保水开采缓解煤水之殇_武晓娟

中国能源报/2013年/2月/4日/第016版
煤炭
采煤与水资源矛盾日益突出
保水开采缓解煤水之殇
本报记者武晓娟
生态环境对能源发展的约束已凸显，绿色发展迫在眉睫，我国生态环境难以继续承载粗放式发展。

随着我国煤炭产量的不断增加，煤矿开采带来的环境问题日益突出，其中水资源的破坏问题最为明显，尤其是我国西北部地区。

国务院日前印发的《能源发展“十二五”规划》（以下简称《规划》）提出，要安全高效开发煤炭，积极推广保水开采、充填开采等先进技术，实施采煤沉陷区综合治理。

因地制宜开发煤炭共伴生资源，大力发展矿区循环经济。

噬水之祸
煤炭开采后形成采空区，进而引起顶板岩层的变形和破裂，甚至造成岩体冒落、塌陷，煤层上覆岩层中会形成导水裂隙带。

专家介绍，煤炭开采过程中，容易破坏地下含水层的原始径流，大量排出地下水。

采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通，形成大规模地下水降落漏斗，使地下水、部分地表水和大气降水沿这些裂隙通道，流入矿井形成矿井涌水。

同时，造成区域含水层水位下降，直接影响区域水文地质条件。

矿井水受煤层中伴生的含硫矿物质及煤尘、岩屑等影响，极易在井下被污染，形成酸性矿井水，不加处理将难以利用，造成水资源的极大浪费。

我国平均开采1吨煤要破坏近1吨水，据报道，山西采1吨煤要破坏2.5吨水，我国最高可达近10吨。

采动影响稳定后，产生的地表沉陷，往往影响到地表水体的原来形态，造成部分沟泉水量减少，甚至干涸。

同时，影响当地居民正常的生产、生活，进而影响区域植被生长，甚至造成土地沙漠化。

因为地下水的大幅下降，矿区地表塌陷等因素，极易造成矿区水土流失。

官方数据显示，若《煤炭工业发展“十二五”规划》发展目标全部实现，到2015年，14个煤炭基地采煤需水量将达66.47亿立方米。

另据统计数据，预计到2020年，仅神东矿区对水资源的需求量就高达每天112.2.－153.06万立方米，相当于两三个百万人口规模特大城市的全部需水量。

目前，我国年用水总量已突破6000亿立方米，全面天平均缺水量超过1亿立方米，已经有2/3的城市缺水。

国际能源署（IEA）发布的《世界能源展望2012》指出，2035年，中国由能源生产导致的水资源消耗将比2010年增长83%，其中煤炭生产和消费是水资源消耗的主要因素。

觉醒之途
资料显示，阳泉煤矿疏于排水，引起娘子关泉干涸、断流，1981年山西省阳泉开始组织有关专家研究保护水资源措施，是我国最早探讨水资源保护之举。

由于陕北浅埋煤层的大规模开采引起日益严重的环境问题，上世纪90年代开始，科研人员开始从地质和环境灾害角度，对陕北榆神府矿区浅埋煤层开采进行研究。

在陕北侏罗纪煤田开采过程中，造成萨拉乌苏组地下水的严重渗漏与生态环境恶化。

针对该问题，煤田地质专家范立民1992年首次提出“保水采煤”观点。

该词的明确使用，又是在《中国西部侏罗纪煤田（榆神府矿区）保水开采与地质环境综合研究》项目中。

之后，大批煤炭科研人员在保水开采方面进行深入研究并积累了诸多经验，形成一定的科学体系。

2003年钱鸣高院士提出绿色开采的概念和技术体系，保水采煤为绿色开采的重要组成部分。

其目标是在防治采场突水的同时，对水资源进行有意识的保护，使煤炭开采对矿区水文环境的扰动量小于区域水文环境容量，实现矿井水资源的保护和综合利用。

2004年以后，王双明（现陕西省地质调查院院长）、范立民组织开展了系统的“保水采煤”研究，先后完成10余项科研项目，提出以生态水位保护为核心的保水采煤技术体系。

在榆树湾煤矿、榆阳区地方煤矿开展保水开采工程实践，取得重大突破。

2011年，《鄂尔多斯盆地生态脆弱区煤炭开采与生态环境保护关键技术》获国家科学技术进步二等奖，包括6位院士在内的专家组认为，该成果整体上达到了国际领先水平，成为保水开采的标志性成果。

该成果首次提出，生态脆弱区必须实行“保水位开采”的新理念，揭示了煤水地质特征及组合类型，研发了固液耦合模拟实验装置和导水裂隙带高度实测新技术，编制了我国第一幅采煤方法规划图，并发明保水位采煤新技术。

这些成果解决了保水开采区高效高回收率采煤与生态化境保护并重的技术难题，推广应用取得巨大经济、环境效益。

必行之举
国家煤监局水害防治专家组组长、中国矿业大学（北京）水害防治与水资源研究所所长武强教授在接受本报记者采访时表示，《规划》积极推广保水开采意义重大。

我国煤炭资源与水资源总体而言呈逆向分布，加之我国水资源极其短缺，煤矿开采不仅加剧脆弱生态环境的恶化，也加剧了与城市供水的矛盾。

采矿、供水以及生态环境，这三者的矛盾愈演愈烈。

武强教授倡议采矿排水、供水、生态环保三位一体优化结合，解决煤矿安全开采、当地城市供水需求以及生态环境保护的多方面矛盾。

武强强调，即使煤炭在能源经济中很重要，但从可持续发展和和谐社会发展的理念出发，国家绝不允许因为煤炭的重要性，而破坏地下水系统，破坏生态环境。

煤炭工业要想走上健康可持续发展道路，必须考虑在煤矿开采过程当中，不诱发破坏含水层、不诱发破坏生态环境，这就需要进行保水开采。

另外，煤炭、供水、环保分属不同部门管辖，一定程度上阻碍了三者之间的最优组合。

这就需要国务院、省政府、市政府等相关部门，协调这三者之间的关系。

就我国目前保水开采的方式而言，从大的方面，针对不同煤田地质条件而言有两种。

一种是可以避免水层被破坏的煤田，可以通过改变采矿方法和工艺，来减少采矿行为对水层的破坏；另一种是煤层上方为含水层，只要有开采行为，必然会破坏水层的地质条件，可以通过排水等方法提高矿井水的利用率，减少对生态环境的破坏。

在我国保水开采的应用情况方面，武强介绍，通过矿井水控制、处理、利用、回灌与生态环保五位一体优化结合，统筹管理，可以较好解决矿井水害控制、水资源利用与生态环保相互之间的矛盾和冲突。

业内相关人士同样表示，国家在制订开发规划时，一定要综合考虑矿区水源、外运能力、环境保护和人口容量等诸多因素，将其控制在一个协调、适度的发展规模上。

这样，才有利于全面推进，健康发展。

目前，《规划》提出，到2015年，矿井水利用率要达到75%。