第２８卷第３期 ２０１１年６月 贵州大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１ｌ 文章编号１０００—５２６９（２０１１）０３—０ｌ１２—０３ 山区煤矿开采对区域地表水资源的影响分析 陈 辂． （贵州水利科技开发有限责任公司，贵州贵阳５５０００２） 摘要：煤矿开采往往伴随水资源的浪费和污染，通过对矿井涌水、生产生活污水以及退水口河 道断面水质化验和计算分析，研究分析了正常退水和非正常退水对矿区地表水资源的影响。为 了保护区域水资源，既要加强退水管理，又要加强处理后水源资源化利用。 关键词：水资源；矿井涌水；生活污水；退水口；污染物浓度 中图分类号：ＴＶ２１３．９ 文献标识码：Ａ 贵州省煤炭资源较为丰富，煤炭资源量约 ２４０１亿吨，列全国第５位，是我国西南地区乃至全 １矿井涌水量推算 矿区面积１０．０６ ｋｍ ，可采煤层为４层，设计生 产能力１５万吨／年。分析煤矿基本概况见图１． 国重要的能源基地，煤炭开采对社会经济发展具有 巨大推动作用，但也应看到煤矿开采对自然环境带 来的负面影响。随着煤炭资源开发的全面开展，对 水资源的破坏也越来越严重，包括水资源的急剧减 少和严重污染，比如受矿区煤矿开采的影响，矿区 附近区域的河流、泉水受矿坑排水的影响，水质恶 化，以前可以用作生产、生活用水的水源，作为农田 灌溉用水水质都难以达到要求。可见，煤层开采对 水资源的破坏，不但影响着人畜用水，也影响着生 态环境和经济的可持续发展。在依法实施更加严 格的水资源管理制度和人河排污口的监督管理条 件下，加强煤矿开采对水环境的影响评价及调查研 究，不但具有重要的现实意义，而且有长远的科学 意义。 当前，研究主要集中于矿坑水疏排及对地表水 污染问题。乔小娟等 １ ３从水量水质两方面分析煤 矿开采对地下水资源与环境的影响；曲红娟 提 出了水资源保护五个治理措施；杨锁林 提出煤 炭开采区地下水资源保护对策措施；曹兴民等 对矿井水进行分类和资源化、综合利用分析；吴振 岭 提出水资源保护措施；朱蕾等 论述了矿坑 水资源化的途径及存在的问题。本文通过对贵州 某煤矿矿井涌水定量研究，分析了不同情况下矿坑 排水和生活污水对地表水体的影响。 图１分析煤矿基本概况 １．１水文地质条件 矿区内出露地层主要为三叠系下统到二叠系 上、中统，其岩石组合主要为碎屑岩沉积和碳酸盐 岩沉积，其中Ｐ：ｍ为碳酸盐沉积，Ｐ ｐ为中二叠系 晚期基性火山喷发产物， Ｉ为乌蒙山分区碎屑岩 沉积和少量的碳酸盐岩沉积，ｒｒ１ ｆ为黔北分区碎屑 收稿日期：２０１１一ｏ４～２Ｏ 作者简介：陈｝通讯作者：陈艳（１９８２一），女，贵州思南人，工程师，主要从事水利工程水文与水资源分析及水资源论证方面工作，Ｅｍａｉｌ：３５０２５２６１＠ｑｑ 艳，Ｅｍａｉｌ：３５０２５２６１＠ｑｑ．ｃｏｒｎ． ｃｏｌｌ１． 第３期 陈艳：山区煤矿开采对区域地表水资源的影响分析 岩沉积，Ｑ为残、坡积物。有茅口组灰岩含水层、峨 集雨面积３．２ ｋｍ ． ２．１矿井涌水水质 矿井水中污染物的组成和含量与地质构造、煤 眉山玄武岩组弱含水层、飞仙关组含水层、长兴组 隔水层、含煤岩组龙潭组，岩性主要为碎屑岩、粘土 岩夹砂岩，岩系主要为基岩裂隙水含水岩组，矿床 水文地质类型主要为基岩裂隙水充水矿床。矿区 地势北、南部高，中部低，矿区区内地下水埋深随地 层伴生矿物、煤炭相邻岩层的成分，开采强度、采煤 方式、采煤深度等多种因素有关，其中悬浮物、化学 需氧量、铁、锰含量主要与开采强度、采煤方式有 势高低而变化，地势高处地下水埋藏较深，地势低 关，煤矿层均含有黄铁矿，属中高硫低氟煤，采煤工 处地下水埋藏浅。 １．２矿井涌水 矿区矿坑充水水源主要是裂隙带水和少量老 窑积水，开采中后期由冒落带、导水裂隙带，使各含 水层（段）产生水力联系，含水层多且厚度不等，可 视为“均质”、“水平”、“无限补给”的统一裂隙含 水层。依据周边老窑的实际测试和水文地质条件 相似（水文地质单元、含水介质、水文地质结构、构 造、地形地貌及地表水系的相同和相似原则）对研 究矿井涌水量进行比拟估算和实际测试验证。单 位涌水量比拟公式 — ， 、 Ｑ＝ｑｏ‘（ （未） 其中：Ｑ、Ｑ。为研究矿井及老窖的涌水量；Ｆ、 为 研究矿井及老窖的开采面积；Ｓ、Ｓ。为研究矿井及 老窖的水位降深。结果见表１． 表１ 涌水量实测和计算值 矿井水主要为老窖采空区及浅部地层裂隙水， 出水形式为滴水，裂隙发育且张开度较大地段为淋 水，其水量受外部影响因素较大，根据老矿开采实 际情况和区域降水年内分布，矿坑最大涌水量为正 常用水量的２．５倍，最大涌水量为１２５ ｍ ／ｈ，正常 涌水量５０ ｍ ／ｈ，最小涌水量为正常涌水量的０．６ 倍，即３０ ｎａ ／ｈ．理论计算涌水量１１６０ ｍ ／ｄ，实测 涌水量１０５０ ｒｆｌ ／ｄ，理论计算涌水量比实测涌水量 高１０．５％（１１０ ｍ ／ｄ），可见，运用该公式估算该矿 井涌水量是合理的。 ２区域水资源 矿井所在流域属珠江流域北盘江水系麻沙河 一级支流，地势较高，区内中、小型冲沟发育，流量 变化幅度大，雨季暴涨，枯季流量较小或干枯，流量 主要受大气降水的控制，退水口河道断面以上流域 艺为普通机械化开采。取样检测水质情况见表２． 表２煤矿矿井水处理前后水质 ｍｇ／Ｌ ２．２生活废水 按照《煤炭工业给水排水设计规范》ＭＴ／ Ｔ５０ｌ４ ６，生活用水量１４４．４２ ｍ ／ｄ，生活污水排 放水量为１１５．５４ Ｉｎ。／ｄ，采用ＳＷＪ一５型地埋式水 生活污水综合装置进行生化处理。通过对生活污 水处理前后排放取样进行分析，主要含ＳＳ、ＣＯＤ ＢＯＤ ＮＨ ．Ｎ及油类等。生活污水处理前后水质 情况见表３． 表３生活污水处理前后水质 ｍｇ／Ｌ ２．３生产生活污水混合 生产生活用水排人专门的排水沟，考虑污水处 理设备正常工作和非正常工作两种情况，分别取处 理后污水和直接排放混合水样，污染物浓度见表 ４． 表４煤矿正常排水和非正常排水生活污水和 生产废水混合后污染物浓度 ｍｇ／Ｌ 注：正常排放采用矿井正常涌水时排放水量，非正常排放采 用矿井最大涌水时排放水量 通过以上研究不难看出，该矿井涌水和生产生 活用水，不处理直接排放将对环境造成压力；但经 过处理后的矿井涌水及生产生活污水可重新利用， 为矿井生产服务。 贵州大学学报（自然科学版） 第２８卷 ２．４退水河道断面水质 Ｌ。—ＣＰＱ．ｐ＋Ｃ０Ｑ — 退水口河道断面水质监测，河流中主要污染物 浓度检测结果见表５．参照《地表水环境质量标准》 （ＧＢ３８３８—２００２），ＮＨ 一Ｎ为Ⅲ类，采用单因子评 价法，该河流河水现状水质为Ⅲ类。 表５退水口断面河流水质污染物浓度 ｍｇ／Ｌ 式中：ｃ一混合后污染物浓度；Ｃ 一排水中污 染物浓度，（ｍｇ／Ｌ）；Ｃ。一河流中污染物原有浓度， （ｍｇ／Ｌ）；ｑ ～项目污水排放量，（ｍ ／ｓ）；Ｑ一河流 流量，（ｍ ／ｓ）． 名称 ＣＯＤｃ Ｆｅ ４．１６ Ｍｎ ＮＨ３一Ｎ ０．５１ ０．９４ 退水口河道断面以上流域集雨面积３．２ ｋｍ ， 最小月平均流量模数３．５ Ｌ／ｓ，最小月 值０．３３， Ｃｓ＝２．５ Ｃｖ，计算得退水口河道断面最小月平均流 量为１１．２ Ｌ／ｓ，Ｐ＝９０％保证率最小月来水量６．１６ 河流中污染物浓度 １２．６ ３ 退水口河道断面污染物浓度变化 煤矿退水主要污染物为ＣＯＤ Ｆｅ、Ｍｎ、ＮＨ 一 Ｌ／ｓ．Ｃ。背景值采用该河流水质监测结果，Ｃ 采用 生活污水处理站和矿井水处理站处理前后混合水 质污染物浓度。正常退水和非正常退水污染物浓 度见表６． Ｎ，选取退水口断面与河水混合后水体水质变化进 行演算，河流纳污能力计算选用零维混合模型预测 水质变化，计算断面９０％保证率下最枯月来水量 作为该断面的初始流量。 表６退水口河道断面正常退水和非正常退水污染物浓度 由表６可以看出，正常退水，混合后污染物浓 退水口河道断面水质为劣Ｖ类，污染加重； 度与河流中污染物浓度相比变化不大；非正常退 （４）为保护煤矿开采区域水资源，既要加强退 水管理，又要加强处理后水源资源化利用。 参考文献： ［１］乔小娟，李国敏，周金龙，等．采煤对地下水资源与环境的影响 分析［Ｊ］．水资源保护，２０１０，２６（１）：４９—５２． ［２］曲红娟．晋中市煤矿开采对水环境的影响评价及治理措施 ［Ｊ］ 地下水，２００９，３１（２）：９２—９４． ［３］杨锁林．山西省煤炭开采区地下水资源管理保护对策研究［Ｊ］． 水资源管理，２０１０，９：３７—３９． ［４］曹兴民，丁坚平，杨绍萍，等．浅析贵州毕节地区煤矿矿井水的 资源化与综合利用［Ｊ］．能源与环境，２０１０，２：８９—９１． 水，混合后污染物浓度显著增加，其中，ＣＯＤ 浓度 增加了５倍以上，可见非正常退水对水资源造成了 很大影响。因此，为保护矿区水资源，一方面修建 调节周期为１天最大涌水量污水事故集水池，避免 非正常退水直接排入河道；另一方面，加强对矿区 矿井涌水综合利用，做到趋利避害。 ４ 结语 （１）矿区水文地质条件复杂，涌水量相对较 大，对当地水文环境影响明显； （２）通过研究分析，通过单位涌水量比拟公式 预测该矿涌水量是可行的； ［５］吴振岭．浅谈邯邢煤矿区水环境问题及水资源保护利用［Ｊ］．地 下水，２０１０，３２（３）：８４—８６． （３）正常退水对区域地表水资源影响较小，退 水口河道断面水质仍为Ⅲ类，不改变现状河道水 质；非正常退水严重污染退水口下游区域水资源， ［６］朱蕾，王文科，马雄德，等．矿坑排水资源化［Ｊ］．煤炭技术， ２００８，２７（９）：４１—４２． （下转第１ｌ８页） 贵州大学学报（自然科学版） 第２８卷 Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．ｉｎｄｕｃｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｓｈｏｒｔａｇｅ Ｒｅｇｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｓｈｕａｉ，ＤＯＮＧ Ｈｕｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ，Ｄｅｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄｅｚｈｏｕ ２５３０２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｔｅｒ ｉｓ ｏｎｅ ０ｆ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｎａｔｕｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ ｓｏｃ ｅｔｙ ｔｏ ｓｕｒ’ ｖｉｖｅ ａｎｄ ｄｅｖｅｌ叩；ｗａｔｅｒ ｃｒｉｓｉｓ ｈａｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｈａｍｐｅｒｅｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ・ Ｕｅｚｈ叫 ｓ ａ ｒｅｓ０ｕｒｃｅｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｈｏ￣ａｇｅ ｒｅｇｉｏｎ，ｗｈｅｒｅ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｄｅｍａｎｄ ｉｍｂａｌａｎｃｅ，ｌｅｓｓ Ｐｅｒ ｃａｐ ｔａ Ｐｏｓｓｅｓｓ ｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｕｎｅｖｅｎ ｓｐａｔｉａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｌｏｗ ｕｔｌｌ ｚａｔ ｏｎ ｒａｔｅ ０ｔ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｈａｖｅ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｈａｍｐｅｒｅｄ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｚｈｏｕ． Ｂｙ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓ‘ｅｍ ｏｆ ｗａ ｅｒ ｒｅ— ｓｏｕｒｃｅｓ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｅｖａｌｕａｔｉ０ｎ，ｉｔ ｅｘｐｅｃｔ ｔｏ ｉｆｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅＳＯＵｒｃｅｓ ｍ ｕｅｚｎ０ｕ ａｔ ｔｈｅ Ｄｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｇｅ，ａｎｄ ｏｆｆｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｕｓｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｈｅ０ｒｅｔ ｃａｌ ｒｅｔｅｒ。 ｅｎｃｅ ｆ０ｒ ｔｈｅ ｆｌ０舢ｕ１ａｔｉ０ｎ ｏｆ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｕｓｅ ｓｃｈｅｍｅ・ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｅｖａｌｕａｔｅ；Ｄｅｚｈｏｕ （上接第１１４页） Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ ｏｎ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｔｅｒ ＣＨＥＮ Ｙａｎ ｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓ０ｕｒｃｅｓ Ｓｃｉ．ｔｅｃｈ ｄｅｖｅｌ０ｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，ＬＴＤ ０ｆ Ｇｕｉｚｈ０ｕ Ｐｒｏｖｉｎ ｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００２，Ｃｈｍ ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ａ１ｗａｙｓ ｗａｔｅｒ ｗａｓｔａｇｅ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ・Ｔｈｒｏｕｇｈ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａ－ ｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｖｓｉｓ ｔｏ ｍｉｎｅ ｐｉｔ，ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｋ ｗａｔｅｒ，ｉｔ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｔｏ ｅＶａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｎ重ｌｕｅｎｃｅ ０ｆ ｎｏ珊ａｌ ａｎｄ ａｂｎ０衄ａｌ ｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｂａｃｋ ｗａｔｅｒ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｏｖｅｒ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ・Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｍｌｎｍｇ ａｒｅａ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓ０ｕｒｃｅｓ，ｗｅ ｍｕｓｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｒｅｆｕｎｄ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ａｎｄ ｌｓａｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｔｔｅｒ ｗａｔｅｒ ｕ ｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｋｅｖ ｗ０ｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ；ｍｉｎｅ ｐｉｔ；ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｓｅｗａｇｅ；ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｋ ｗａｔｅｒ；ｐｏｌＩｕｔａｎｔ ｃ０ｎｃｅｎｔｒａｔ ０ｎ
