山西數中國國第一產煤大省，全省91個縣(區、市)的小煤礦絕大部分是縣以下的煤礦,多數誕生於20世紀80年代。改革開放以來,山西省煤礦發展迅猛,最多時有10000多座小煤礦。長期以來,煤礦多、分散的格局和粗放落後的礦業經濟成長方式給山西帶來了嚴重後果,資源浪費、環境污染、生態破壞,已直接影響到煤炭工業的可持續發展以及當地居民的生存環境。
一、地質問題
以沙峪煤礦為例,沙峪煤礦礦區範圍內分布著4個行政村,農業人口XX餘人。礦區內溝谷發育,地形破碎,土地較貧瘠,受採煤的影響,使原本脆弱的生態環境日趨惡化。土地退化、荒蕪、房屋裂縫、水源乾枯等環境地質問題日益突出,居民的基本生存條件受到嚴重威脅。煤炭的大規模開採造成了對礦山環境的較大破壞,采空塌陷、地面裂縫、區域地下水位下降、煤矸石堆放、礦坑排水等一系列地質災害和地質環境問題相繼發生和出現。
沙峪煤礦是一個具有34年開採歷史的集體礦山,採掘生產機械化程度中等,回採率達65%,累計原煤產量110萬,t采動面積約2.6km。採煤活動對礦山地質環境的破壞和影響,主要包括以下幾個方面。
1、地下水位下降
據調查,沙峪煤礦現采***煤,礦坑排水主要來自其頂板(多層)砂岩裂隙水,達300~500m3/d,由於其集中排放,改變了地下水運移狀態,周邊地下水向井下巷道匯流,地下水位呈下降趨勢,使煤層之上含水層儲水結構遭到破壞。礦區中部出露於二疊系石盒子組砂岩中的1眼天然泉以及各村中8處水井,淺層均先後乾枯,使礦區內的村莊、居民及大小牲畜用水受到不同程度影響。而礦坑排水大多數直接排放,造成了水資源的浪費。
2、採煤引發的地面裂縫、塌陷等地質環境問題
沙峪煤礦採用長壁式採煤法,全冒落頂板管理,回採率65%以上,煤礦投產34年來,采動面積達2·6km2,因井田地處低—中山區,地表大面積黃土覆蓋,鬆散層厚度30~70m。據實地調查,在采空影響範圍內發現地裂縫20餘處,礦區內部分民居於1997年末開始出現地裂縫,地裂縫寬度1·5~2cm,最大降幅1cm,最大寬度5cm。農田中也可見到多條地裂縫,寬度10~20cm,最大降幅15cm,最大寬度38cm。采空塌陷面積達0·1km2,造成33·3hm2土地破壞,房屋輕微破壞51間,嚴重破壞32間,給當地居民的生產和生活造成極大危害。
3、煤矸石堆放的潛在危害
據相關資料,煤矸石對環境的危害主要有以下三點:
1)煤矸石自燃對環境的污染
據統計,我國大約有1/3的矸石山發生過自燃,放出大量的so2、h2s、co、co2和氮氧化物等有害氣體並伴有大量煙塵,對礦區環境造成嚴重污染;
2)煤矸石對水體和土壤的污染
煤矸石經雨水淋溶進人水域或滲入土壤,會影響水體和土壤,並被植物根部所吸收,影響農作物的生長,造成農業減產,同時還會通過食物鏈進入人體,危及人類健康;
3)矸石山造成的滑坡和土石流
矸石山堆積過高,坡度過大,就容易造成滑坡;由於降雨等作用使得矸石山的含水量達到飽和狀態時便可能形成土石流。
沙峪煤礦現有廢石堆放場2處,分別堆放於主井口西側的山坡和風井附近的溝谷中,堆放量分別為8萬立方米、12萬立方米,形成了約38°的鬆散邊坡。高度分別達12~20m、8~10m。廢石堆放既壓占土地,破壞植被,又存在引發相關地質災害的隱患。主井口附近的廢石堆距東-夏公路僅10~15m,在極端暴雨條件下極可能形成滑坡,嚴重威脅過往車輛、行人安全。風井附近廢石堆距風井約10m,在極端暴雨條件下極可能形成土石流,從而對風井造成毀壞,給煤礦安全生產帶來極大隱患。廢石露天堆放,在降水淋濾下還會造成地下水的污染。