关于新疆煤炭开采过程中矿井水处置方案的探讨——以新疆拜城县某煤矿为例

新疆煤炭资源丰富, 煤矿大多位于丘陵山区, 地表水敏感, 控制目标较高。本文针对新疆拜城县某改扩建煤矿煤炭开采过程中矿井水进入Ⅱ类地表水体 (乔克塔勒河) 的情况, 下面以新疆拜城县某煤矿为例, 通过分析其监测数据及环境影响。探讨新疆地区煤炭开发过程中矿井水此类处置方案的可行性。

一、项目区周边水环境概况

1. 地表水环境

矿井井田东界约1km处有一条乔克塔勒河, 自北向南从井田东部流过, 属本项目环境影响评价的地表水环境敏感保护目标。乔克塔勒河属间歇型河流, 其水量一般在1.4m3/s-4m3/s, 通常在4-8月流量最大, 可达3m3/s-4m3/s, 其它时期流量一般小于1.4m3/s, 甚至处干枯状态。河水平均矿化度为412.6mg/L, 主要离子为HCO3-、Ca2+。

2. 地下水的补给、径流与排泄

井田内冲沟发育, 在暴雨和冰雪融化期容易形成短暂的地表径流, 通过裂隙带或塌陷坑补给地下水。井田北部区外的雪水、洪水自北向南, 以明流或地下潜流的形式直接补给本区地下水。地下水自北向南、由东向西顺层间运移, 地下水补给条件差, 运动迟缓。乔克塔勒河河水、大气降水、北部高山区雪融水是该区域地下水主要补给源。乔克塔勒河为季节性河流, 河谷宽阔, 第四系全新统冲洪积层由砾石、漂砾、亚砂土、砂质粘土、碎石等组成, 直接覆盖在侏罗系含煤地层之上, 使得河水通过该冲积层并经弱含水层与矿井发生联系, 为井田内地下水的主要补给水源。

二、水资源利用现状及存在的主要问

1. 水资源利用现状

与本矿水力联系密切的河流是乔克塔勒河, 该河流是拜城盆地的农业、工业、人畜供水水源及盆地地下水的主要补给源之一, 据资料统计, 其农业年用水量约4.0亿m3, 林业年用水0.3亿m3, 草场年灌溉用水0.27亿m3, 生活、工业、牲畜饮用水年耗水约0.15亿m3。全县可利用的地表径流量约27.92亿m3, 地下动储量约10.05亿m3, 相对用水量水资源十分丰富。为了有效利用水资源, 沿河流两侧兴修了一定数量的饮水枢纽, 兴建了相应的饮水渠。同时为了解水资源季节和地域分布不均的矛盾, 以“西水东调”和“以丰补欠”的原则, 修建了一定数量的水库和引水设施。

2. 存在的主要问题

(1) 工业、生活排水, 包括沿岸煤矿排水等, 对水质造成了一定污染。

(2) 由于水利设施未能科学地配套完整, 水资源地域及季节性不平衡的问题未能彻底解决, 致使春季用水紧张时, 河道水骤然减少, 甚至干枯, 而到夏季洪水期, 无有效的防、排、储、调措施, 造成洪水泛滥。从地域上看, 西部区水资源丰富, 显得开发利用不足, 东部区水资源较少, 开发利用超限。水资源利用上存在的这些问题, 也给区域生态环境造成了一定不利影响。

三、水质现状及评价

1. 地表水

据本次环评时对河水水质, 经当地环境监测站取样分析实测, 所检指标均符合《地表水环境质量标准》中的Ⅱ类标准。

2. 煤炭开采对水环境的影响分析

(1) 排水对水环境的影响

矿井水经矿井排水经井下、井上沉淀池处理后, 部分用作井下消防洒水、地面道路降尘洒水;灌溉季节部分用于绿化, 其余矿井水排入乔克塔勒河;非灌溉季节处理后全部排入乔克塔勒河。根据工业场地所处的位置及该区域的地形特征, 矿井排水量大, 井田范围及周边没有合适的位置来储存大量矿井水并进行有效利用, 加之矿区地势又向河谷方向倾斜, 所以矿井排水很容易进入乔克塔勒河。

本矿工业场地有一条带状洼地, 矿区排水进入此洼地后, 经约1.6Km的流程流入乔克塔勒河河中。河水水质预测模式选用《环境影响评价技术导则地面水环境》中规定的零维模式进行运算, 其公式为:

式中:C0——预测点污染物混合浓度, mg/L;Cp——污染物的排放浓度, mg/L;

Qp——污水排放量, m3/s;Ch——预测点河水中污染物浓度, m3/L;

Qh——预测点河水流量, m3/s。

预测指标为SS、F-、As、总硬度、矿化度。预测断面为未来矿井水入乔克塔勒河入口处。乔克塔勒河流量选用最小月流量, 即1.4m3/s。矿井水流量取最大排水量。预测结果如下:乔克塔勒河水质:SS82mg/L, F-0.8mg/L, AS≤0.001mg/L, 总硬度290.2mg/L, 矿化度412.6mg/L;矿井水水质:SS100mg/L, F-0.3mg/L, AS≤0.001mg/L, 总硬度440mg/L, 矿化度1668mg/L;混合入口处水质:SS82.1mg/L, F-0.79mg/L, AS≤0.001mg/L, 总硬度291mg/L, 矿化度418.58mg/L;地表水Ⅱ类标准:F-1.0mg/L, AS≤0.05mg/L;《污水综合排放标准》一级:SS100mg/L, F-10mg/L, AS≤0.5mg/L。由此可知, 矿井排水与乔克塔勒河河水混合后, 其水质仍能满足地表水Ⅱ类标准值, 因此不会改变乔克塔勒河水的环境功能和控制目标。

(2) 矿井水处置方案的可行性

生活污水冬储夏灌, 不排入乔克塔勒河, 对河水无不利影响。冬季储水池建于矿区下游500m处, 避开泄洪道, 不受排洪影响。矿井水属污染类型简单的污水, 除混进了煤尘及岩尘, 使悬浮物较高, 颜色呈黑色外, 重金属等元素含量远远低于标准值, 因此不存在重金属污染问题。从矿区水文地质情况可知, 受保护的地下水是第四系冲洪积孔隙含水层水, 主要分布在山前河谷形成冲洪积扇及河谷阶地两侧, 此层水埋藏较深, 为30m左右, 矿井排水水质较好, 改扩建完成后矿井排水经处理后, 预测水质能达到地表水Ⅱ类水质标准要求。因此回用后的剩余矿井水可以排入敏感地表水体乔克塔勒河中, 并实行污染物总量控制。综上所述, 此类改扩建煤矿矿井水进入Ⅱ类水体的处置方案是可行的。

摘要：新疆拜城县某改扩建煤矿煤炭开采过程中矿井水进入Ⅱ类地表水体的情况, 分析其环境影响, 提出处置方案, 探讨新疆地区煤炭开发此类矿井水处置方案的可行性。

关键词：井田,矿井水,水资源,敏感保护目标