第一篇
1开发利用方案
根据现有地质资料，对矿区经过编制三个开发利用方案进行比较后，认为选择如下方案较为合理:矿井生产能力设计为15万吨/年井型，采用平峒暗斜井开拓，在3线附近地面标高+720m处布置+720m主平峒(长750m长)，布置暗斜井下山(标高在+720m－+520m)开采，第一水平标高建立在+520m水平(开采+520以上煤层)，布置一、二采区;第二水平建立在+320m标高采取上下山开拓(分+520m－+320m和+320m－+200m两阶段开采煤层)，布置三、四、五、六采区。一采区生产能力为0．09Mt/a，二采区生产能力0．06Mt/a。三、五采区为一采区的接替采区，四、六采区为二采区的接替采区。
2可行性分析
2．1技术可行性分析煤炭资源埋藏浅，一般在+200m标高以上，矿区可采煤层推断的内蕴经济资源量(333)共1970万吨，普查的资源储量已通过省国土资源评估中心评审，有利于开发。对洋坑、凌坑两个水库充分讨论断层等导水性质和岩层隔水性质后，通过采取严密的技术分析和论证与实验室模拟实验，编制提交水下开采专项设计、采取相应技术措施报批后，可对矿区煤层进行开采。
2．2安全可靠性分析本矿区煤层顶底板稳定，有利于开采安全，但存在水下采煤问题。虽然在我国山东等省对水下采煤已有成功开采经验和案例，但在我国南方矿区，尤其是福建省煤矿区地质构造复杂、煤层赋存不稳定、采用落后的炮采工艺等开采技术条件，技术水平低下，即使可采37号、39号、41号煤层距库底岩柱能确保150m以上，洋坑水库的5号煤层因露头存在于水库边沿，必须留设足够的煤柱，划定禁采区。但涉及水库下采煤时必须进行试采，或独立建立试验采区试采。且F4断层通过水库，导水性有待查明。
2．3开采外部环境分析由于矿区东侧上覆洋坑水库和凌坑水库为当地村民生产和生活水源，当煤矿井工开采后因采动影响，地下水补给流向将发生重大变化，即使在水库保安煤柱外开展采掘活动，将造成水库补给水源可能大大减少，甚至出现补给水源断流现象。因此，矿区建设林地使用证，水保、环评评价等办证硬件将难以取得，甚至根本就办不到相关核准的证件，存在建矿难或根本就无法建矿的问题。
2．4经济分析投资概算约为1．8亿元，相对其他新建矿井比较，投资不高、煤层埋藏较浅，有利于成本控制。同时浅部煤厚可靠性有保证，见效快，比较有投资价值。但布置开采方案未知因素多、水害风险大、水保环境无法明确、后期处理地方关系令人担忧，开矿后的地方性赔偿极有可能是个大投资。
3开发利用的主要风险
(1)矿区内煤系地层被滑覆断层切割，童子岩组第三段地层区域上厚度440m，现可见厚度约115m，仅保留上亚段的下部和中亚段的上部一部分，下亚段全部断失。童子岩组第一段地层区域上厚度300～370m，现可见厚度约55m，37号煤层以上地层均断失。存在煤层赋存条件变差的风险。(2)矿区内煤层大部分赋存在7线以北，该块段内有陵坑水库和洋坑水库，虽然库底距可采煤层岩柱能确保150m以上，但库区内有F02断层交割，有可能与派生断层间接接触煤层，开采未知因素复杂，存在水害风险。
4建议
(1)先组织相关人员到山东等省煤矿进行水下采煤专题考察，结合洋坑矿区实际情况进一步弄清水库区下开采技术可行性。(2)对矿区资源情况先进一步开展详查，为矿产资源的开发利用提供可靠的地质依据。并注重做好水文地质勘查工作，布置2～3个专项钻孔查清断层的导水性、水力联系测定，弄清水文地质类型和开采对库区的影响。(3)委托专家及设计院对本矿区的开发利用从技术、安全、投资外部环境、投资效益等进一步分析论证，以加强投资风险防控管理。
作者：陈宝生 单位：福建煤电股份有限公司
第二篇
一、采煤对岩溶水质的影响
1.煤矿开采期间对岩溶水质的影响（1）矿坑排水对岩溶水质的影响根据检测，矿坑水水质一般为Ⅴ类或劣Ⅴ类地表水，主要污染物包括SS、氨氮、硫酸盐等。硫铁矿常与煤伴生，煤层中的硫含量较高。煤层开采条件下硫化亚铁被氧化后形成硫酸，因此矿坑水大多为酸性水。SO42-含量是采煤对岩溶水质影响的一个重要指标。根据历年对龙子祠泉水的监测，1999—2012年，龙子祠泉水中的SO42-含量由344mg/L增大到418mg/L，平均年递增1.5%。这期间正是煤炭开采快速增长阶段，泉水中SO42-含量与煤炭产量呈同步增长态势。煤层富水系数与煤矿用水定额大致相当，泉域内的矿坑排水量大部分可回用于矿井生产，但外排水量不可避免，特别是地质构造发育部位，如向斜轴部，是地下水的强富集区，吨煤排水量可达1.0m3/t以上，这些区域的矿坑水量较大，外排水量也较大。龙子祠泉域北部为向斜构造，南部为倾向北西的单斜构造，泉域周边基本为碳酸盐岩所包围，是岩溶地下水的入渗补给区。矿坑排水流经灰岩裸露区时入渗补给岩溶地下水，造成龙子祠泉水污染。需要指出的是，由于龙子祠泉域面积较大，岩溶地下水从降雨入渗到转化成泉水流量，有较长的滞后期，当年泉水流量与前6年平均降雨量有较好相关性，因此泉水中的硫酸盐等污染物与前若干年以前产生的污染有关，也就是说，一旦形成污染，短时期内难以消除。（2）井田内地质构造对岩溶水质的影响泉域内煤层与岩溶含水层之间多为砂岩、泥岩、粉砂岩及铝土岩等弱富水地层和隔水层，无构造条件下不透水。泉域内部分区域，断层及陷落柱等地质构造发育，矿坑水可通过断裂直接进入岩溶含水层，对岩溶地下水造成污染。井田内还发育一定数量的陷落柱，固结性较差的陷落柱成为沟通岩溶含水层和上部含水层的通道，矿坑水可以通过陷落柱直接进入矿井，污染岩溶地下水。
2.煤矿关闭以后对岩溶水质的影响矿井煤炭资源枯竭以后将形成大面积的采空区，闭坑后地下水将逐步充满采空区，形成大量的老窑积水。根据老窑积水检测，其pH值能达到3.0~4.0，属于酸性很强的废水，这些酸性水最终将通过原煤矿的坑口或其他裂隙通道流出地表，转化成地表径流，渗漏到岩溶地下水中，或在坑道中通过断裂入渗到岩溶含水层中，对岩溶地下水形成严重污染。龙子祠泉域内整合煤矿开采期限大部分为20~30年，30年以后泉域内的大部分煤矿将因资源枯竭而关闭。按照泉水中SO42-含量的增长速度，届时SO42-含量将达到530mg/L。需要指出的是，大量开采下组煤时龙子祠泉水中SO42-含量的增长速度可能比开采上组煤时快得多，原因如下：①下组煤中硫含量一般较大属于中-高硫煤。下组煤在水的作用下将会产生更多的SO42-，矿坑水的酸性也将会更强。②煤矿闭坑以后将停止矿井排水，地下水循环速度减缓，氧化和溶虑作用加强，形成的老窑积水SO42-含量将成倍增加，酸性也会更强。由此可以预见，在没有新措施的条件下，下组煤的老窑水水质将会更差，这些酸性废水最终将渗漏到岩溶地下水中，导致泉水污染，对临汾城市水源地形成威胁。如果不及早研究并采取相应措施，30年后随着整合矿井闭坑期的到来，临汾市城市水源地可能遭受灾难性的后果。
二、水源地保护对策
1.加强对采煤排水的管理煤矿生产期间，矿坑排水尽可能处理后复用，不外排，由于矿坑水量随着季节变化而有一定的变化，在不能完全利用的阶段，矿方要按照《山西省节约用水条例》的规定，将矿井水处理达到地表水Ⅲ类水后才可以排放。对有外排水量的矿井，应要求煤矿职工生活用水利用深度处理的矿坑水，一方面减少废水排水量，减轻对岩溶地下水的污染，同时也减少岩溶地下水的开采量。
2.根据矿井地质构造采取措施断裂构造较为发育的井田，确定对岩溶水质有影响的断层，在煤层与灰岩对接的区域，断层下盘煤层要留设防水安全煤柱；另外，固结性较差、具有透水能力的陷落柱也要在其周边留设防水安全煤柱，防止矿坑水通过断裂和陷落柱进入岩溶含水层。
3.采取工程措施，增大岩溶地下水入渗量一方面在泉域内广泛营造涵养林，涵养水源，在上游通过植树造林提高植被覆盖率，增强地表持水能力，增大地表水基流量，可有效增加降雨对岩溶地下水的入渗补给量。根据有关研究，临汾市西部山区植被较好的流域比植被差的流域地表径流量大15%以上。另一方面，在沟谷中建设渗漏水库、滞洪坝等工程，拦蓄洪水或延缓洪水流动时间，可增大地表水对岩溶地下水渗漏补给量。
4.建设人工湿地净化水质经过矿井水处理站处理以后的矿坑水，虽在一定程度上减少了其中污染物含量，但也很难完全达到地表水Ⅲ类水质要求。在上游建设人工湿地，对进入渗漏段之前的矿坑排水进行再次净化，通过自然降解方式降低其中SO42-等污染物含量，减少入渗污染物总量。
5.开展煤矿关闭后老窑积水的处理研究工作大规模的老窑积水一旦流出地表将对区域水环境产生重大影响，但这项工作目前还是水资源保护研究中的一项空白，各有关研究机构和管理机构应当从现在开始着手此项工作，及早采取防止措施，避免若干年后产生严重后果。
6.严格监管污水排放煤矿方要遵守国家的有关规定，不得利用渗坑、渗井、溶洞、废弃钻孔等向岩溶含水层排放矿坑水和各类废污水。相关部门要严格监督和执法，确保煤矿按照水资源保护的有关规定进行生产。
作者：高波 单位：山西省临汾市水利局
