水含水層。報(bào)告特別指出， 在井田的西北角，松散層沒有隔水層，地表水會(huì)通過(guò)“天窗”直接補(bǔ)給基巖。另外民間多打深井，有部分穿透松散層，因此地表水也不能忽視。

地下水：本區(qū)大部分面積分布第四系薩拉烏蘇組潛水，但煤層上覆基巖厚度大于冒裂帶高度，且有紅土層阻隔，特別是井田中部，土層呈巨厚狀，因此其不構(gòu)成礦床直接充水水源，而是礦井充水主要的間接含水層之一。在井田西部土層缺失區(qū)，上覆第四系松散層水則與下伏風(fēng)化基巖裂隙地下水有一定的水力聯(lián)系，也有可能構(gòu)成統(tǒng)一的含水體，在此地下采煤時(shí)，當(dāng)導(dǎo)水裂隙帶高度導(dǎo)通風(fēng)化基巖時(shí)，礦井涌水量將明顯增大，應(yīng)引起高度重視。

煤系地層含水層是煤層的直接充水含水層，鉆孔抽水資料顯示單位涌水量不大于0.02L/s.m，它們雖有較高的水頭壓力，但涌水量甚微，富水性弱，易于疏干，對(duì)礦井開采不會(huì)造成危害。

3 ?水資源、水環(huán)境問(wèn)題研究

榆神礦區(qū)的黑龍溝煤礦和神北礦區(qū)的活雞兔礦礦井水質(zhì)分析結(jié)果表明，礦井水的主要超標(biāo)項(xiàng)是濁度、懸浮物、油類、BOD5、CODcr、砷和硫化物。而且PH值、礦化度、硫酸根和氯化物等指標(biāo)與地下水水質(zhì)分析相應(yīng)指標(biāo)略有升高，但不超標(biāo)，這一點(diǎn)基本上反映了由地下水轉(zhuǎn)化為礦井水的過(guò)程中，因受井下污染而引起的水質(zhì)變化情況，總體上呈現(xiàn)出懸浮物升高和有機(jī)物污染的特點(diǎn)。

基于以上的分析，可以認(rèn)為進(jìn)行礦井水處理的主要目標(biāo)是去除濁度、懸浮物等六項(xiàng)超標(biāo)污染成分，使礦井水轉(zhuǎn)化為可利用水資源。按目前的技術(shù)條件，這些超標(biāo)項(xiàng)目的污染物均比較容易通過(guò)過(guò)濾或吸附過(guò)程得到較好處理，這對(duì)利用吸附力較強(qiáng)的風(fēng)積沙為過(guò)濾原材料，通過(guò)自然凈化方法，對(duì)礦井水資源化無(wú)疑具有十分有利的條件。

在此方面，一八五地質(zhì)隊(duì)與中國(guó)煤田地質(zhì)總局對(duì)礦井水處理進(jìn)行了較詳細(xì)的研究分析。研究結(jié)果表明，利用風(fēng)積沙對(duì)礦井水進(jìn)行吸附過(guò)濾自然凈化，超標(biāo)項(xiàng)目最低去除率為23%，最高可達(dá)100%，平均去除率為58.98%和37.15%。只要有足夠的滲透路徑，使礦井水水質(zhì)達(dá)到凈化要求是完全可能的。

對(duì)于礦井水可進(jìn)行一級(jí)沉淀處理，然后用于農(nóng)田灌溉或?qū)⑵渑欧庞诰嗌顓^(qū)一定距離的下游地帶，使礦井水經(jīng)過(guò)風(fēng)積沙層的吸附過(guò)濾，自然進(jìn)入地下水體，實(shí)現(xiàn)礦井水資源化。

4 ?結(jié)論及建議

采礦活動(dòng)改變了礦體賦存的環(huán)境，加速了氧化作用的進(jìn)行，使地下水的動(dòng)力條件發(fā)生變化并參與了一系列的化學(xué)作用，導(dǎo)致礦坑水水質(zhì)惡化。礦坑水中往往富含礦體及圍巖中的多種元素組分，巖石中的金屬組分和微量元素轉(zhuǎn)入水中富集、遷移，形成污染域。

神府礦區(qū)大柳塔井水污水化驗(yàn)分析結(jié)果為：揮發(fā)酚0.002mg/l，氰化物<0.002 mg/l，硫化物2.13 mg/l，鉛0.05 mg/l，油類0.59 mg/l，BOD5達(dá)25.1 mg/l，COD為103.0 mg/l，各指標(biāo)大部分低于工業(yè)“廢水”最高允許排放濃度，但硫化物和COD高出允許排放標(biāo)準(zhǔn)。

井田內(nèi)煤層直接充水含水層為基巖裂隙承壓水，含水微弱，滲透系數(shù)、涌水量很小，水質(zhì)污染輕微。

總之，采煤后地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量有所下降，在煤礦開采的初期，對(duì)地質(zhì)環(huán)境可能會(huì)有明顯影響，但隨著新的平衡的建立，以趨于平靜。在煤炭開采過(guò)程中應(yīng)把煤炭資源的合理利用，生產(chǎn)過(guò)程中的廢水、生活垃圾、礦坑水等建立水污染綜合治理規(guī)劃方案，加強(qiáng)水資源的回收再利用，合理利用環(huán)境自凈能力及凈化后的污水，加強(qiáng)人口比較集中地區(qū)污染源的控制，壓縮污水排放量。

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