“挖了一山煤,流了一河水”,這是很多煤炭開采集中地區的現狀寫照,大規模、高強度地開采煤炭資源,也給當地的地下水資源帶來巨大破壞。如何減少采煤過程中對生態環境的破壞,保護地下水資源是一個重要課題。
日前,中國煤炭工業協會組織專家組對中國煤炭科工集團天地科技股份有限公司編制完成的《陜西中能煤田有限公司榆陽煤礦充填開采可行性研究報告》(以下簡稱《報告》)進行了評審。由中國科學院院士宋振騏擔任組長的專家組認為,報告提出采用充填開采的采煤方法對煤礦保水開采的技術應用和發展具有重大意義,有利于保護礦區生態環境,《報告》可作為煤礦充填開采設計的依據。
榆陽煤礦位于毛烏素沙漠南緣,沙漠覆蓋率在70%以上,土地貧瘠,植被條件差,區域內生態系統自身調節能力差,生態環境十分脆弱。據介紹,當地干旱、大風、沙塵暴和霜凍等自然災害頻繁,水資源極為珍貴。榆林市水資源總量只有322.9km3,僅是全國平均水平的43%。當地地下水的蘊藏較淺,一般為數米到數十米,而煤炭開采基本在地面下50~200米處,這種“淺埋深、薄基巖、后風積沙”條件下,進行垮落法開采很容易使地下水均衡系統遭到破壞,導致井泉底漏,對區域生態環境造成嚴重影響,甚至造成礦井水災。
業內專家告訴記者,在淺埋深、薄基巖的地質條件下進行垮落法開采,必將造成嚴重的地表塌陷,影響地面建筑物的正常使用,而充填開采是減少地面沉降的有效方式之一。
所謂充填開采是隨著回采工作面的推進,向采空區送入矸石、沙或以其為骨料制成的膠結充填材料,以便進行地壓管理、控制圍巖崩落和地表移動,并在形成的充填體上或在其保護下進行回采的新型采礦技術,能有效控制地面塌陷,保護地表環境。充填開采技術已被許多國家長期應用,我國冶金礦山中充填開采的應用率達到75%。我國的煤礦在20世紀70年代曾進行了多個充填開采的實踐,比如撫順勝利礦利用密實水砂充填進行城市下巨厚煤層開采,取得了較好的效果。近年來,華東、華北礦區部分煤礦也進行了成功應用,但規模均較小,在生產礦井應用較少。
但是,充填開采最大的缺點就是會提高企業的生產成本。充填成本與選用的充填材料、充填工藝和回收煤量等密切相關。根據目前已有的統計結果,噸煤增加的充填成本為50~120元。
實施充填開采的關鍵之一就是充填材料,而且充填材料的費用是構成充填成本的主要部分。因此,充填材料的選取應遵循就地取材、大量分布、成本低廉和滿足性能要求的原則。通過調研和試驗,天地科技股份有限公司決定在榆陽煤礦采用風積砂高水膨脹材料的填充方式。據介紹,在將地表風積砂采取之后,可通過適當的土地復墾手段將這些地方變為可利用的土地,有效增加當地的耕地、林地面積。
專家組通過審議認為,相關方應進一步研究充填材料的配比和性能,同時建議政府相關部門要加大對采煤充填的政策支持力度,在取砂許可、稅費減免和土地利用等方面給予政策支持。
來源:中國環境報
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