中国煤炭地质总局
中国煤炭地质总局 https://www.ccgc.cn/
中国煤炭地质总局(China National Administration of Coal Geology)成立于1953年,先后隶属于燃料工业部、煤炭工业部,现为国务院国资委管理的中央勘查企业,是煤炭、化工资源勘查及煤炭、化工地质单位的行业管理机构。中国煤炭地质总局下辖中化地质矿山总局、省(区)煤炭地质局、专业局(中心、院)、干部学校、《中煤地质报》社等18个直属单位,截止2012年底共有职工49122人,资产总额136亿元。
中国煤炭地质总局是中央管理的地质勘查单位。现有职工5万多人,资产规模136亿元,由国务院国有资产监督管理委员会直接监管。
中国煤炭地质总局的主要职能是研究制定煤炭地质发展战略,编制煤炭地质勘查、科技研发、结构调整、教育培训等中长期规划及年度计划,负责煤炭地质单位中央预决算编制、国有资产及资本运营与管理,负责煤炭资源动态管理、地质勘查报告审查、地质项目工程监理,以及全国煤炭地质资料成果管理和信息资源管理与开发,负责煤炭地质单位国内外经济技术合作与交流,拟制与修订地质矿产勘查有关规范、规程和技术标准等工作。
在上个世纪90年代,各省煤田地质局均属于煤田地质总局,即各省的煤田地质局是所谓的总局直属单位,90年代后期,随着企事业改革的不断进行,一部分省局下放到地方,总局保留一部分省局单位,如,河北局,江苏局,浙江局等等,目前总局所属省局和下放到地方的省局最大的区别是凡是地方的省局,事业费全额发放,而总局直属局各单位的事业费则是层层扒皮,到达探查单位的事业费几乎为零了。他们的日子很难过。
以贵州省为例,煤田地质局主要从事煤炭资源勘探、水资源勘探、地球物理勘探、地形地质测量、化验测试、地质灾害治理、煤矿地质咨询、矿山安全评价、制图印刷、机械加工和煤层气、页岩气检测等业务。
贵州省煤田地质局三队工作范围涉及大、中、小型固体矿产勘查及其钻探施工,测绘,储量核实,水文地质补勘,矿山扩建论证,压覆评估,恢复治理,矿山储量动态监测,环境工程设计和污染治理,工程监理,煤层气、页岩气勘查研究和开发利用;
煤层气注入/压降试验,钻孔瓦斯压力测试,地质找水,地质灾害危险性评估,地质灾害治理工程勘查和施工,地质灾害防治工程监理,水文地质、工程地质、环境地质调查,各类土地规划编制,桩基基础施工。
扩展资料
煤田地质局的内设机构职责:
1、地质科技处
加强国家相关的行业法律、法规等政策研究,负责地质勘查规程、规范及相关技术政策的贯彻工作;参与编制本系统煤田地质及科技工作长远规划;负责地质勘查项目的技术管理工作。
2、工程安全处(质量管理处)
负责钻探技术的管理和技术创新推广工作;抓好安全生产管理工作,负责各类责任事故的调查处理工作;负责各项资质管理工作;负责大型设备的调研、采购、验收、转移和报废、使用管理工作;协调各单位的市场信息工作,提供相关的技术和信息服务;负责质量管理和评审工作。
参考资料来源:贵州省煤田地质局-职能职责
参考资料来源:贵州省煤田地质局-下属单位概况
中国煤炭地质总局主要从事煤炭资源勘查工作,长期担负着为国家煤炭工业发展提供资源保障的重任。中国煤炭地质总局拥有一大批基础理论扎实、工作经验丰富的煤炭地质勘查和管理专家,掌握了我国煤炭资源的聚集和赋存规律,馆藏了全国50年来煤炭地质资料,形成了世界一流的煤炭地质勘查技术体系。中国煤炭地质总局除对全国煤炭资源勘查和煤炭地质行业实施统一归口管理外,还承担国家地质项目、煤炭资源勘查规划等行业管理和指导及地质技术标准制定和修订工作。
一、经济发展状况
(一)队伍基本情况
截至2006年末,中国煤炭地质总局所属煤炭地质局、专业局、在京单位等二级单位共计18个,下属48个野外地质队,共有职工35319人,其中在职职工17440人,离退人员17879人。在职职工中:地质勘查从业人数5632人,其中,技术人员4646人,高级技术人员546人,中级技术人员937人;工程勘查与施工从业人员4078人;其他产业从业人员7730人;本期劳动者报酬34287.23万元。
(二)经济发展情况
截至2006年末,总资产为28.64亿元,比2005年的24.45亿元增长了4.19亿元,增长17%。其中:生产性资产原值7.65亿元,比2005年6.45亿元增长1.20亿元,增长18%。总负债16.77亿元,资产负债率58%。
2006年实现总收入25.29亿元,较2005年19.37亿元增长5.92亿元,增长31%。其中:地质勘查业收入9.87亿元,较2005年7.15亿元增长了2.70亿元,增长38%。工程勘察施工收入6.08亿元,较2005年4.59亿元增长1.49亿元,增长32%,其他产业收入9.35亿元,较2005年7.63亿元增长1.72亿元,增长22%。2006年所有者权益为11.86亿元,较2005年9.52亿元增长了2.34亿元,增长了24%。
(三)从事公益性地质工作情况
长期以来,我局一直从事公益性地质工作,地质工作管理体制改革以来,公益性地质工作大幅度减少。2006年,我局实施公益性国土资源大调查项目5项,完成投资额420万元;实施战略性矿产资源补偿费项目10项,完成投资额3530万元。
(四)从事商业性地质工作情况
地质工作管理体制改革以来,我局积极开拓商业地质市场,2006年承揽社会地质项目180多项(其中非煤地质勘查项目40多项)。全年完成钻探工程量179.2万米,地震物理点28.9万个,电法物理点3.9万个,提交各类地质报告10件,新探明煤炭储量59.1亿吨。
(五)矿业开发情况
为了保持经济发展平衡性,培育新的经济增长点,实现经济跨越式发展,我局在“十一五”规划中提出了矿业开发的目标,部分单位在探矿权运作和通过联合、股份制等方式实施探采一体化方面,进行了有益的探索。目前,矿业开发正处在前期地质工作和可行研究阶段。
(六)工程勘察施工情况
工程勘察是煤炭地质单位发挥核心技术发展起来的延伸产业,现已发展成为煤炭地质经济发展的重要支柱产业,2006年工程勘察施工完成经营收入6.08亿元。
二、改革取得的主要经验
中国煤炭地质总局按照国家对地勘单位改革的要求和国资委对中央企业改革的要求,紧紧抓住国家加强地质工作的有利时机,积极探索适应于市场经济发展要求的新体制、新机制,促进了煤炭地勘单位的改革发展。(一)加强地勘队伍建设,整合优势资源
根据地勘市场发展需要,各地勘单位积极筹措资金,先后引进了一批先进的技术和装备,提高了技术和装备水平,提高了复杂和特殊地质条件下的施工能力;通过组建中国煤炭地质总局勘查总院及各局勘查院,整合优良资源,把技术、人才、装备集中起来,形成了一支能够适应不同地质市场需求、专业突出、结构合理、人员精干、装备精良、技术知识密集型的地质勘查专业队伍,提高了煤炭地质单位的市场竞争能力。
(二)实施“大地质、大市场”战略,拓展地质工作服务领域
各单位根据区域经济发展和矿产资源状况,一方面,积极争取承担国家地质勘查项目;另一方面,加强对已掌握的地质资料的分析研究,以市场为导向,加大了以煤炭为主、多种矿产资源共同勘查的力度,在努力发展商业性地质市场的同时,根据经济社会发展需要,大力发展矿山地质、水文地质、工程地质、环境地质、灾害地质、城市地质等延伸产业,拓宽了地质工作服务领域。
(三)实施事企分体运行,积极稳妥地推进企业化改革
我局首先在地勘队一级单位实施事企分体运行,在内部划分为事业、企业两大部类,在管理体制、管理职能、人员、资产、经费、财务核算和薪酬制度上分开,实行不同的管理方式和运行机制。在此基础上,各地勘单位组建“大公司”,模拟企业运行,推动了地勘单位企业化发展。
三、“十一五”战略规划要点
(一)指导思想
以邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观为指导,以提高经济效益为中心,坚持地质勘查主业,坚持煤炭地质事业,坚持以人为本;加快企业化改革进程,加快企业规模建设,加快科技创新步伐,加快构建煤炭资源勘查新体系,加快企业文化建设,加快“三个文明”建设相互促进、协调发展,推进煤炭地质经济跨越式发展。
(二)主要经济指标
煤炭地质经济在优化产业结构、转变经济增长方式、提高效益的基础上,经营收入、利润总额、职工人均收入以年均15%左右的速度增长,到“十一五”末,经营收入、利润总额和职工年人均收入分别达到33亿元、7000万元和3.2万元,力争达到40亿元、8200万元和3.5万元,经济指标均比“十五”翻一番。
(三)主要任务及工作目标
(1)建立煤炭地质勘查新体系,建设创新型地质单位;
(2)突出发展主业,实现做精主业,带动做强,从而做大的战略目标;
(3)以建立现代企业管理模式为目标,完善现代企业管理体制;
(4)建立以企业为主体、以市场为导向、以人才为支撑、产学研结合的科技创新体系,确保煤炭地质综合勘探、高分辨率地震勘探、航测、遥感、地理信息和特种勘探技术国内领先、国际先进水平,实现1~2项地质勘查关键技术的突破;
(5)构建煤炭地质和谐单位,企业品牌建设取得新进展,职工整体素质显著提高,精神文明创建活动取得新成果。
四、关于加强行业管理的几点建议
地质勘查工作涉及的服务领域宽广,也决定了其行业管理的特殊性和复杂性。地勘行业旧的管理体制改革之后,新的管理体制尚不完善,在体制转变的过渡时期,应努力探索行之有效的行业管理办法,建议在以下几个方面加大工作力度:
(一)加强行业法律法规和地质勘查工作规程规范的制定
一是应进一步完善有关地质勘查方面的法律法规以及各类地质工作的行业标准、规程、规范等等,加大执法监督的力度;二是应加强地质勘查规划和管理工作,加强对规划和计划执行完成情况的指导、检查和监督;三是加强矿业权设置和商业性地质工作市场的管理,严格审批控制和市场准入制度。
(二)加强原工业部门地勘队伍的专业化建设
原工业部门的地勘队伍在不同矿产资源勘查中发挥了重要作用。由于不同地质工作的特点不尽相同,特别是矿产资源勘查工作的标准、规程、规范等有很大差别,因此,应就如何在新形势下进一步发挥各工业部门地勘队伍的作用,如何加强工业部门地勘队伍建设进行深入研究。
从煤炭资源勘查来讲,进一步规范煤炭资源勘查市场,提高地质勘查工作程度,为煤矿建设和生产以及国家煤炭资源储备提供后备基地,为煤炭资源战略规划提供科学依据,是煤炭地质勘查工作的当务之急。《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》明确提出,煤炭工业健康发展要建立五大新的体系,并从资金支持、矿权管理、队伍建设、市场准入、勘查规范等方面,对加强煤炭资源勘探工作提出了指导性意见。完整、科学、可靠的煤炭地质资料是构建煤炭资源开发监管等五大体系的基础;对煤炭赋存状况及开采技术条件的地质评价是构建资源开发监管体系、煤炭供应体系、安全生产保障体系的前提;煤炭水、工、环地质手段是构建煤炭循环经济体系的保证。要做好这些基础工作,必须建立一支精干高效、装备精良的煤田地质队伍。所以,建议在加强煤炭地质勘查项目管理、建立和完善煤炭地质勘查标准化体系、推进煤炭地质科技创新等方面,进一步发挥我局的作用。我局将在国家煤炭行业和矿产资源主管部门的领导下,积极负责地协助做好相关工作。
(三)积极稳妥地推进地勘单位改革
从地勘单位历史和现状看,对地勘队伍改革不应简单地认为就是转企,改革过程中应区别不同情况,因地制宜,因时制宜,分类指导,分步实施。地勘单位经济基础差、发展资金短缺、技术装备不足、结构调整困难大等问题,并未从根本上得到解决,绝大多数地勘单位离开事业费的支撑,都难以生存,地勘单位的企业化改革还需要一个较长的过程。希望加强对地勘单位改革理论与实践的研究,为地勘单位的改革给予必要的外部环境和条件,帮助其解决历史遗留问题,加大对国办发37号、2号、76号、4号等文件及配套文件的落实力度,并在资金、技术装备等方面出台一些新政策,形成有利于地勘单位改革、发展与稳定的政策体系。
(中国煤炭地质总局地质处)
一、煤炭赋存的地质环境状况
1.地质概况
地质学中的鄂尔多斯盆地是指中朝板块西部连片分布中生界(特别是二叠系和侏罗系)的广阔范围。长期以来,地质工作者把它看作是一个独立的、自成体系的中生代沉积盆地。本书所研究的鄂尔多斯能源基地的范围与地质学中的鄂尔多斯盆地范围基本一致,大致在北纬34°~41°20',东经105°30'~111°30'。具体的地理边界为东起吕梁山,西抵桌子山、贺兰山、六盘山一线。南到秦岭北坡,北达阴山南麓,跨陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、山西5省(区)。面积约40万km2。
鄂尔多斯盆地是一个不稳定的克拉通内部盆地,盆地基底形成后,在其后的盖层发展演化过程中,先后经历了坳拉槽—克拉通坳陷(内部和周边)—板内多旋回的陆相盆地及其前渊—周边断陷等盆地原型的多次演化,现在的鄂尔多斯盆地是上述若干个盆地原型的叠加(孙肇才等,1990)。从中生界开始,基底地层对于盖层的影响就已经很不明显,并且表层褶皱在盆地内部也极不发育。所以盆地内中生界以上的地层产状大都比较平缓,断裂和裂隙比较少。
鄂尔多斯盆地的基底岩系分为两类,一类是由变粒岩岩相(麻粒岩、浅粒岩、混合花岗岩及片麻状花岗岩等)组成的太古宇另一类是由绿岩岩相组成为主(绿片岩、千枚岩、大理岩和变质伪火山岩)的中古元古界。基底岩系之上的沉积盖层年代自中元古界至第三系(古、新近系),累积最大厚度超过10000m。其中,中古元古代在全盆地范围内沉积了厚达1500m的长城系石英砂岩和蓟县系合叠层石的硅质灰岩。早古生代在盆地中部沉积了400~700m的碳酸岩海相沉积,在南缘和西缘同期沉积达4500m。晚石炭至早二叠世早期,在本区形成了一个统一的以煤系地层为特征的滨海相沉积,沉积厚度为150~530m。晚三叠世盆地范围内部形成内陆差异沉降盆地,包括了5个明显的陆相碎屑岩沉积旋回,即晚三叠世延长组,早中侏罗世延安组、中侏罗世直罗-安定组、早白垩世志丹群下部及上部(孙肇才,1990)。早白垩世末期的燕山中期运动,导致本区同中国东部滨太平洋区一起,在晚白垩世至第三纪(古、新近系)期间,作为一个统一的受力单元,在开阔褶皱基础上发生大面积垂直隆起。就在这个隆起背景上,形成了环鄂尔多斯中生代盆地的以汾、渭、银川和河套为代表的新生代地堑系,并在其中沉积了厚达数千米至万米的以新第三系(新近系)为主的地堑型沉积。而盆地中心部位的晚白垩世至第三纪(古、新近纪)地层大面积缺失。
第四纪以来,鄂尔多斯盆地中南部大部分地区沉积了大厚度的黄土而其北部却由于隆起剥蚀而没有黄土沉积。
鄂尔多斯盆地南部大部分为黄土高原。黄土高原的地形外貌在很大程度上受古地貌的控制。基底平坦而未受流水切割的部分为黄土塬,而受到较强侵蚀的塬地则变为破碎塬。在陕北的南部和甘肃陇东地区的塬地保存较完好,如著名的洛川塬和董志塬。在流水和重力作用下,黄土地层连同基底遭到严重切割的地貌成为黄土梁和峁。另外,由于流水侵蚀还可形成狭窄的黄土冲沟和宽浅的黄土涧地,使梁峁起伏,沟壑纵横,地形支离破碎,是人为活动频繁、植被破坏与水土流失最为严重的地区。
鄂尔多斯北部隆起的高平原地区由于气候干旱,长期受风力侵蚀,形成众多的新月形流动沙丘和半固定、固定沙地。北部有库布齐沙漠,南部有毛乌素沙地,东部为黄土丘陵。库布齐沙漠为延伸在黄河南岸的东西带状沙漠,大部分流动和半流动沙丘边沿水分较好。毛乌素沙地多为固定和半固定沙丘,水分条件较好,形成了沙丘间灌草地。
2.煤炭赋存的地质环境
鄂尔多斯盆地煤炭资源丰富,已探明储量近4000亿t,占全国总储量的39%。含煤地层包括石炭系、二叠系、三叠系和中下侏罗统的延安组。
(1)侏罗纪煤田
含煤岩系为下中侏罗统的延安组,由砂、泥岩类及煤层组成,其中泥岩、粉砂岩约占70%左右,透水性弱,其上覆直罗组、下伏富县组均为弱透水岩层。侏罗纪地层中地下水的补给、径流条件差,以风化裂隙为主,构造裂隙不很发育,风化带深度约40~60m,风化带以下岩层的富水性很快衰减。矿井涌水量在一定深度后不仅不再随开采深度的增加而增大,而且会减少,风化带以下地下水径流滞缓,水质很差,矿化度高。矿床水文地质类型一般属水文地质条件简单的裂隙充水型。但在有第四系松散砂层(萨拉乌苏组)广泛分布及烧变岩分布区,水文地质条件往往变得比较复杂,特别在开采浅部煤层时、可能形成比较严重的水文地质和地质环境问题。按照矿井充水强度及水文地质条件的差异,可将侏罗纪煤田划分为4个水文地质分区:①黄土高原梁峁区。主要分布于盆地北部。区内地形切割强烈,上部无松散岩层覆盖或砂层巢零星分布,降水量少而集中,不利于地下水的补给与汇集,岩层富水微弱,矿床充水以大气降水为主,矿井涌水量很小,矿床水文地质条件简单。②烧变岩分布区。沿主要煤层走向呈带状分布,深度一般在60m以浅,宽度受煤层层数、间距、倾角、地形等因素控制。岩层空隙发育,透水性能好,其富水性取决于补给面积和含水层被沟谷切割程度,当分布面积较大或上覆有较广泛的第四纪砂层时,富水性较强,对浅部煤层开采有影响,也常是当地重要的供水水源。③第四系砂层覆盖区。砂层出露于地面且广泛覆盖于煤系之上,厚度数米至数十米,甚至更厚。区内大气降水虽然较少,但砂层的入渗条件很好,可以在大范围内获得大气降水的就近渗入补给,然后汇集到砂层厚度较大且古地形低洼处,以泉或蒸发的形式排泄,在矿井开采浅部煤层时常是最主要的充水水源,可能出现涌水、涌砂问题。该区浅部煤层开采矿床水文地质条件中等至复杂居多。砂层水和烧变岩水往往有密切的水力联系,赋存有宝贵的水资源,但不适当的采煤和采水都可以导致大面积补给区的破坏和水质的污染及生态环境的恶化。因此,在煤田开发中应将采煤、保水和生态环境的保护作为一项系统工程统一规划。④一般地区。不用上述3个水文地质分区的其他地区。该区煤系地层地下水的补给条件不好,含水微弱,矿床水文地质条件属简单,少数中等,矿井涌水量多数为每小时1m3至数十立方米。
(2)陕北三叠纪煤田
该煤田位于盆地中部的黄土梁峁地区。地下水在黄土梁区接受大气降水的少量补给,在沟谷中排泄,径流浅,水量小,岩层富水性弱,风化带以下岩层富水性更弱,矿化度很高,水文地质条件多为简单,属裂隙充水矿床。
(3)石炭、二叠纪煤田
分布于盆地东、南、西部盆缘地区的石炭二叠纪煤田,煤系基底为奥陶、寒武系灰岩,是区域性的强含水层,煤系本身含水比较微弱,属裂隙-喀斯特充水矿床。其矿床水文地质条件的复杂程度,取决于煤系基底灰岩水是否成为向矿井充水的水源及其充水途径和方式。现分区叙述如下:①东部地区。包括准格尔煤田和河东煤田。煤系下伏灰岩强含水层的地下水位埋藏很深,常在许多矿区的可采煤层之下,煤系地层含水微弱,矿床水文地质条件简单,奥陶系灰岩水为矿区的主要供水水源。从长远看,当煤层开采延伸到奥陶系灰岩水位以下时,灰岩水将威胁到下部煤层的开采。②南部渭北煤田。奥灰水地下水位标高为380m左右,而煤层赋存标高从东至西逐渐始升。如在东部太原组煤层的开采普遍受到奥灰水的威胁,而西部铜川矿区的多数煤层则均赋存在灰岩地下水位以上。在渭北煤田,由于奥灰与煤系的接触关系为缓角度不整合,使得不同地区煤系下伏的灰岩岩性和富水性不同,形成不同的水文地质条件分区。380m水位标高以上的煤层,其矿床水文地质条件多为简单至中等,而380m水位标高以下的煤层,水文地质条件属中等至复杂。奥陶系、寒武系灰岩沿煤田南部边缘有部分山露或隐伏于第四系之下,接受大气降水直接或间接补给,灰岩和强径流带也沿煤田的南部边缘分布于浅部地区。故开采浅部煤层时,矿井涌水量大,开采深部煤层时突水的可能性增大,但水量则有可能减少。在韩城矿区北部,黄河水与灰岩水之间有一定的水力联系。灰岩水是当地工农业的最主要水源、要考虑矿坑水的综合利用和排供结合。③西部地区。煤系与奥陶系灰岩之间有厚度较大的羊虎沟组弱含水层存在,奥灰水不能进入矿井,煤系含水比较微弱,矿床水文地质条件多属以裂隙充水为主的简单至中等类型(王双明,1996)。
二、煤炭开发过程中的地质环境状况变化
煤炭开发引起的地质环境问题受矿山所处的自然地理环境、地形地貌、地层构造、水文气象、植被,以及矿产工业类型、开发方式等经济活动特征等因素的影响。目前鄂尔多斯盆地煤矿地质环境问题十分严重。地下开采和露天开采对矿区地质环境影响方式和程度不同。该区煤矿以地下开采为主,其产量约占煤炭产量的96%。尤以地下采煤导致的地质环境问题最为严重,主要地质环境问题以煤矿业导致的地质环境问题结果作为分类的主要原则,可以分为资源毁损、地质灾害和环境污染三大类型及众多的表现形式(表3-2)(徐友宁,2006)。
根据总结资料与实地调查,结合重点区大柳塔矿区及铜川矿区实际情况,我们重点介绍以下5个突出的地质环境问题:①地面塌陷及地裂缝②煤矸石压占土地及污染水土环境③地下水系统破坏及污染④水土流失与土地沙化⑤资源枯竭型矿业城市环境恶化。
1.地面塌陷与地裂缝
地下开采形成的地面塌陷、地裂缝造成耕地破坏,公路塌陷,铁轨扭曲,建筑物裂缝,以及洼地积水沿裂隙下渗引发矿井透水等事故。在干旱地区由于地表水系受到破坏,导致矿区生产、生活,以及农业用水发生困难。同时,还可诱发山地开裂形成滑坡。
表3-2 煤炭开采的主要地质环境问题
地面塌陷和地裂缝在大中型地下开采的煤矿区最为普遍,灾害也最为严重。如甘肃的华亭煤矿,宁夏的石嘴山、石炭井煤矿和陕西的渭北韩城—铜川,以及神府—东胜煤田矿区。
由于黄土高原人口密集,地面塌陷对土地的破坏主要是对农田的破坏。陕西渭北地区的铜川、韩城、蒲白、澄合等矿务局各矿区位于黄土台塬,该区是陕西渭北优质农业产区和我国优质苹果生产基地,这些国有大中型老煤矿区几十年地下开采导致了地面塌陷、地裂缝,以及山体开裂,成为西北地区煤矿开发对农业生产破坏最为严重地区之一。陕西省采空区地面塌陷总面积约110km2,主要分布于渭北及陕北煤矿区。不完全累计,1999年底,铜川矿区地面塌陷63.82km2,占到全省地面塌陷区55.38%,其中80%为耕地。煤矿区的地面塌陷最为严重,这是因为煤层厚度较金属矿体要大,过采区的空间较金属及其他非金属矿山要大得多,且上覆岩层多为松软的页岩、粉砂岩及泥质岩层。煤矿地表塌陷和地裂缝的范围及深度与采煤方法、工作面开采面积、采区回采率,以及煤层产状等多种因素有关。一般而言,埋深愈浅,开采面积越大,地面塌陷、裂缝范围及深度也越大。榆林神府矿区大砭窑煤矿开采5#煤层,煤层4~6m,埋深90~100m,1992年5月5日,矿井上方发生地面塌陷12000m2,陷落深度0.7m。宁夏石嘴山市石嘴山煤矿开采面积5.15km2,而塌陷面积已达6.97km2,是其开采面积的135%,形成深达8~20m地表塌陷凹地,部分地段的裂缝宽达1m。矿区铁路运输基地高出塌陷区10~20m,使得矿山企业每年用于铁路垫路费高达100万元,穿越矿区的109国道被迫改道。
陕西省煤矿采空区地面塌陷总面积约110km2(表3-3),主要分布于渭北及陕北煤矿区。其中铜川市老矿区因开采较早,地面塌陷比较严重,到1999年底,不完全统计其地面塌陷63.82km2,占到全省地面塌陷区55.38%,其中80%为耕地。而神木县近几年煤矿开发力度不断增大,加之煤层埋藏较浅,地面塌陷程度增大,截至2001年,该县乡镇煤矿造成地面塌陷达5.32km2。
表3-3 鄂尔多斯能源基地陕西境内煤矿区地面塌陷
(据西北地矿所)
陕西省渭北煤田的铜川、黄陵、合阳、白水、韩城各矿区、陕北神府煤田的大柳塔、大砭窑、洋桃瑁、沙川沟、刘占沟、新民矿等矿区,均出现有不同程度的地面塌陷、地裂缝及山体滑坡,造成大面积的农田被毁、房屋开裂、铁轨扭曲、公路塌陷、矿井涌水等。2001年7月,特大暴雨使黄陵店头陕煤建五处矿区仓村三组的1.2hm2耕地发生地面塌陷、地裂缝,地裂缝最宽可达15m,塌陷落差达7.45m,60%耕地已无法复垦,农田搁荒,预计经济损失达270万元。铜川煤矿区地裂缝5400余条,以王石凹煤矿为例,在1∶5000的地形图上填绘的裂缝就有70多条,总长度近7000余米。神府矿区大柳塔矿201工作面煤层埋藏浅,1995年7月10日开始回采,放顶后地表形成裂缝,实测裂缝区面积为5742.5m2。第一期开采计划完成后,预计未来大柳塔矿采空区总面积5.8hm2,可能发生地裂缝区域总面积约5.45hm2。裂缝区与采空区面积之比为0.94。目前塌陷面积达到7.7km2。20世纪90年代,甘肃窑街矿区矿井地面占地598.1hm2。地面塌陷20处共计443.54hm2,地面塌陷面积比80年代扩大了48.4%,每年以14.47hm2的速度扩大,10年间因塌陷引起的特大型山体滑坡等灾难性地质事故数起。80年代造成水土流失面积449~550hm2,90年代达到663~720hm2。
2.煤矸石压占土地及污染水土环境
煤矸石是采煤和选煤过程中的废弃物,通常占煤矿产量的12%~20%,是煤矿最大的固体废弃物之一,其堆积会压占土地植被。陕西黄陵店头地处黄土高原地带,小流域地区的森林植被良好,但是部分煤矿排放的煤矸石堆积在山坡上,压占了生长良好的杂木林。陕西韩城下峪口黄河滩地湿地芦苇茂密,生态环境良好,但是下峪口煤矿排放煤矸石填滩造地,却压占并破坏了黄河湿地生态资源与环境,应引起有关部门的高度重视。煤炭资源大面积连续开采,造成了难以恢复的地下水破坏,同时导致地表河流流量锐减,生态环境破坏。1997年以来,陕西神府煤田开发区已有包括窟野河在内的许多河流出现断流。
煤矸石堆积长期占压土地。截至2000年,铜川矿务局下属12个矿山,煤矸石累计堆存量1264.99万t,大小矸石山150余处,其中100万t以上的矸石山35处,矸石压占2.37km2。
堆积的矸石山易发生自燃,产生大量硫化氢等有害气体,对周边村民身体健康产生很大危害。据有关资料,每平方米矸石山自燃一昼夜可排放CO10.8kg,SO26.5kg,H2S和NO22kg等。依据国家卫生标准规定,居民区大气环境中有害物质的最高允许浓度SO2日均浓度为0.15mg/m3、H2S为0.01mg/m3,显然,煤矸石自燃区的大气环境污染超过了国家标准,必然危害居民身体健康。
陕西铜川矿务局下属共有13个矿井,其中6个矿井煤矸石堆存在自燃(图3-2),矸石山周围SO2,TSP,苯并芘等都严重超标,据有关资料在自燃矸石山周围工作过5年以上的职工患有不同程度的肺气肿。陕西韩城桑树坪矿矸石山自燃造成空气中SO2和CO2严重超标,其中SO2浓度平均超标16倍,CO2浓度平均超标20倍。在这种空气环境下,甚至发生了工人昏倒在排矸场的现象。
图3-2 铜川矿务局王石凹煤矿正在冒烟的矸石山
煤矸石不仅造成大气污染,矸石山淋滤水还会造成临近地表水源、地下水,以及矸石山下伏土壤的污染。本次调查在铜川矿务局金华山煤矿采集的矸石山淋滤水样,颜色发黑,经检测发现是酸性水,pH值为2.82,COD为812.5mg/L,悬浮物含量128.0mg/L,重金属含量汞、镉、铜、镍、锌、锰均超标在三里洞煤矿采集的矸石山淋滤水pH值为1.77,COD为621.6mg/L,TDS含量达160.658g/L,水化学类型为Mg·SO4型这些矸石山淋滤水流入地表水体或渗入土壤,都会造成一定程度的污染。
3.地下水系统破坏及污染
鄂尔多斯能源基地煤炭开采区大多为严重缺水地区。矿井疏干排水造成地下水均衡系统的破坏,地下水位下降,水量减少。煤矿酸性及高矿化度井水造成地下水污染,加剧了水资源危机。煤炭资源大面积连续开采,造成了难以恢复的地下水破坏,同时导致地表河流流量锐减,生态环境破坏。1997年以来,陕西神府煤田开发区的不少河流断流,如2000年窟野河断流75d,2001年断流106d。由于煤矿采空区裂缝遍布,最宽达2m多,局部地区地面下降2~3m,导致原流量达7344m3/d的双沟河已完全干涸,400多亩水田变为旱地,杨树等植被大片枯死。
陕西渭北铜川、蒲白、澄合和韩城等煤矿是矿井突水主要发生地,素有渭北“黑腰带”之称的铜川、蒲白、澄合、韩城四大煤矿区又是高瓦斯矿区,1975年5月11日,铜川矿务局焦坪煤矿前卫矿井发生重大瓦斯煤尘爆炸事故,死亡101人,受伤15人,全井造成严重破坏。2001年4月,铜川、韩城两起瓦斯爆炸造成86人死亡的重大恶性事故,社会影响极坏。
陕西省的矿井突水主要发生在渭北铜川、蒲白、澄合和韩城等煤矿区。1989年,上述4个矿务局27个煤矿31处自然矿井,受地下水威胁的矿井占32.3%。据不完全统计共计发生矿坑突水36次,其中1975~1982年该区发生奥灰岩土石事故29次,占其矿井突水事故地80.56%。该区矿井下水灾主要来源于奥灰岩岩溶水和古窑采空区积水。1960年1月19日,铜川矿务局李家塔煤矿发生老窑突水53476m3,淹没巷道18条,总长1880m,直接经济损失7142元,死亡14人。20世纪60年代以前,该区带主要矿井巷道还位于+380m水平面上,70年代后,蒲白、韩城、澄合等新建矿区部分开拓巷道位于+380m水平面之下。1974年以后,象山、马沟渠、桑树坪、董家河、权家河、二矿、马村矿相继发生奥灰岩突水事故29次,淹没巷道万余米,致被迫停产,重掘巷道的巨大损失,直接经济损失近2000万元。
宁夏石嘴山煤矿区因地面塌陷,地裂缝交错,地面低凹积水,地表水沿裂隙进入地下巷道,使矿区多次发生突水事件,造成人员伤亡和巨大的经济损失(表3-4)。
表3-4 宁夏石嘴山煤矿矿井突水一览表
陕西黄陵县店头沮水河两岸分布着十几家个体小煤矿,不顾后果在河道下采煤,在8km2范围内形成4处较大的塌陷区,均横跨沮水河床,地裂缝达20cm,最大塌陷区面积达1000m2以上,大片耕地塌陷,民房出现裂缝,饮水井水量和水质发生变化。1998年9月13日个体小煤矿牛武矿非法开采沮河河床保安煤柱,并越界穿过沮水河,同个体水沟小窑多处相互打通,发生矿井透水,最终导致苍村一号斜井西采区被淹,使陕西黄陵矿业公司一号煤矿主平硐在1999年“3.24”发生重大突水事故,涌水量瞬间增至800m3/h,迅速淹没了3条平硐。小煤窑无序采煤不仅造成自己淹井停产,也给黄陵矿业公司造成直接经济损失3401万元,间接经济损失3100万元。同时,沮水河河水在上游进入煤矿采空区后,又在下游报废小煤窑井口流出排入沮水河,给居民生产和生活带来了很大困难。黄陵个体煤矿无序开采诱发的矿井突水事故再一次说明采矿业的发展必须遵循可持续发展原则,合理布局,加强矿业秩序的日常监督管理,才能使整个采矿业沿着健康的轨道发展。
长期以来,由于技术水平所限和认识不足,矿井水被当作水害加以防治,矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护。2000年,西北地区国有矿井煤产量3785万t,平均吨煤排水量1.3t,其他矿井煤产量5209万t,平均吨煤排水量0.324t。西北地区的煤矿主要位于干旱、半干旱地区,矿区水资源匮乏,毫无节制的排水不仅大大破坏了地下水资源,增加了吨煤成本,而且还导致地面塌陷、地下水资源流失、水质恶化,还可能造成地下突然涌水淹井事故。
煤矿矿井水多属酸性水,未加处理直接排放,加剧了干旱地区矿山用水危机。陕西、宁夏、内蒙古部分矿井水pH值均小于6,陕西铜川李家塔矿井水pH值更低为3。酸性矿井水直接排放会破坏河流水生生物生存环境,抑制矿区植被生长。甘肃、宁夏、内蒙古西部大部分矿井及陕西中部和东部等矿井水是高矿化度水,一般矿化度均大于1000mg/L。
2002年7月在陕西渭北煤矿区的一些矿务局调查时发现,陕西白水部分矿山存在将坑道废水直接排入地下岩溶裂隙,导致岩溶水污染,此问题应引起有关部门的高度重视,尽快采取措施保护岩溶水,使地下水资源不受污染。
4.水土流失与土地沙化
水土流失导致的土壤侵蚀是生态恶化的重要原因。黄土区、黄土与风沙过渡区的矿区水土流失量最大。陕西的铜川、韩城、神府煤矿区宁夏的石嘴山、石炭井煤矿区陕蒙神府—内蒙古东胜水土流失都十分严重。有关环境报告资料预测,陕西神府—内蒙古东胜矿区平均侵蚀模数按1.21万t/km2·a,面积按3024km2计算年土壤侵蚀量为3659.04万t。据几个矿区开发前后不同时期的遥感资料以及河流、库坝、泥沙资料综合分析和计算表明,煤矿开采后水土流失量一般为开采前的2倍左右。内蒙古的乌达等矿区,侵蚀模数达10000~30000t/km2·a,是开采前水土流失量的3.0~4.5倍。陕西黄陵矿区建矿前土壤侵蚀模数为500t/km2·a,建矿5年后,土壤侵蚀模数已达1000t/km2·a。随着矿区的开发水土流失问题日益严重,不仅破坏了生态环境,还直接威胁矿区安全。例如,陕西神木中鸡煤矿由于矿渣倾入河道,占据河床2/3的面积,1984年8月雨季时河水受阻回流,造成特大淹井事故。
煤炭开采形成的地面塌陷造成浅层地下水系统破坏,使塌陷区植被枯死,为土地沙漠化的活化提供了条件。其次,露天煤矿、交通及天然气管道工程建设占用大量耕地,破坏植被,使表土疏松,使部分原已固定和半固定沙丘活化。戈壁沙漠区煤矿废渣堆放,风化加剧了土地沙化。
陕西神府煤田矿区大规模开发以及地方、个体沿河沟两岸乱挖滥采,破坏植被,导致沙土裸露,加剧水土流失和土地沙化。自80年代中期开发以来,毁坏耕地666.7hm2,堆放废渣6000多万t,破坏植被4946.7hm2,增加入黄泥沙2019万t。据“神府东胜矿区环境影响报告书”提供的预测结果,若不采取必要的防沙措施,矿区生产能力达到3000万t规模时,将新增沙漠化面积129.64km2,煤矿开发导致的沙漠化面积为自然发展产生沙漠化面积的1.53倍,新增入河泥砂量480万t,比现有条件下进河泥砂量增加13.7%。
5.煤炭资源枯竭与城市环境恶化
鄂尔多斯现有煤田有些开发较早,可以追溯到20世纪五六十年代。起初,由于技术落后,造成资源浪费,加之很多矿区达到服务年限,到现在已无资源可采。如铜川矿务局是1955年在旧同官煤矿的基础上发展起来的大型煤炭企业。全局在册职工30041人,离退休人员32691人,职工家属约21.6万人。由于生产矿井大多数是50年代末60年代初建成投产的,受当时地质条件和开采条件所限,所建矿井煤炭储量、井田范围、生产能力小,服务年限短。80年代以来先后有9对矿井报废,实施关闭,核减设计能力396万t。目前全局8对生产核定能力965万t/a,均无接续矿井。东区部分矿井资源枯竭,人多负担重,生产成本高,正在申请实施国家资源枯竭矿井关闭破产项目。生产发展接续问题日益突出,企业生存发展面临严峻挑战。矿业城市的可持续发展受到地方政府及相关学者的关注。煤炭资源枯竭的直接后果是矿业城市面临转型,大量问题需要解决,如人员安置、环境改善、寻找新的主打产业等。
三、煤炭开发引起的地质环境问题对煤炭开采的影响
大规模的煤炭开发活动不但极大地破坏了当地的地质环境和生态环境,也在很大程度上制约了煤炭开采活动的正常进行,主要表现在以下几个方面:
(1)采煤塌陷及地裂缝造成水资源量减少、地下水体污染,影响矿区采煤活动的正常运行
采煤塌陷造成含水层结构破坏,使原来水平径流为主的潜水,沿导水裂隙垂直渗漏,转化为矿坑水在采矿疏干水过程中又被排出到地表,在总量上影响地下水资源。采煤塌陷形成塌陷坑、自上而下的贯通裂隙,使当地本就稀缺的地表水、地下水进入矿坑而被污染,使地下水质受到影响,进而影响到地下水的可用资源量。如在神府东胜矿区,采煤塌陷一方面使萨拉乌苏组含水层中地下水与细沙大量涌入矿坑,造成井下突水溃沙事故另一方面矿坑排水需大量排放地下水,既浪费了宝贵的水资源,又破坏了矿区的水环境(张发旺,2007)。
另外,采煤塌陷对水环境造成影响的最重要因素是塌陷裂缝。其存在不但增加了包气带水分的蒸发,造成地表沟泉、河流等的干涸,而且增加了污染物的入渗通道,从而导致土壤水和地下水体的污染。
西北煤矿区水资源原本缺乏,再加上塌陷及地裂缝造成的可用水资源量的减少,使矿井用水、洗煤厂用水、矿区生活用水等均面临严峻挑战。
(2)煤层及煤矸石自燃不但浪费了大量煤炭资源,而且影响煤炭开采
鄂尔多斯盆地北部的侏罗系煤田分布区,煤层埋藏浅深度只有0~60m,并且气候干旱,植被稀少,形成了有利于煤田大规模自燃的气候条件。因此煤层及煤矸石自燃大面积分布,如乌海煤田、神东煤田等。煤层及煤矸石自燃不仅会烧掉宝贵的煤炭资源,并且会影响煤炭开采、污染空气,造成巨大经济损失。
(3)矿坑突水事故不但破坏了地表水和地下水资源,往往也会淹没矿井巷道,严重影响煤炭开采,造成重大人员伤亡和经济损失
在我国,大部分石炭-二叠系煤炭开采时会受到水量丰富的奥陶系灰岩水的威胁。由于水量巨大,流速快,水压高,奥陶系灰岩水造成的突水事故往往十分巨大,如1984年6月发生的开滦范各庄煤矿发生的世界罕见的特大奥陶系灰岩水突水事故,突水4d内把范各庄煤矿淹没,又突入相邻的吕家坨煤矿并将其全部淹没,并向另一相邻矿林西矿渗水,经过4个月才完成封堵工作,造成的经济损失达5亿元以上。在鄂尔多斯盆地,石炭-二叠系煤层主要分布在铜川、蒲白、澄合和韩城一线,历史上共发生矿坑突水事故40余次。如1960年1月19日铜川矿务局李家塔煤矿发生老窑突水53476m3,淹没巷道18条,死亡14人。
陕西黄陵县店头沮水河两岸个体小煤矿无序生产,1998年9月至1999年3月造成一系列突水事故,给黄陵矿业公司造成的直接经济损失就有3401万元,间接经济损失3100万元。