1樓：中地數媒
據有關資料表明，自2023年起到2023年，一次效能源消費連續增長，其增幅超過2.4%。而國際石油**也在一路攀升，許多國家不得不調整能源使用結構，逐漸降低石油消費比例，轉而提高煤炭比重。
煤炭行業是我國國民經濟的支柱產業，是關係國計民生的基礎性行業，在國民經濟中具有重要的戰略地位。煤炭作為中國工業化程序的主要能源基礎，對整個國家的經濟發展起著舉足輕重的作用。進入「十一五」規劃期，中國的「富煤貧油少氣」的能源儲備特徵和進入「重化工業主導型」經濟發展階段的特點，決定了在較長時期內，煤炭是我國一次能源消費結構中占主導地位的格局將長期保持不變。
結合中國經濟發展的實際情況和國際形勢，國家***在《能源發展「十一五」規劃》中進一步決定和明確了「堅持節約優先、立足國內、煤為基礎、多元發展」的能源方針，提出「2023年中國煤炭消費量佔一次能源消費總量的66%」。
據國家統計局的資料，2023年煤炭一次消費增長5.8%，佔全球增長的2/3以上。為此我國不斷加大投入，增加煤炭產量，到2023年原煤產量達到了27.
93億噸，同比增長10.6%。
圖1 我國煤炭生產與消費情況
如此巨大的需求，就需要不斷加大煤炭資源勘探和開發。我國各省、市、自治區，除上海和香港、澳門特別行政區外，都有煤炭產出，但分佈不均。特點是西多東少、北富南貧，相對集中。
煤炭資源總量中，分佈在大興安嶺太行山雪峰山一線以西的12個省(市、自治區)佔有總資源的89%，保有儲量的87%;而該線以東的20個省(市，自治區)，僅佔總資源量的11%，總保有儲量的13%。按各省(市，自治區)統計，資源量最多的前十名依次是新疆(16210億t)、內蒙古(12053億t)、山西(6830億t)、陝西(2922億t)、寧夏(1991億t)、甘肅(1905億t)、貴州(1866億t)，共計47108億t，佔總資源量的93.11%。
依保有探明儲量排序，前十名依次為山西(2578億t)、內蒙古(2247億t)、陝西(1619億t)、新疆(952億t)、貴州(524億t)、寧夏(309億t)、安徽(245億t)、雲南(242億t)、河南(227億t)和山東(227億t)，共計9558億t，佔保有儲量的95.34%。
我國煤的種類齊全，從褐煤到無煙煤，各個煤化階段的煤都有賦存，能為各工業部門提供冶金、化工、氣化和動力等各種用途的煤源。其中煉焦用煤佔25.4%，無煙煤和貧煤佔17.
2%，褐煤佔13%。低變質的煙煤(長焰煤，不黏煤，弱黏煤等)佔42.5%，低變質煙煤不僅數量大，且煤質好，是煤炭資源中的一大優勢煤類。
其中大同的弱黏煤，神府和東勝的不黏煤，灰分、硫分很小，被譽為天然精煤。
在開採實踐中，我國煤礦生產中事故頻發，百萬噸死亡率是美國的近200倍，是南非的30倍，是印度的12倍。煤礦突水是礦井五大災害之一，嚴重影響生產安全並造成重大的經濟損失。例如2023年6月2日，範各莊礦2171綜採工作面，揭露隱伏導水陷落柱，奧陶系岩溶強含水層的高壓水經陷落柱潰入礦井，高峰期突水量達2053m3/min，造成範各莊、呂家坨二礦淹沒，林西停產，唐家莊、趙各莊礦減產，直接經濟損失數億元。
據國家煤礦安全監察局的資料統計顯示，受當時煤炭市場低迷影響，1995～2023年全國煤礦水害事故總體上呈逐年下降的趨勢;而2000～2023年，水害事故總體上呈現逐年上升的趨勢(如表1)。突水僅次於瓦斯事故，已成為名副其實的煤礦第二殺手。並且，突水造成的直接經濟損失一直列在各類煤礦災害之首;過去20年間，有250多對礦井被水淹沒，直接經濟損失高達350多億元。
表1 2000～2023年間煤礦重特大突水事故統計
注:引自「973計劃」:煤礦突水機理與防治基礎理論研究。
嚴重的水害和複雜的水文地質條件還使大量的煤炭儲量無法開採。據統計，北方石炭系—二疊系是我國主要含煤巖系之一，其**儲量佔全國**儲量的26%，保有儲量4097億t，佔全國保有儲量53.8%。
但北方一些主要煤礦區，受岩溶水威脅的煤炭資源達160億t以上，僅河北、河南、山東、江蘇、安徽及渭北等地區，礦井保有儲量384.5億t中受水威脅的煤炭儲量達149.71億t，佔37%(武強等，1995)。
受水威脅的礦井中煤炭大多煤質好，在國民經濟建設中具有重要的戰略地位。因此對礦井水文地質規律、礦井地下水運動模擬的研究，對於解放我國東部受水威脅的煤炭資源，提高資源**率具有重要的指導意義。
隨著煤礦生產技術的發展，資源開採強度增強、礦井深度不斷延伸，多數礦井面臨更為複雜的水文地質條件，煤礦水害威脅日趨嚴重，產生了一系列的水環境問題，具體如下:
1.採礦對區域地下水位及流場的影響
對我國來講，煤炭生產以深部開採佔大多數。為了維持採礦的正常進行，採煤工作面的橫向和縱向的發展以及工業城市生活用水的迅猛增加，必須大量開採地下水或將工作面周圍的水、潛在的水排出，這導致礦井排水量逐年加大，排水費用也逐年增多，地下水位急劇下降。相應地，所形成的地下水降落漏斗範圍和幅度越來越大，地下水的流場也發生了明顯的變化。
作為我國特殊現象的汲水井也因為地下水位的大幅度下降而基本消失。自1975～2023年間，河北省煤礦開採區的地下水位急劇下降，其中淺層地下水位由平均5.88m降至11.
88m，而深層地下水位則由平均7.37m下降到30.25m，形成了十餘個大小不等的降落漏斗。
在我國典型的大水礦區如焦作、峰峰和開灤等，這種情況尤其嚴重。例如在焦作礦區，2023年排水量僅1.501m3/s，地下水位為105m;2023年礦坑排水量為4.
96m3/s，地下水位為93m，地下水位比2023年下降了12m;2023年礦坑排水量增加到5.55m3/s，地下水水位大約在85m左右;2023年礦坑排水量為8.463m3/s，地下水位為83m，並在電廠崗莊水源地大規模集中開採區形成多邊形枕狀漏斗;2023年礦坑排水量增加，使得地下水位急劇下降，平均地下水位為71m，最低水位位於崗莊水源地，為62.
08m。在短短的40年時間裡，地下水位下降幅度達43m左右，大大增加了取水的費用，也加速了生態環境的惡化。由於礦坑排水改變了孔隙水的補、徑、排方式，目前孔隙水主要接受大氣降水、城市排汙及礦坑排水滲漏補給，而礦坑排水近山前地段孔隙水基本疏幹，其埋深在60m以下，形成了空前的疏幹區。
作為焦作礦區的大礦之一，九里山礦附近形成了孔隙水降落漏斗，焦作市城區造紙廠、化工一廠及平原光學儀器廠等單位單井湧水量減少，化工一廠有多口井報廢，其造紙廠用水量急劇下降，生產用水緊張。
2.採礦對周圍河川徑流的影響
由於煤層淺埋藏區煤礦採空範圍擴大，採空區星羅棋佈，其引發的裂縫(董兆祥，1997)，甚至地面塌陷範圍也逐漸擴大，造成了周邊河川徑流量大量減小，在個別區域甚至出現河流斷流的情況，農業灌溉和部分城市的生活用水受到嚴重影響。西山礦區的西山冶峪溝董茹站以上的流域，面積達18.9km2，在不同時段流域平均降水量與實測河川徑流量的關係見圖2所示。
圖2 西山礦區流域不同時段流域平均降水量與實測河川徑流量的關係
3.煤礦排渣對水源的汙染
採礦的排渣主要是各種矸石。對煤礦來說，煤矸石是煤礦採掘和洗選加工過程中排出的廢渣。它的排放量與煤的埋藏條件、開採方式等因素有關。
煤矸石是由灰分高、發熱量低的炭質煤巖和少量煤塊組成，其主要成分為碳、氫、氧、硫、鐵、鋁、矽、鈣等常量元素和鎘、鉻、砷、鉛、汞、銅、錳、氟等痕量有毒元素(劉國昌，1998;張憶晉，1990;國家環保局監督理司，1992;程勝高，1999;中國環境科學學會，1984)。目前，由於利益的驅使，小煤窯這個頑疾屢禁不止，礦山千瘡百孔，烏煙繚繞。在採掘和洗煤過程中排出的煤矸石都未經過處理，直接排放在水溝、山坡和平川。
煤矸石長期露天堆放，經日晒雨淋、風化侵蝕，天長日久便發生自燃，釋放出大量的有害氣體，嚴重地影響了礦區及周圍的大氣質量，進而汙染了大氣降水。一部分有害元素經雨水或地表水的淋濾作用，給地下水造成嚴重汙染。在我國大型露天煤田———神木的石圪臺礦區，這種情況更為嚴重。
在對該礦的環境調查過程中，發現在該礦周圍分佈著許多大小不一的小煤窯。這些煤窯只追求效益，對煤層不全採(留有大量不好採的煤)，大大浪費了煤炭資源，同時其分選更是浪費驚人，將其認為賺不了錢的許多可利用的煤塊丟在道路兩旁和河道里。經過長期的風吹日晒，淋濾的水直接排到河道和滲到地下含水層中，使地表水和地下水受到嚴重的汙染。
據群眾反映，以前河裡的水非常清澈，可以直接飲用，而現在卻變成了黑乎乎的汙水。
煤矸石自燃是一種普遍現象，這在神木的石圪臺礦區也非常典型。青煙縷縷隨處可見，對環境的汙染相當嚴重，主要是硫、碳、氮、氧化物和煙塵對大氣的汙染。被汙染的大氣通過降水，間接地汙染靠大氣降水補給的地表水和地下水。
4.採礦對礦區外圍水源的影響
隨著煤礦開採深度的不斷增大，排水量也在不斷增加。疏幹區形成相對低壓帶，破壞了原來的地下水系統迴圈和儲存條件，在一定的水文地質條件下，地下水有可能穿透原有的相對隔水層而發生突水災害。
資料表明，太原西山地區岩溶水在構造裂隙的綜合作用下，形成統一的水動力系統，具有一致的補給徑流和排洩條件。一旦發生突水，勢必要影響整個系統的補、徑、排條件，從而使原有的排洩點流量減少，礦區外水源受到嚴重威脅。根據晉祠水源保護辦公室調查的結果，風峪溝內鄉鎮小煤窯採煤排水很大程度地影響著晉泉出水量。
在我國有著悠久採礦歷史的唐山，其問題就更加明顯。據有關資料，唐山市的大部分礦坑排水、生活汙水以及工業廢水沒有經過處理或處理不達標就直接排放，對周圍水質造成較為嚴重的汙染。比較突出的是陡河市區段，其酚含量超過國家標準的173倍，氰化物含量超標6倍，而且還出現了鎘和氟的汙染區。
隨著西部大開發政策的實施，在西部國民經濟中佔重要地位的神府煤田的煤炭生產對生態環境的影響也被逐漸重視起來。特別是在缺水的西部，如何保護好水源已成為最迫切的問題。經測定在沿烏蘭木倫河上游和下游分佈的補連、大柳塔和敏蓋兔3個礦點中codmn，no3-n等成分的含量呈遞增趨勢。
另外從各河、溝、川大量的水分析結果看，無論是枯水期和平水期，其水質幾乎都超出地表水二級標準。經分析認為，產生以上後果的原因主要歸結為烏蘭木倫河兩岸及溝岔分佈有比較密集的煤礦點，礦坑排水、工業設施附屬廠及生活排汙對烏蘭木倫河造成重複汙染。儘管有些有害元素和離子未超標，卻已經有超標的發展趨勢。
多年來礦業工作者一直致力於地下水方面的研究工作，但由於我國煤礦地質條件(尤其是構造條件)非常複雜，開採方式各異，再加上生產技術、探測技術、監測技術水平的限制，礦井突水事故時有發生。因此，煤礦地下水模擬技術的研究是我國乃至世界的重大難題，對其研究將對我國受水威脅的煤礦安全開採和水環境的保護有著重要的意義。
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