地下水环境影响预防措施
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2.4.1.3 瓦斯综合利用问题
根据地质勘探及生产矿井资料,矿区范围内煤层瓦斯含量不大,均属低瓦斯矿井;随着生产矿井不断向井田深部推进,瓦斯含量有所增加,预计矿区深部区域可能是高瓦斯地区,尤其是下组煤的开采,由于埋藏相对较深、压力大,亦可能存在高瓦斯,应加强瓦斯勘探,进行煤与瓦斯突出危险性鉴定。同时,现行法律法规、产业政策、专项规划均提出了煤层气资源合理开发的相关要求。
矿区内东庞矿井由于瓦斯的增大,已于2009年初新建立了地面瓦斯抽采系统,并于2009年2月份投入运行。目前已经委托中国矿业大学对瓦斯利用进行综合评价,据初步资料表明,预计可以建设瓦斯电厂。但矿区总体规划中未针对矿区瓦斯气资源利用进行具体规划。应进一步加快建设瓦斯利用设施的步伐,使矿区瓦斯利用率达到相关技术政策的要求。
8.3.2 地下水环境影响预防措施
矿区开发活动对地下水影响的主要因素为煤炭开采和废水排放,其中煤炭开采对地下水的影响主要表现在含水层结构破坏和地下水资源流失,废水排放主要表现在污染物以下渗的形式进入地下而污染地下水水质。8.3.2.1 地下水资源流失减缓与保护措施
为了有效保护区域地下水资源,减缓矿区煤炭开采对区域地下水含水层和水资源的不良环境影响,本评价提出从规划实施的设计阶段、矿井勘察阶段、项目建设阶段、规划实施阶段等全过程对矿区地下水资源进行保护,具体措施如下:
(1)规划设计阶段
①在规划新建矿井设计阶段应根据整个矿区的地下水分布情况,补给、径流和排泄的特点,重点划分井田的“富水区”、“缺水区”、“水文地质复杂区”、“底板突水压力区”等,便于在规划实施阶段有针对性地进行保护。
②矿井开拓方案设计过程中,邢台市饮用水源一级保护区下禁止采煤,二级保护区内有条件的限制煤炭开采、实施煤炭保护性开采,以保证饮用水源地的供水安全;重要地表水体(南水北调总干渠、白马河、七里河、沙河、北澧河、滏阳河等)下留设保护煤柱或采取全采全充填的形式进行水下采煤。
(2)规划矿井勘查阶段
①在规划矿井或矿区后备区勘察、勘探阶段,钻孔封闭必须规范,同时建立技术档案,以备建井及生产利用。
②查清矿区水文地质情况(包括地层各岩层透水性、渗透系数、矿井水量,断层、陷落柱、封闭不良钻孔等的分布和导水性等),查明地方小煤矿采空区积水、老窑积水分布、水量等情况,绘制水文地质资料相关图件(矿井水文地质图、矿井具有供水意义的含水层等厚线图、矿井基岩等厚线图等),以备矿区后续开发中利用。
(3)项目建设阶段
新建4对矿井具体施工阶段,其井筒在穿透含水层时应及时进行封堵,并采用合理的施工方式和无毒无害材料,比如采用冻结法施工、使用高标号无毒水泥等,最大限度减缓施工阶段对地下水资源的破坏影响。
(4)规划实施阶段
规划实施阶段即各规划矿井生产阶段,该阶段是对地下水资源进行保护的重要阶段,由于邢台矿区今后以开采2号煤和9号煤为主,各井田开采深度加大、范围转移,故本评价提出以下减缓、保护措施:
①采煤过程中,探明各采掘工作面的水文地质情况、地质构造情况,如导水断层、导水陷落柱的分布、范围、大小等,并采取合理的开拓方案和采煤方法,按要求留设防水煤柱和采取其它防治突水的措施,确保采煤导水裂隙不对本区具有供水意义的含水层产生明显影响;
②在煤炭开采过程中,应严格按照设计开采边界开采,禁止越界开采;同时对重要地表水体或水源区按规范留设合理的保护煤柱;
③本区水资源缺乏,煤炭开采应坚持“保水采煤”;在煤层上覆岩层变薄区域有可能对第四系潜水含水层产生较大影响时,应采取“保水采煤”措施;
④开展煤层开采模拟试验,并以试验结果、导水裂隙不沟通上覆隔水层为原则,严禁越界开采和超地质承载能力开采;
⑤开采技术层次上,应根据各井田煤层埋深、煤层厚度、地层结构、含水层性质等进行设计,必要时采取限采高、条带开采、充填开采等降低采煤导水裂隙带高度的采煤方法;
⑥下组煤开采过程中,充分总结矿区现有矿井开采9号煤的成功经验,各矿加大技术沟通与交流,严格执行《煤矿防水规定》,采用底板注浆、带压开采、全采全充填等技术,避免奥灰水突水事故的发生,确保区域奥灰水供水区的水位、水量不受明显影响;
⑦规划的白涧铁矿项目在开采过程中,应加强对地下水资源的保护,采取科学合理的开拓方式和保护措施,如采取帷幕注浆技术,阻隔矿井与
外围奥灰水的联系,减轻对区域地下水资源的不利影响。
8.3.2.2 矿区9号煤带压开采配套防治水措施
矿区规划新建的邢台西井开采9号煤,现有的东庞北井、葛泉东井和章村三井以及显德汪矿井,均将在9号煤试采成功的基础上,继续往深水平延伸,面临的开采压力进一步加大。带压开采是一项技术难度大、需要严密组织并辅以相关配套措施的复杂的系统工程。为了保证这项工作的安全性,要求在基本查明各矿井水文地质条件的基础上,采取严格的技术措施,才能更有效地解放受水威胁的煤炭资源。根据邢台矿区现有矿井下组煤开采的实践经验,除了建筑防水闸门实行分区隔离开采、增加抗灾强排能力、建立专业的探放水和注浆技术队伍(包括仪器、设备)、健全奥灰含水层地下水位动态监测网、建立安全可靠的通信系统并制定避灾路线等措施外,还应加大防治水技术工作(包括技术管理工作)的力度,同时应贯彻“先探后掘,不探不掘不采”的防探水原则。为保证邢台矿区9号煤带压开采防治水安全,也为减缓矿区下组煤开采对奥灰水的影响,本评价提出具体的技术措施建议如下:
(1)水文地质异常带的探查及治理
在开拓掘进过程中,对巷道落差较大的断层,必须编制专门的探放水设计,岩巷超前距不小于20m,半岩巷和煤层中超前距不少于30m,探水孔一次不少于2个,遇导水断层和破碎带时,注浆加固。回采工作面或外围边界断层落差大于5.0m时,按规程要求留设防水煤柱。
工作面应采用各种综合物探手段,探测工作面内有无隐伏断层和陷落柱,探测工作面底板薄弱带,如发现异常则用钻探方法加以验证,并进行注浆加固,及时采取措施,防止突水。
物探方法的选择主要考虑对“探查体识别与定位”的“敏感性”:采用地面三维地震勘探手段,主要探查9号煤层及隔水层中断层和异常体;地面瞬变电磁探查煤层底板富水性,从宏观上把握含水层富水性特征;井下可采用直流电法长距离超前探测技术和三、四极结合的假异常排除技术探测掘进头前方富水构造;坑透探查煤层构造;直流电法和音频电透视结合探查工作面底板隔水层富水区。经冀中能源各矿开采实践,以上方法比较实用,且效果明显。