煤炭开采及地下水环境重点分析

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我国实行以煤为主的清洁化能源战略，在新建煤矿设计生产年限短至二十长至上百年，单个项目环境影响空间范围少至数十多至百平方公里的时空尺度下，煤炭开采环境影响后评价既是落实国务院简政放权、放管结合、事中事后监管改革的有力支撑，更是保障矿区、矿城环境质量改善与生态文明建设的必然要求。近年来，随着环境管理改革的快速推进，环境影响后评价越来越受到重视。截至2013年，环境保护部已明文要求应开展环境影响后评价的建设项目17个，还有10个建设项目单位主动开展环境影响后评价工作，并提交了环境影响后评价报告书［1］。2015年12月《环境影响后评价管理办法（试行）》颁布，《环境影响后评价技术导则———煤炭采选》编制工作同年启动。沈毅等［2］认为环境影响后评价的内容应根据建设项目特点、环境热点和原环评报告的内容确定。张树礼［3］开展了煤田开发环境影响后评价理论与实践的研究，构建了露天煤矿环境影响后评价框架及技术方法体系，并对伊敏露天矿、黑岱沟露天矿和胜利一号露天矿分别开展了后评价。陈凯麒［4］等对水库工程、煤炭开采工程以及公路工程的环境影响后评价技术内容进行了全面界定。刘文荣，麦方代等［5，6］构建了煤炭开采项目环境影响后评价技术方法体系。随着排污许可制度的建立与完善，大气、噪声等污染类环境影响可通过在线监测与日常监管充分暴露。而生态、地下水作环境影响由于其具有复杂性、持续性以及累积性等特征，成为环境影响后评价关注的重点内容。除此，煤炭分布区生态本底与地下水赋存条件的显著差异性，使得建立在分类分区基础上的生态、地下水环境影响显现出显著的差异性。

1基于我国煤炭资源分布以及后评价反馈机制的后评价重点区域

我国煤炭资源整体表现为“西多东少、北富南贫”；蒙东、晋陕蒙宁、云贵川渝、北疆四分区以及神东、蒙东、晋北、晋中、陕北、新疆、云贵七大基地的资源前景无论在当前还是未来较长时期内均属较优之列［7］。东部地区煤炭资源主要富集于东北、华东区域。该地区大部分区域资源已逐步枯竭、开采条件恶化。主力生产矿井已进入开发中后期，主体开采深度已达800m以下，采区进入构造复杂，瓦斯、水等灾害严重区域，甚至进入边角区域。因此，由于巨大的开发潜力和环境影响后评价对后续开采环境影响预防控制的重要意义，蒙东、晋陕蒙宁、云贵川渝、北疆四分区以及神东、蒙东、晋北、晋中、陕北、新疆、云贵七大基地，将是环境影响后评价的重点区域。而东北、华东等资源枯竭或近枯竭区域，环境影响后评价应结合其闭矿管理及时开展，防止环境破坏责任主体由矿山企业转嫁国家或地方政府。

2生态环境影响后评价重点分析

2􀆰1生态环境影响后评价重点影响因素。在既定开采方式下，生态环境影响主要取决于开采区所处自然地理分区决定的生态系统类型、生态敏感性以及主导生态服务功能。因此，不同区域生态环境影响后评价的重要性以及生态环境影响评价的重点各不相同。根据《全国生态功能区划（修编版）》，分析各主要煤炭基地主要生态特征，从而确定其生态环境影响后评价重点，结果见表1。2􀆰2井工煤矿生态环境影响后评价重点。井工开采过程中，一方面需预先对矿井水和地下含水层水进行人工疏干；另一方面煤矿开采形成的导水裂隙带也会对煤系含水层水进行自然疏干。在排出矿井水综合利用率不高的情况下，部分排出的矿井水还含有大量悬浮物以及酸性成分等，特殊地质条件下还可能含有“有毒有害”物质，不同程度上污染地表水、土壤环境。与此同时，由于不同程度的地表沉陷，导致生态系统重要构成要素地形地貌、土壤、植被等发生改变，最终表现为沉陷区生态系统服务功能不同程度的量变以及质变。如在以水土保持功能为主的黄土高原区，原地貌土层深入，土壤侵蚀严重，井工煤矿开采生态环境影响后评价应以地表裂缝导致的土壤侵蚀加剧为重点；草原区评价重点应为草原退化以及土壤盐渍化为重点；西南山地区应以土壤瘠薄化等为重点；西北荒漠区应以煤矿开采导致的荒漠化加剧为重点。2􀆰3露天煤矿生态环境影响后评价重点。我国露天煤矿集中分布区主要为内蒙古、山西、新疆、云南等。2003年环评法实施到2016年，环境保护部共审批新建以及改扩建露天煤矿环评报告书39部，其中内蒙古22部，山西6部，新疆6部，陕西2部，云南2部，黑龙江1部。通过对内蒙古伊敏露天煤矿、山西平朔露天煤矿、云南弥勒露天煤矿等的调研，露天开采将造成地形地貌、土壤以及植被的彻底扰动，采掘场以及外排土场范围内的原自然生态系统已不复存在。因此，露天煤矿生态环境影响后评价的终极目标为周边地区原生态服务功能的延续性问题，从矿区内部重点应为排土场土地复垦与生态重建的落实情况以及重建生态系统的演替趋势分析，在此基础上分析其不同复垦模式的有效性。

3地下水环境影响后评价重点分析

3􀆰1地下水环境影响因素与表现。地下水环境影响因素主要取决于煤炭资源赋存条件、水文地质条件以及地下水水质三方面。矿井水的抽排以及露天煤矿疏干排水是煤矿开采安全保障的必然要求，其直接影响表现为地下水资源赋存情况以及与此相关的供水能力的降低；从另一个角度，矿井水与矿坑水综合利用在由排放向利用转变的同时，排放上限问题转为资源利用上限问题。矿井水外排可能对地表水体、土壤以及农田、植被等生态系统造成污染。3􀆰2地下水环境影响后评价重点。鉴于以上地下水环境影响的主要表现形式，地下水环境影响后评价应重点从三方面开展：1）对具有供水意义含水层的影响评价。供水意义含水层是地下水保护的重点目标，因此，无论井工煤矿还是露天煤矿该含水层均因作为后评价的重点。2）矿井水（矿坑水）去向与利用效率的评价，该评价内容既是水资源利用评价的重要内容，又是矿井水外排污染源头控制的基础。对于地下水富水性区域，矿井水（矿坑水）去向常成为煤矿项目环评审批的制约因素，也由于其配套的用水项目滞后性等常成为煤矿项目环评落实不到位的常见问题。因此，在后评价阶段，矿井水（矿坑水）合理排放以及综合利用应成为后评价的重点内容。3）对于矿井水“有毒有害”物质含量较高的区域，其排放对地表水、土壤等的影响也应作为重点评价内容。如宁东煤炭基地高矿化度矿井水的不合理排放，不同程度上加剧了该区土壤盐渍化程度，此类项目其地下水后评价应结合地表水、土壤后评价进行。4）露天煤矿地下水流场的影响也应作为后评价的重点内容之一。如伊敏露天煤矿月排水量达140万m3，在采—运—排对地层重组的同时，其地下水赋存条件彻底改变且不可复原，因此对周边同一水文地质单元的地下水流场评价也应作为后评价的重点内容之一。

4后评价时机选择与服务周期

4􀆰1井工煤矿基于地表沉陷移动延续时间的环境影。响后评价时机选择《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定地表沉陷盆地外边界为地表沉降量10mm的点连线，地表沉陷移动时间即地表沉降趋于稳定的标准是连续观测6个月，地表各点的累积下沉值均小于30mm。地表沉陷趋于稳定时，其对地面的生态环境影响尤其是由于地表沉陷导致的生态环境影响将初步显现，并逐步趋于稳定。一般情况，地表沉陷导致生态环境影响后评价的时间应在达产且地表沉陷趋于稳定之后。地表移动延续时间和最大下沉速度主要取决于采深、采厚与工作面推进速度。如陕西神府矿区的浅埋藏煤深可能小于150m［8］，而同样位于陕西的小庄煤矿埋深却大于600m［9］；薄煤层煤厚可小到0􀆰5m，而特厚煤层可大于8m。宁东煤炭基地灵武矿区与鸳鸯湖矿区等部分煤矿可采煤层均达数十甚至20层以上。鉴于不同煤层赋存条件下与不同开采方式下沉陷深度、地表变形速率以及沉陷在地表的表现形式具有显著差异性。加之，多煤层赋存条件下地表沉陷影响的渐进性与累积性特征，地表沉陷稳定以及生态环境影响显现的时间各不相同。因此后评价的时机选择应根据地表沉陷预测结合地表沉陷观测资料分析，选择生态环境影响完全显现的时间。4􀆰2露天煤矿基于地形地貌重塑的环境影响后评价时机选择。露天煤矿由于对原地形地貌等的彻底扰动，其生态环境影响后评价的重点应为生态系统的可恢复性以及恢复生态系统的稳定性。因此最先进行地貌重塑、生态恢复的外排土场应作为最先开展生态环境影响后评价的对象，从而外排土场服务期满且进入生态恢复阶段的时间节点可作为开展露天煤矿环境影响后评价的时机。4􀆰3基于特殊环境问题的环境影响后评价时机选择与周期确定。《环境影响后评价管理办法》（试行）规定，开展环境影响后评价的情形中包括：为审批环境影响报告书的环境保护主管部门认为应当开展环境影响后评价的其他建设项目。因此，环境保护主管部门可根据事中事后监管中发现的显著负面环境影响，要求建设单位开展环境影响后评价。从近年来环保部受理的后评价报告来看，多数为超过原环评审批设计生产能力的项目，尽管从目前法律层面，后评价不应成为该类煤矿环保合法化的手段，但该类项目进行后评价确有其必要性。4􀆰3􀆰1基于遥感监测的环境影响后评价时机选择。遥感监测与调查对于区域性环境影响问题发现具有重要的现实意义。环境保护管理部门可结合重点开展环境影响后评价的七大煤炭基地进行常态化的遥感监测调查，尤其对于露天开采区以及环境影响评价报告中预测的井工煤矿开采可能积水区、可能造成大面积盐渍化的区域，以及其他可能造成生态环境功能严重退化且表现为地表形态、地面覆盖等显著变化的区域，进行重点监测，及时发现生态环境影响问题，根据监测结果责成问题单位及时开展环境影响后评价。4􀆰3􀆰2基于地下水环境显著变化的后评价时机选择。对煤矿开采导致供水意义含水层受到显著影响、矿井水大量排放且综合利用效率低下以及由于其他煤矿开采造成显著环境影响的区域，如西部地区需进行保水采煤的彬长矿区、神府矿区等，环境保护管理部门可对该类煤矿提出要求开展后评价的要求，及时督促企业、地方环境管理部门通过地下水环境影响后评价反馈采煤对地下水环境影响变化情况。4􀆰3􀆰3环境影响后评价服务周期。环境影响后评价作为环境管理的有效手段，应该是贯穿煤矿全生命周期的环境管理，以保障煤炭资源开发与生态环境的和谐统一，保障矿区的绿色开发与高质量发展。根据《煤炭工业矿井设计规范》以及《煤炭工业露天矿设计规范》，新建中型与大型矿井设计服务年限分别不少于40a与50a。新建中型、大型与特大型露天矿设计服务年限分别不少于20a、35a与40a。而作为环境影响评价重要依据的土地利用总体规划、生态环境保护规划等服务周期却远短于煤矿生产服务期。加之煤矿开采生态环境以及地下水环境影响呈现显著的复杂性以及动态性。因此，一次煤矿开采环境影响后评价不足以指导煤矿整个生命周期的环境影响防控，分期开展环境影响后评价是落实事中事后监管的必要要求。而分期长短是近年来专家热议的焦点问题，笔者认为生产矿井因遵循《环境影响后评价管理办法（试行）近期及时开展后评价；在建矿井根据采区划分、开采进度计划、井工矿地表沉陷影响程度等确定在投产5a后开展首次后评价，并根据首次后评价结果确定评价周期；新建矿井需在开采初期即建立生态样地与地下水自动监测网络，并上报管理部门。管理部门根据卫星执法、生态与地下水定期或适时监测结果确定矿山企业后期开展后评价的时间。

5结论

1）无论井工煤矿还是露天煤矿，生态环境影响后评价与地下水环境影响后评价均应作为环境影响后评价的重点内容。2）生态环境影响后评价的核心为原生态服务功能的可持续性，其评价重点根据矿区主导生态服务功能、敏感性与敏感程度划分为对所在区草原生态服务功能的影响、土壤侵蚀影响、植被覆盖度影响、对农用地生产力的影响、对土壤瘠薄化的影响与对荒漠化加剧的影响。3）地下水环境影响后评价的内容主要包括供水意义含水层评价、矿井水排放与综合利用评价、矿井水排放环境污染评价三方面。4）环境影响后评价时机选择根据生态环境影响以及地下水环境影响显化时间进行，同时环境保护管理部门可结合卫星执法以及地下水监测监控及时督促问题煤矿企业开展环境影响后评价。在煤矿生命周期内，环境影响后评价可分期多次开展。

作者:崔艳 宋颖霞 李娜 单位:中煤科工集团