山西煤炭资源

山西煤炭资源交工081班卢仰信 学号：200800550摘要：山西有丰富的煤炭资源，但是由于不合理的开采，加之该地区的特殊的地质条件，引发了严重的环境问题，污染严重、地地下水位下降、塌陷现象突出，危及到百姓的正常生活。给今后的基础设施的建设带来了困难。因此必须做好开采后的恢复、建设之前的勘测、辖区范围的地质状况资料收集等工作，为及基础设施的施工打下基础。关键词：煤炭资源地下水地质条件环境问题关键词：煤炭资源地下水地质条件环境问题晋西北部是山西的主要黄土覆盖区。由于长期水蚀作用，形成黄土丘隆沟壑地形。吕梁山向北延伸，在黄土区交错，构成黄土丘陵山地之特殊地貔。塬面海拔一般在1000米以上。年均气温4.5—8.8°C,降水450—600毫米，因地而有差异。由于人类活动的长期影响，自然植被遭到严重破坏很严重。晋西北部是山西的主要黄土覆盖区。由于长期水蚀作用，形成黄土丘隆沟壑地形。吕梁山向北延伸，在黄土区交错，构成黄土丘陵山地之特殊地貔。塬面海拔一般在1000米以上。年均气温4.5—8.8C,降水450一600毫米，因地而有差异。由于人类活动的长期影响，自然植被遭到严重破坏很严重。山西省煤炭资源状况山西省煤炭资源丰富，分布于全省面积的30％(5.7万km2)，其地质结构比较单纯，并且具有煤层厚而埋藏深度浅①等有利条件。煤炭保有储量为2565亿吨(2000年)，占全国的25％，位居全国之首。其中，炼焦用煤与无烟煤分别占到全国保有储量的53％与46％。山西省有6大煤田：大同、宁武、河东、西山、霍西和沁水，其面积分别为1800km2、3500km2、16900km2、1600km2、3900km2、30000km2。这些煤田规模大，焦煤、动力煤、无烟煤等品种齐全，而且晶位较高。采煤活动破坏生态环境状况山西省采煤破坏生态环境具体表现在4个方面：1采空塌陷破坏含水层及矿井排水引发的水资源破坏问题，2采空塌陷、露天开采引发的以地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、地形地貌景观破坏等为主的矿山地面变形问题及由此引起的土地资源、植被资源的破坏，3以矿山废水、废渣、废气排放为主的矿山“三废”问题，4以矿山水土流失、土地沙化为主的矿山土地退化问题。矿区水资源破坏地下水均衡被破坏煤层开采至一定深度后．由于采空区顶板的冒落，在采空区上覆岩层中形成较为明显的冒落带、裂隙带和整体移动带3个分带。冒落带和裂隙带含水层直接遭到破坏，原来储存于该含水层中的地下水在短时间内排向采空区，形成矿坑水被排出，人为地改变了地下水的补径排条件，从而破坏了地下水的均衡，这种破坏是一次性的、不可逆的。据资料统计．山煤炭开采对水资源破坏的总计面积为20352km2，占全省总面积的13%。其中严重破坏区面为2670km2，占全省总面积的1.7%；一般破坏区面积10113km2,占全省总面积的6.5%影响区坏区面积10113km2，占全省总面积的6.5%；影响区面积为7569km2,占全省总面积的4.9%。对岩溶大泉的影响山西省共有19处岩溶大泉，泉水资源量30x108m3，约占全省水资源总量响区内厚度达400m〜500m碳酸盐岩构造中，是山西最主要的富水含水层，并形成相对独立的岩溶泉域。在泉域范围内采煤，不可避免地要对岩溶泉水的流量产生影响。如果开采煤层下伏及附近的岩溶水水位高于采空区标高.并有断裂破碎带、陷落柱及钻孑L穿过采空区与下面的岩溶水相连通时，则可能出现下伏岩溶水的底板突水和侧向突水现象，不但疏干了煤系地层中地下水．也使得下伏奥陶系岩溶水遭到一定程度的破坏，从而直接影响岩溶大泉的流量，例如郭庄泉流量减少、晋祠泉断流就和泉域内煤矿开采有直接的关系。晋祠泉泉水流量早在1933年时实测为2.0m3/s,1942年10月1日1昼夜实测为17X104m3（约合2.0m3/s），解放后1954—1958年的实测资料，泉水最小流量为1.715m3/s,最大为2.18m3/s。晋祠泉域基本包括整个西山煤田，泉域内的煤炭开采具有悠久的历史。据统计泉域范围内共有煤矿392座，年开采能力3822.75X104t，年总排水量2068.17x104t。随着煤炭及地下水的不断开采，泉水流量逐渐减少，于1994年5月断流。郭庄泉位于霍州南7km处，泉域内煤层主要属霍西煤田。1991年以前泉水流量较大，最大年平均流量为9.14m3/s（1968年），最小年平均流量为6.20m3/s（1990年）。据不完全统计，分布于该泉域内的煤矿约有580座。个别煤矿矿井日排水量达数千吨，大量的煤矿排水直接影响了郭庄泉的流量，从1992年开始泉流量急剧下降，至1999年减小至2.23m3/s。对浅部含水层及供水水源地的影响煤矿采空塌陷使覆岩产生了大量垂向的张裂缝，有的裂缝直通地表，在地面形成地裂缝、地面塌陷。矿井、巷道、采空区及张裂缝成为采空区以上各类含水层地下水快速漏失的通道，致使采空区以上各类含水层中的地下水流人矿坑.随着矿坑水的疏干排放，采空区以上各类地下水含水层的水位下降或被疏干.其直接后果是水利设施大量报废.地表植被死亡，粮食减产甚至绝收。全省主要矿区每平方百米耕地粮食减产约250kg,每年减少粮食产量约1.17x10akg。还引起泉水流量减少或断流，共影响井泉3218眼、水利工程433处、水库40座、输水管道793890m,导致近4000个村庄、1494948人口、218329头大粹畜饮水严重困难。2000年到2005年6年间.全省解决了因采煤漏水而缺水的2006个村95万人的饮水问题。而此期间建设的饮水工程有625处因采煤破坏报废,810个村37万人重新陷入饮水困难。山西共有14个城市、42个县城位于采煤影响区,这些城市受到采煤漏水影响而削减的供水量为3.61X105ms，有34个重要水源地受到煤炭开采的影响。根据《山西省水利统计年鉴》的资料，1987年全省的农村机井共84154眼，其中深井为22023眼，2005年农村机井共90724眼，其中深井为35656眼.新增深井13633眼：加上城镇供水井，全省现在的深井已达44298眼。近20年来原有机井平均以每年200眼的速度报废，现在40X10*m，的地下水供水量中，浅层地下水供水量为10.7X108m3，只占26.7%,其余的73.3%都是中深层地下水和岩溶地下水。打井深度的增加不仅增加了工程建设投资，而且增加了井位选择和打井的难度.导致今后解决农村饮水问题更加艰巨。在现状条件下.施工1眼800m深的机井需要3-4个月的时间，投资在60万元以上.一旦发生大旱，临时打井根本不能解燃眉之急。采煤影响地下水资源总量据《山西省煤炭开采对水资源的破坏影响评价》统计，20年来煤矿开采引发的经济损失：累计粮食减产造成直接经济损失达3.46亿元。山西煤炭开采对水资源破坏造成的经济损失总量为：采煤漏水造成人畜吃水困难，损失3.23亿元；采煤漏水使水浇地变为旱地，损失3.46亿元；矿井水排放造成经济损失34.5亿元：水利工程被破坏造成的经济损失为o.69亿元。合计为347.88亿元，占全省20年GDP总和的2．8％。应当指出的是，上述损失仅仅是可以初步计量分析的部分内容。由于煤炭开采水文地质环境的复杂性、所造成危害的不可逆性、许多损失的不可计量性和生态危害的代际延续性，其所产生的损害将比上述测算的数量更为巨大。地表水资源破坏随着采空区面积不断扩大，采空区导水裂隙带和地面沉陷范围也扩大，在局部地段，与地表水发生水力联系，地表水渗入地下或矿坑，使地表径流减少.水库蓄水量下降。在大同十里河、怀仁小峪河、朔州七里河、阳泉桃河、孝义兑镇河、左权清漳河、晋城长河等地均有此现象。矿区地面变形及由此引发的土地资源、植被资源破坏根据调查，至2004年全省各类采空区的面积3553.82km2，总的开采沉陷面积2761.58km2,采煤引发矿山地面变形，诱发地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。据不完全调查统计，其中较为典型的矿I』J地面塌陷约835处、地裂缝约1205处、滑坡约73处、崩塌约23处、泥石流约10处，合计约2146处。矿区受上述各类矿山地质灾害影响的村庄数达3309个、户数339084户、人数1214781人，1040848问房屋不同程度被破坏。另据对山西省重点矿区（大同、轩岗、西I』J、汾西、潞安、阳泉等）的调查统计，企事业单位学校、医院、商业服务网点受损面积约26.4850x104m2,破坏铁路约5444111,有801745m道路、293079m供水管道、435567m供电线路、123678m通信线路等受到不同程度的损害。全省矿山地质灾害至少造成百余人死亡、1000余人伤残。全省开采沉陷破坏耕地面积1082.25km、林地面积42.60km2、园地面积6.95km二、草地面积17.60km2,破坏其他已利用地面积474.08km2,破坏未利用土地面积1152.36km2露天采矿(采场)破坏耕地21.16km2,破坏林地0.35km2，破坏园地0.02km2破坏其他用地101.18km2。全省矿山固相废弃物占地面积约43.97km2,其中占用耕地5.63km2,林地8.95km2、同地0.42km2,占用其他类型用地'28.93km2。燃是主要的污染源，其产生的SO。、烟尘等废气排放量约为358X108m3/年、煤矿开采加重了水土流失，据调查估算，采煤造成水土流失的影响面积为其引发的采空塌陷面积的10%〜20%，也就是说全省矿山开采造成水土流失面积约为276.16——552.316km2、另据调查.矿山开采造成土地沙化影面积约1134.26km2、采煤造成的生态环境破坏难以恢复前述估算仅是可以用经济损失来粗略评估的采煤破坏生态环境的程度，更严重的是采煤破坏环境的不可逆性、山西地处黄土高原，地形破碎，沟壑纵横，降水偏少，生态环境本就十分脆弱.采煤引发的滑坡、地面塌陷、地裂缝、水土流失、地下水资源破坏等更加剧了生态环境的恶化，这种破坏在几十年甚至上百年时间里都难以恢复、同时，采空塌陷使生长数十年的森林、植被资源毁于一旦，留下的却是千疮百孔的塌陷坑、乱石堆，极大地破坏了生态环境和旅游环境、煤炭开采造成矿区土地荒芜、井泉断流、房屋裂缝甚至倒塌，严重影响矿区人民的安居乐业、山西省全省水资源总量只有123.8X10m3，远低于世界公认的人均1000m3的严重缺水界线，属水资源严重缺乏的省份。采煤塌陷使大面积含水层遭到破坏，这种地下水系统的破坏是不可逆的、不可恢复的。采煤形成大面积的采空区，随着时间的推移、各种影响因素的诱发，随时可能继续塌陷，成为新的地质灾害隐患，成为城市、乡村、土地规划等的极大障碍。山西省地质灾害与防治地质灾害概况1．地质灾害的特点山西省地处黄土高原，境内沟谷发育、地形切割强烈、降雨集中，加之采矿、筑路等人为工程活动，自然成因和人为诱发的地质灾害遍及全省，如山区丘陵区的崩塌、滑坡、泥石流，中部盆地内由于活断裂和超釆地下水形成地面沉降、地裂缝，特别是因长期和大面积的采矿活动造成的地面塌陷，裂缝、下沉、塌落地震、山体滑移、滑坡、水源枯竭、土地退化等地质灾害，尤其严重。2．地质灾害的分布及规律山西省是矿业大省，矿业经济为全国和全省经济发展做贡献的同时，也留下了危害甚烈的地质灾害，影响着山西省经济的可持续发展和社会稳定、以煤炭为例，全省含煤面积5。7万平方公里，占国土面积的三分之一，主要开采地分布在太原、大同、阳泉、朔州、长治、晋城、临汾等省内大中城市周边，据不完全统计，1949—2000年山西省各类矿山采空面积达2万多平方公里，占国土总面积的13％，塌陷面积120万亩，其中耕地占40％，全省采煤排水每年达3亿吨，使3000多处井泉干枯断流，导致1547个村庄，9．9万头大牲畜饮水困难，40余万亩水地旱化、减产；5()％一70％：因地质灾害而举村搬迁的村庄达45个；矿山地质灾害使大量的地面建筑及设施遭到破坏，人畜伤亡，交通中断时有发生，每年因此造成经济损失数亿元，群众集体访事件时有发生，影响社会稳定。大同市峰子涧矿区和太原市万柏林化客头一带囚地面塌陷造成房屋倒塌，土地无法耕种，果树成片死亡，人畜无水饮用，巳不具备最基本的生存条件；高平市曲辉公路遇仙山隧洞，神河铁路火山隧洞等部由于地质灾害而被迫关闭，致使交通中断。近年来，由于铁矿石市场看好，采矿者急功近利，往往忽视地质灾害预防，每年因开采铁矿诱发地面塌陷都造成严重的人员伤亡和财产损失，除此之外，山西省地形切割强烈，滑坡、崩塌、泥石流等自然地质灾害也常发生，新构造运动较强，山西中部的一系列盆地是著名的地震带，由于深大断裂活动和超采地下水等原因，30多个县（市）出现地裂缝，太原、大同等城市巳出现大范围的地面沉降。