煤炭開采及地下水環境重點分析

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我國實行以煤為主的清潔化能源戰略，在新建煤礦設計生產年限短至二十長至上百年，單個項目環境影響空間范圍少至數十多至百平方公里的時空尺度下，煤炭開采環境影響后評價既是落實國務院簡政放權、放管結合、事中事后監管改革的有力支撐，更是保障礦區、礦城環境質量改善與生態文明建設的必然要求。近年來，隨著環境管理改革的快速推進，環境影響后評價越來越受到重視。截至2013年，環境保護部已明文要求應開展環境影響后評價的建設項目17個，還有10個建設項目單位主動開展環境影響后評價工作，并提交了環境影響后評價報告書［1］。2015年12月《環境影響后評價管理辦法（試行）》頒布，《環境影響后評價技術導則———煤炭采選》編制工作同年啟動。沈毅等［2］認為環境影響后評價的內容應根據建設項目特點、環境熱點和原環評報告的內容確定。張樹禮［3］開展了煤田開發環境影響后評價理論與實踐的研究，構建了露天煤礦環境影響后評價框架及技術方法體系，并對伊敏露天礦、黑岱溝露天礦和勝利一號露天礦分別開展了后評價。陳凱麒［4］等對水庫工程、煤炭開采工程以及公路工程的環境影響后評價技術內容進行了全面界定。劉文榮，麥方代等［5，6］構建了煤炭開采項目環境影響后評價技術方法體系。隨著排污許可制度的建立與完善，大氣、噪聲等污染類環境影響可通過在線監測與日常監管充分暴露。而生態、地下水作環境影響由于其具有復雜性、持續性以及累積性等特征，成為環境影響后評價關注的重點內容。除此，煤炭分布區生態本底與地下水賦存條件的顯著差異性，使得建立在分類分區基礎上的生態、地下水環境影響顯現出顯著的差異性。

1基于我國煤炭資源分布以及后評價反饋機制的后評價重點區域

我國煤炭資源整體表現為“西多東少、北富南貧”；蒙東、晉陜蒙寧、云貴川渝、北疆四分區以及神東、蒙東、晉北、晉中、陜北、新疆、云貴七大基地的資源前景無論在當前還是未來較長時期內均屬較優之列［7］。東部地區煤炭資源主要富集于東北、華東區域。該地區大部分區域資源已逐步枯竭、開采條件惡化。主力生產礦井已進入開發中后期，主體開采深度已達800m以下，采區進入構造復雜，瓦斯、水等災害嚴重區域，甚至進入邊角區域。因此，由于巨大的開發潛力和環境影響后評價對后續開采環境影響預防控制的重要意義，蒙東、晉陜蒙寧、云貴川渝、北疆四分區以及神東、蒙東、晉北、晉中、陜北、新疆、云貴七大基地，將是環境影響后評價的重點區域。而東北、華東等資源枯竭或近枯竭區域，環境影響后評價應結合其閉礦管理及時開展，防止環境破壞責任主體由礦山企業轉嫁國家或地方政府。

2生態環境影響后評價重點分析

2􀆰1生態環境影響后評價重點影響因素。在既定開采方式下，生態環境影響主要取決于開采區所處自然地理分區決定的生態系統類型、生態敏感性以及主導生態服務功能。因此，不同區域生態環境影響后評價的重要性以及生態環境影響評價的重點各不相同。根據《全國生態功能區劃（修編版）》，分析各主要煤炭基地主要生態特征，從而確定其生態環境影響后評價重點，結果見表1。2􀆰2井工煤礦生態環境影響后評價重點。井工開采過程中，一方面需預先對礦井水和地下含水層水進行人工疏干；另一方面煤礦開采形成的導水裂隙帶也會對煤系含水層水進行自然疏干。在排出礦井水綜合利用率不高的情況下，部分排出的礦井水還含有大量懸浮物以及酸性成分等，特殊地質條件下還可能含有“有毒有害”物質，不同程度上污染地表水、土壤環境。與此同時，由于不同程度的地表沉陷，導致生態系統重要構成要素地形地貌、土壤、植被等發生改變，最終表現為沉陷區生態系統服務功能不同程度的量變以及質變。如在以水土保持功能為主的黃土高原區，原地貌土層深入，土壤侵蝕嚴重，井工煤礦開采生態環境影響后評價應以地表裂縫導致的土壤侵蝕加劇為重點；草原區評價重點應為草原退化以及土壤鹽漬化為重點；西南山地區應以土壤瘠薄化等為重點；西北荒漠區應以煤礦開采導致的荒漠化加劇為重點。2􀆰3露天煤礦生態環境影響后評價重點。我國露天煤礦集中分布區主要為內蒙古、山西、新疆、云南等。2003年環評法實施到2016年，環境保護部共審批新建以及改擴建露天煤礦環評報告書39部，其中內蒙古22部，山西6部，新疆6部，陜西2部，云南2部，黑龍江1部。通過對內蒙古伊敏露天煤礦、山西平朔露天煤礦、云南彌勒露天煤礦等的調研，露天開采將造成地形地貌、土壤以及植被的徹底擾動，采掘場以及外排土場范圍內的原自然生態系統已不復存在。因此，露天煤礦生態環境影響后評價的終極目標為周邊地區原生態服務功能的延續性問題，從礦區內部重點應為排土場土地復墾與生態重建的落實情況以及重建生態系統的演替趨勢分析，在此基礎上分析其不同復墾模式的有效性。

3地下水環境影響后評價重點分析

3􀆰1地下水環境影響因素與表現。地下水環境影響因素主要取決于煤炭資源賦存條件、水文地質條件以及地下水水質三方面。礦井水的抽排以及露天煤礦疏干排水是煤礦開采安全保障的必然要求，其直接影響表現為地下水資源賦存情況以及與此相關的供水能力的降低；從另一個角度，礦井水與礦坑水綜合利用在由排放向利用轉變的同時，排放上限問題轉為資源利用上限問題。礦井水外排可能對地表水體、土壤以及農田、植被等生態系統造成污染。3􀆰2地下水環境影響后評價重點。鑒于以上地下水環境影響的主要表現形式，地下水環境影響后評價應重點從三方面開展：1）對具有供水意義含水層的影響評價。供水意義含水層是地下水保護的重點目標，因此，無論井工煤礦還是露天煤礦該含水層均因作為后評價的重點。2）礦井水（礦坑水）去向與利用效率的評價，該評價內容既是水資源利用評價的重要內容，又是礦井水外排污染源頭控制的基礎。對于地下水富水性區域，礦井水（礦坑水）去向常成為煤礦項目環評審批的制約因素，也由于其配套的用水項目滯后性等常成為煤礦項目環評落實不到位的常見問題。因此，在后評價階段，礦井水（礦坑水）合理排放以及綜合利用應成為后評價的重點內容。3）對于礦井水“有毒有害”物質含量較高的區域，其排放對地表水、土壤等的影響也應作為重點評價內容。如寧東煤炭基地高礦化度礦井水的不合理排放，不同程度上加劇了該區土壤鹽漬化程度，此類項目其地下水后評價應結合地表水、土壤后評價進行。4）露天煤礦地下水流場的影響也應作為后評價的重點內容之一。如伊敏露天煤礦月排水量達140萬m3，在采—運—排對地層重組的同時，其地下水賦存條件徹底改變且不可復原，因此對周邊同一水文地質單元的地下水流場評價也應作為后評價的重點內容之一。

4后評價時機選擇與服務周期

4􀆰1井工煤礦基于地表沉陷移動延續時間的環境影。響后評價時機選擇《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》規定地表沉陷盆地外邊界為地表沉降量10mm的點連線，地表沉陷移動時間即地表沉降趨于穩定的標準是連續觀測6個月，地表各點的累積下沉值均小于30mm。地表沉陷趨于穩定時，其對地面的生態環境影響尤其是由于地表沉陷導致的生態環境影響將初步顯現，并逐步趨于穩定。一般情況，地表沉陷導致生態環境影響后評價的時間應在達產且地表沉陷趨于穩定之后。地表移動延續時間和最大下沉速度主要取決于采深、采厚與工作面推進速度。如陜西神府礦區的淺埋藏煤深可能小于150m［8］，而同樣位于陜西的小莊煤礦埋深卻大于600m［9］；薄煤層煤厚可小到0􀆰5m，而特厚煤層可大于8m。寧東煤炭基地靈武礦區與鴛鴦湖礦區等部分煤礦可采煤層均達數十甚至20層以上。鑒于不同煤層賦存條件下與不同開采方式下沉陷深度、地表變形速率以及沉陷在地表的表現形式具有顯著差異性。加之，多煤層賦存條件下地表沉陷影響的漸進性與累積性特征，地表沉陷穩定以及生態環境影響顯現的時間各不相同。因此后評價的時機選擇應根據地表沉陷預測結合地表沉陷觀測資料分析，選擇生態環境影響完全顯現的時間。4􀆰2露天煤礦基于地形地貌重塑的環境影響后評價時機選擇。露天煤礦由于對原地形地貌等的徹底擾動，其生態環境影響后評價的重點應為生態系統的可恢復性以及恢復生態系統的穩定性。因此最先進行地貌重塑、生態恢復的外排土場應作為最先開展生態環境影響后評價的對象，從而外排土場服務期滿且進入生態恢復階段的時間節點可作為開展露天煤礦環境影響后評價的時機。4􀆰3基于特殊環境問題的環境影響后評價時機選擇與周期確定。《環境影響后評價管理辦法》（試行）規定，開展環境影響后評價的情形中包括：為審批環境影響報告書的環境保護主管部門認為應當開展環境影響后評價的其他建設項目。因此，環境保護主管部門可根據事中事后監管中發現的顯著負面環境影響，要求建設單位開展環境影響后評價。從近年來環保部受理的后評價報告來看，多數為超過原環評審批設計生產能力的項目，盡管從目前法律層面，后評價不應成為該類煤礦環保合法化的手段，但該類項目進行后評價確有其必要性。4􀆰3􀆰1基于遙感監測的環境影響后評價時機選擇。遙感監測與調查對于區域性環境影響問題發現具有重要的現實意義。環境保護管理部門可結合重點開展環境影響后評價的七大煤炭基地進行常態化的遙感監測調查，尤其對于露天開采區以及環境影響評價報告中預測的井工煤礦開采可能積水區、可能造成大面積鹽漬化的區域，以及其他可能造成生態環境功能嚴重退化且表現為地表形態、地面覆蓋等顯著變化的區域，進行重點監測，及時發現生態環境影響問題，根據監測結果責成問題單位及時開展環境影響后評價。4􀆰3􀆰2基于地下水環境顯著變化的后評價時機選擇。對煤礦開采導致供水意義含水層受到顯著影響、礦井水大量排放且綜合利用效率低下以及由于其他煤礦開采造成顯著環境影響的區域，如西部地區需進行保水采煤的彬長礦區、神府礦區等，環境保護管理部門可對該類煤礦提出要求開展后評價的要求，及時督促企業、地方環境管理部門通過地下水環境影響后評價反饋采煤對地下水環境影響變化情況。4􀆰3􀆰3環境影響后評價服務周期。環境影響后評價作為環境管理的有效手段，應該是貫穿煤礦全生命周期的環境管理，以保障煤炭資源開發與生態環境的和諧統一，保障礦區的綠色開發與高質量發展。根據《煤炭工業礦井設計規范》以及《煤炭工業露天礦設計規范》，新建中型與大型礦井設計服務年限分別不少于40a與50a。新建中型、大型與特大型露天礦設計服務年限分別不少于20a、35a與40a。而作為環境影響評價重要依據的土地利用總體規劃、生態環境保護規劃等服務周期卻遠短于煤礦生產服務期。加之煤礦開采生態環境以及地下水環境影響呈現顯著的復雜性以及動態性。因此，一次煤礦開采環境影響后評價不足以指導煤礦整個生命周期的環境影響防控，分期開展環境影響后評價是落實事中事后監管的必要要求。而分期長短是近年來專家熱議的焦點問題，筆者認為生產礦井因遵循《環境影響后評價管理辦法（試行）近期及時開展后評價；在建礦井根據采區劃分、開采進度計劃、井工礦地表沉陷影響程度等確定在投產5a后開展首次后評價，并根據首次后評價結果確定評價周期；新建礦井需在開采初期即建立生態樣地與地下水自動監測網絡，并上報管理部門。管理部門根據衛星執法、生態與地下水定期或適時監測結果確定礦山企業后期開展后評價的時間。

5結論

1）無論井工煤礦還是露天煤礦，生態環境影響后評價與地下水環境影響后評價均應作為環境影響后評價的重點內容。2）生態環境影響后評價的核心為原生態服務功能的可持續性，其評價重點根據礦區主導生態服務功能、敏感性與敏感程度劃分為對所在區草原生態服務功能的影響、土壤侵蝕影響、植被覆蓋度影響、對農用地生產力的影響、對土壤瘠薄化的影響與對荒漠化加劇的影響。3）地下水環境影響后評價的內容主要包括供水意義含水層評價、礦井水排放與綜合利用評價、礦井水排放環境污染評價三方面。4）環境影響后評價時機選擇根據生態環境影響以及地下水環境影響顯化時間進行，同時環境保護管理部門可結合衛星執法以及地下水監測監控及時督促問題煤礦企業開展環境影響后評價。在煤礦生命周期內，環境影響后評價可分期多次開展。

作者:崔艷 宋穎霞 李娜 單位:中煤科工集團