A. 如何核算煤礦排污費
排污費主要有：污水、廢氣、雜訊、固廢四個方面組成，看你的煤礦涉及到哪幾個方面的，加起來就是你要繳納的排污費。比如：你排放污水和固體廢棄物 那你的排污費就是污水排污費加上固廢排污費。具體的計算方法見下面的：
1 排污費徵收標准及計算方法
一、污水排污費徵收標准及計算方法
（一）污水排污費按排污者排放污染物的種類、數量以污染當量計征，每一污染當量徵收標准為0.7元。
（二）對每一排放口徵收污水排污費的污染物種類數，以污染當量數從多到少的順序,最多不超過3項。其中，超過國家或地方規定的污染物排放標準的，按照排放污染物的種類、數量和本辦法規定的收費標准計征污水排污費的收費額加一倍徵收超標准排污費。
對於冷卻水、礦井水等排放污染物的污染當量數計算，應扣除進水的本底值。
（三）、水污染物污染當量數計算
1、一般污染物的污染當量數計算
某污染物的污染當量數＝該污染物的排放量(千克)/該污染物的污染當量值(千克)
一般污染物的污染當量值見表1和表2。
2、PH值、大腸菌群數、余氯量的污染當量數計算
某污染物的污染當量數＝污水排放量(噸)/該污染物的污染當量值(噸)
3、色度的污染當量數計算
色度的污染當量數＝污水排放量(噸)×色度超標倍數/色度的污染當量值(噸·倍)
PH值、色度、大腸菌群數、余氯量的污染當量值見表3。
PH值、色度、大腸菌群數、余氯量不加倍收費。
4、禽畜養殖業、小型企業和第三產業的污染當量數計算
污染當量數＝污染排放特徵值/污染當量值
禽畜養殖業、小型企業和第三產業的污染當量值見表4。
（四）排污費計算
1、污水排污費收費額=0.7元×前3項污染物的污染當量數之和
2、對超過國家或者地方規定排放標準的污染物，應在該種污染物排污費收費額基礎上加1倍徵收超標准排污費。
表1 第一類水污染物污染當量值
污染物 污染當量值(千克)
1.總汞 0.0005
2.總鎘 0.005
3.總鉻 0.04
4.六價鉻 0.02
5.總砷 0.02
6.總鉛 0.025
7.總鎳 0.025
8.苯並(a)芘 0.0000003
9.總鈹 0.01
10.總銀 0.02
表2 第二類水污染物污染當量值
污染物 污染當量值(千克)
11.懸浮物(SS) 4
12.生化需氧量(BOD5) 0.5
13.化學需氧量(COD) 1
14.總有機碳（TOC） 0.49
15.石油類 0.1
16.動植物油 0.16
17.揮發酚 0.08
18.總氰化物 0.05
19.硫化物 0.125
20.氨氮 0.8
21.氟化物 0.5
22.甲醛 0.125
23.苯胺類 0.2
24.硝基苯類 0.2
25.陰離子表面活性劑(LAS) 0.2
26.總銅 0.1
27.總鋅 0.2
28.總錳 0.2
29.彩色顯影劑(CD-2) 0.2
30.總磷 0.25
31.元素磷(以P計) 0.05
32.有機磷農葯(以P計) 0.05
33.樂果 0.05
34.甲基對硫磷 0.05
35.馬拉硫磷 0.05
36.對硫磷 0.05
37.五氯酚及五氯酚鈉(以五氯酚計) 0.25
38.三氯甲烷 0.04
39.可吸附有機鹵化物(AOX)(以Cl計) 0.25
40.四氯化碳 0.04
41.三氯乙烯 0.04
42.四氯乙烯 0.04
43.苯 0.02
44.甲苯 0.02
45.乙苯 0.02
46.鄰－二甲苯 0.02
作者：麥田裡的晗晗 2007-9-22 10:25 回復此發言
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2 排污費徵收標准及計算方法
47.對－二甲苯 0.02
48.間－二甲苯 0.02
49.氯苯 0.02
50.鄰二氯苯 0.02
51.對二氯苯 0.02
52.對硝基氯苯 0.02
53.2.4－二硝基氯苯 0.02
54.苯酚 0.02
55.間－甲酚 0.02
56.2.4－二氯酚 0.02
57.2.4.6-三氯酚 0.02
58.鄰苯二甲酸二丁脂 0.02
59.鄰苯二甲酸二辛脂 0.02
60.丙烯腈 0.125
61.總硒 0.02
說明：1.第一、二類污染物的分類依據為《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)。
2.同一排放口中的化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）和總有機碳（TOC），只徵收一項。
表3 PH值、色度、大腸菌群數、余氯量污染當量值
污染物 污染當量值
1.PH值
1.0-1, 13-14 0.06噸污水
2.1-2, 12-13 0.125噸污水
3.2-3, 11-12 0.25噸污水
4.3-4, 10-11 0.5噸污水
5.4-5, 9-10 1噸污水
6.5-6, 5噸污水
2.色度 5噸水·倍
3.大腸菌群數(超標) 3.3噸污水
4.余氯量(用氯消毒的醫院廢水) 3.3噸污水
說明:1. 大腸菌群數和總余氯只徵收一項。
2、PH5-6指大於等於5，小於6；PH9－10指大於9，小於等於10，其餘類推。
表4 禽畜養殖業、小型企業和第三產業污染當量值
類型 污染當量值
禽畜養殖場
1.牛 0.1頭
2.豬 1頭
3.雞、鴨等家禽 30羽
4.小型企業 1.8噸污水
5.飲食娛樂服務業 0.5噸污水
6.醫院 消毒 0.14床
2.8噸污水
不消毒 0.07床
1.4噸污水
說明: 1.本表僅適用於計算無法進行實際監測或物料衡算的禽畜養殖業、小型企業和第三產業等小型排污者的污染當量數。
2.僅對存欄規模大於50頭牛、500頭豬、5000羽雞、鴨等的禽畜養殖場收費。
3．醫院病床數大於20張的按本表計算污染當量。
二、廢氣排污費徵收標准及計算方法
（一）廢氣排污費按排污者排放污染物的種類、數量以污染當量計算徵收，每一污染當量徵收標准為0.6元。
其中，二氧化硫排污費，第一年每一污染當量徵收標准為0.2元，第二年(2004年7月1日起)每一污染當量徵收標准為0.4元，第三年(2005年7月1日起)達到與其它大氣污染物相同的徵收標准，即每一污染當量徵收標准為0.6元。氮氧化物在2004年7月1日前不收費，2004年7月1日起按每一污染當量0.6元收費。
(二)北京市二氧化硫排污費仍按經國務院同意，1999年國家計委批準的收費標准執行，即高硫煤每公斤二氧化硫排污費1.20元，低硫煤每公斤二氧化硫排污費0.50元。2005年7月1日起，低硫煤二氧化硫排污費標准為每一污染當量0.6元。
本辦法實施前兩年，杭州、鄭州和吉林三個城市的二氧化硫排污費標准，按當地人民政府批準的總量排污收費標准執行，即杭州、吉林二個城市的二氧化硫排污費標准為每一污染當量0.6元，鄭州市 二氧化硫排污費標准為每一污染當量0.5元 。2005年7月1日起，三個城市的二氧化硫排污費標准均按本辦法規定執行。
（三）對每一排放口徵收廢氣排污費的污染物種類數，以污染當量數從多到少的順序,最多不超過3項。
（四）大氣污染物污染當量數計算
某污染物的污染當量數＝該污染物的排放量(千克)/該污染物的污染當量值(千克)
作者：麥田裡的晗晗 2007-9-22 10:25 回復此發言
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3 排污費徵收標准及計算方法
大氣污染物污染當量值見表5
（五）排污費計算
廢氣排污費徵收額=0.6元×前3項污染物的污染當量數之和
表5 大氣污染物污染當量值
污染物 污染當量值（千克）
1．二氧化硫 0.95
2．氮氧化物 0.95
3．一氧化碳 16.7
4．氯氣 0.34
5．氯化氫 10.75
6．氟化物 0.87
7．氰化氫 0.005
8．硫酸霧 0.6
9．鉻酸霧 0.0007
10.汞及其化合物 0.0001
11.一般性粉塵 4
12.石棉塵 0.53
13.玻璃棉塵 2.13
14.碳黑塵 0.59
15.鉛及其化合物 0.02
16.鎘及其化合物 0.03
17.鈹及其化合物 0.0004
18.鎳及其化合物 0.13
19.錫及其化合物 0.27
20.煙塵 2.18
21.苯 0.05
22.甲苯 0.18
23.二甲苯 0.27
24.苯並(a)芘 0.000002
25.甲醛 0.09
26.乙醛 0.45
27.丙烯醛 0.06
28.甲醇 0.67
29.酚類 0.35
30.瀝青煙 0.19
31.苯胺類 0.21
32.氯苯類 0.72
33.硝基苯 0.17
34.丙烯腈 0.22
35.氯乙烯 0.55
36.光氣 0.04
37.硫化氫 0.29
38.氨 9.09
39.三甲胺 0.32
40.甲硫醇 0.04
41.甲硫醚 0.28
42.二甲二硫 0.28
43.苯乙烯 25
44.二硫化碳 20
（六）對難以監測的煙塵，可按林格曼黑度徵收排污費。每噸燃料的徵收標准為：1級1元、2級3元、3級5元、4級10元、5級20元。
三、固體廢物及危險廢物排污費徵收標准
（一）對無專用貯存或處置設施和專用貯存或處置設施達不到環境保護標准（即無防滲漏、防揚散、防流失設施）排放的工業固體廢物，一次性徵收固體廢物排污費。每噸固體廢物的徵收標准為：冶煉渣25元、粉煤灰30元、爐渣25元、煤矸石5元、尾礦15元、其它渣（含半固態、液態廢物）25元。
（二）對以填埋方式處置危險廢物不符合國家有關規定的，危險廢物排污費徵收標准為每次每噸1000元。
危險廢物是指列入國家危險廢物目錄或者根據國家規定的危險廢物鑒別標准和鑒別方法認定的具有危險特徵的廢物。
四、雜訊超標排污費徵收標准
對排污者產生環境雜訊，超過國家規定的環境雜訊排放標准，且干擾他人正常生活、工作和學習的，按照超標的分貝數徵收雜訊超標排污費,徵收標准見表6。
表6 雜訊超標排污費徵收標准
超標分貝數 收費標准（元／月）
1 350
2 440
3 550
4 700
5 880
6 1100
7 1400
8 1760
9 2200
10 2800
11 3520
12 4400
13 5600
14 7040
15 8800
16及16以上 11200
說明:1.一個單位邊界上有多處雜訊超標，徵收額應根據最高一處超標聲級計算,當沿邊界長度超過100米有二處及二處以上雜訊超標,則加1倍徵收。
2.一個單位若有不同地點的作業場所，收費應分別計算、合並徵收。
3.晝、夜均超標的環境雜訊，徵收金額按本標准晝、夜分別計算，累計徵收。
4.聲源一個月內超標不足十五天的，雜訊超標排污費減半徵收。
5.夜間頻繁突發和夜間偶然突發廠界超標雜訊排污費，按等效聲級和峰值雜訊兩種指標中超標分貝值高的一項計算排污費。
6.一個工地同一施工單位多個建築施工階段同時進行時，按雜訊限值最高的施工階段計收超標雜訊排污費。
7.本標准以每分貝為計征單位，不足一分貝的按四捨五入原則計算。
8、對農民自建住宅不得徵收雜訊超標排污費。
B. 地下水資源保護與利用
焦作市地處豫西北，北依太行，南臨黃河，總面積6014km2，全區總人口348萬，有煤炭、石灰石、鋁土及鐵礦石等礦產資源，工業以電力、化工、機械和煤炭為主，目前已發展成為以能源化工為主的新興工業城市。焦作礦區工農業和生活用水，主要依靠地下水。焦作地區的地下水天然補給資源量為10.583m3/s，其中喀斯特水補給量為8.86m3/s，孔隙水補給量為1.723m3/s。
一、地下水資源開發利用現狀
焦作市地下水資源由喀斯特水、孔隙水組成，且以喀斯特水為主，喀斯特水資源約佔全部地下水資源85%左右。焦作礦區山前地區是九里山泉域喀斯特水的集中排泄區，地下水資源極為豐富。近年來，隨著城市及工農業的發展及煤礦區的大量開采，在局部地段出現了小范圍的降落漏斗，地下水位呈現明顯下降的趨勢。盡管如此，降落漏斗范圍及漏斗中心水位穩定，多年來地下水位基本上處於動平衡狀態，在豐水期、豐水年因地下水位回升，降落漏斗范圍縮小乃至消失［4］。
目前人工開采已成為孔隙水、喀斯特水的主要排泄方式。地下水的開采方式有廠礦自備水源地（井）集中和分散式開采、焦作市自來水公司水源地集中開采、礦井排水和農業零星分散式開采。
1.自備水源地（井）開采地下水狀況
1994年全市共有自備井234眼，年開采地下水量6347.86×104m3，平均2.013m3/s。其中全年開采孔隙地下水1939.36×104m3，平均0.615m3/s；喀斯特地下水4408.50×104m3，平均1.4000m3/s。1994與1993年相比減少了5.77%，1993年自備井開采地下水量6736.86×104m3。自備水源井除焦作電廠、中州鋁廠、焦作鋁廠、熱電廠、焦作市水泥廠、化工一廠、造紙廠等廠礦企業屬井群開采地下水外，其餘多屬零星分散式開采，且多以喀斯特水做供水水源。
（1）孔隙水開采量：受氣候及人工開采雙重因素影響，近年來焦作市區內孔隙水位呈下降趨勢，焦作市區南部形成了孔隙水水位下降漏斗，且水質變差。為改善這一狀況，自1990年開始對孔隙水的開采進行了限制，自備井開采量有所下降。1992年降至1466×104m3，1993年有所增加，達1765×104m3，1990年自備井開采孔隙水1991×104m3。1994年孔隙水開采量為1989.36×104m3，比1993年增加了173.86×104m3。自備井地下水開采總量年際變化較大，月最大采量為566.092×104m3（7月），月最低開采量為484.562×104m3（12月）。
（2）喀斯特水的開采量：焦作市喀斯特水資源豐富，水質好，是城市工業及居民生活的最佳供水水源。焦作市區各用水大戶多開采喀斯特水。1994年自備井共開采喀斯特水4408.50×104m3，占自備井開采地下水總量的70%。1993年自備井開采喀斯特地下水4972.31×104m3，1994年與1993年大致相同。
2.焦作市自來水公司開采地下水狀況
焦作市自來水公司現有6座水廠，其中第一水廠、第四水廠開采喀斯特地下水，第二水廠由新東公司（礦井排水）和焦作電廠崗庄自備水源聯合供水，第三水廠由焦西公司（礦井排水）和東小庄水源地（開采喀斯特水）聯合供水。焦作市自來水公司開采地下水的水源地只有第一水廠、第四水廠、東小庄水源地（崗庄水源地因屬焦作電廠自備水源地，未計入其中）共三處。1994年焦作市自來水公司總供水量5425.74×104m3，其中地下水開采量2071.68×104m3，占總供水量的38.2%。
第一水廠位於焦作市中心新華街，利用已報廢的2號、3號礦井供水，與1993年的142×104m3相比，增加了160.53×104m3，1994年共開采喀斯特地下水310.53×104m3，全年平均開采量0.0985m3/s。
第四水廠位於焦作市區北部近山前地帶，現有開采井22眼。該水廠是焦作市自來水公司以地下水做水源的主要供水水源地，占焦作市自來水公司開采地下水總量的53.68%，占焦作市自來水公司總供水量的20.46%。1994年全年共開采喀斯特水1112×104m3，平均0.3527m3/s。
東小庄水源地位於焦作市區西部東小庄，現有開采井19眼，全年開采喀斯特地下水649.00×104m3，平均0.2058m3/s，比去年增加了15.89%左右。
3.礦井排水及利用
（1）礦井排水：分為焦東礦區和焦西礦區兩部分。
焦東礦區的演馬庄礦、九里山礦井排水量居各礦之首，多年來礦井排水量一直超過1.0m3/s。相比之下，中馬村礦、小馬村礦、馮營公司、方庄礦等礦井，礦井水文地質條件相對簡單，礦井排水量小。1994年焦東礦區內的7個礦井，年平均排水量總計為3.3778m3/s，與1993年以前相比，略有下降。焦東礦區礦井排水總量季節變化不明顯，相對穩定。
1994年焦東礦區內的演馬庄礦礦井排水量仍居各礦之首，為1.0847m3/s，該礦近年來發生2次惡性煤層底板突水災害，礦井排水量比較穩定。九里山礦井排水量平均為0.7903m3/s，該礦由於對煤層底板突水點進行了注漿堵水和工作面煤層底板注漿改造，因此自5月份起礦井排水量有所減小。其他礦如韓王公司、馮營公司、小馬村礦、中馬村礦等礦井，排水量比較穩定，多年變化不明顯。1994年韓王公司礦井平均排水量為0.3840m3/s，馮營公司為0.3098m3/s，小馬村礦為0.1248m3/s，中馬村礦為0.6535m3/s，位村礦為0.0307m3/s。
焦西礦區的王封公司由於礦井關閉停產，礦井排水量呈下降並逐步穩定趨勢，平均排水量1989年為1.50m3/s，1990年為1.26m3/s，1991年為1.02m3/s，1994年為1.0915m3/s。王封公司礦井排水量年內變化比較明顯，月最高排水量1.1605m3/s，月最低排水量1.0182m3/s。焦東公司礦井排水量因礦井報廢，礦井排水量呈下降至逐步穩定趨勢。1991年為0.38m3/s，1992年為0.35m3/s，1994年則降為0.3033m3/s。朱村礦礦井排水量相對較大，並呈逐年增加趨勢。1990年為0.80m3/s，1991年增至0.84m3/s，1994年則增至0.9013m3/s。1994年焦西公司礦井排水量是0.5970m3/s，與1993年相比，略有增加。焦西礦區的焦東公司、王封公司已經關閉停止採煤，沒有開采新的工作面，整個礦區礦井排水量呈逐年減少並趨於穩定的狀況，原煤層底板突水點已經作為供水井水源。1989年平均排水量3.25m3/s，1990年減至3.09m3/s、1991年進一步減至2.85m3/s，1994年略有增加，達2.8931m3/s。
（2）礦井水利用情況：目前，焦作市地下水開採的主要方式是礦井排水及農業灌溉利用，礦井排水量6.2707m3/s，綜合利用礦井排水是開發利用地下水的有效途徑。焦作市礦井水的利用有3個方面：
一是焦作市自來水公司利用礦井水情況。焦作市自來水公司所屬的第五、第六水廠全部以礦井水做供水水源，第二、第三水廠部分利用的礦井水做供水水源。1994年，焦作市自來水公司四座水廠累計用礦井水3363.04×104m3，占焦作市自來水公司總供水量的61.8%。
第二水廠位於焦作市東北部，以焦東公司井排水做供水水源，1993年供水量1456×104m3，1994年供水量1571.66×104m3，較1993年略有增加。由於焦東公司已經關閉，礦井水的利用量一定會受到限制，目前，第二水廠正在建設新的水源地。
第三水廠位於解放西路，主要利用焦西公司礦井排水，1993年供水量1821×104m3，1994年為1288.50×104m3，較1993年相比減少了532.5×104m3。
第五水廠位於焦作市馬村區，利用中馬村礦礦井水作為供水水源供給馬村區居民生活用水。1993年供水量239×104m3，1994年為297.68×104m3，比1993年增加了24.55%。
第六水廠位於焦作市中站區，利用李封公司礦井排水向焦作市中站區供水，1993年總供水131×104m3，1994年為196.2×104m3，較1993年增加了49.79%。
1994年焦作市自來水公司各水廠利用礦井總計達3363.04×104m3，全年平均1.0664m3/s。1993年礦井利用量3570×104m3，1994年較1993年減少了206.96×104m3。
二是焦作煤業集團公司各礦自用礦井水量。焦作煤業集團公司的朱村礦、九里山礦和演馬庄礦，生產及生活用水全部或部分依賴礦井水做水源，據1994年調查，各礦利用礦井水量為0.282m3/s。
三是焦作市農業灌溉引用礦井排水。礦井排水除部分被焦作市自來水公司及焦作煤業集團公司各礦及焦作電廠、焦作市化工三廠等廠礦利用外，剩餘部分經河渠排出礦外。流出礦外的礦井排水部分做為區內農田灌溉的水源，剩餘部分則流出礦區。據河南省焦作市水利局資料，1994年焦東灌區和焦西灌區共利用礦井水1971.0×104m3，平均0.625m3/s。經過綜合計算，礦井水利用總量平均為1.973m3/s，占礦井排水總量的31.47%。因而，礦井水資源利用程度較低。
4.焦作市農業開采地下水量
焦作市現有耕地面積16.7萬畝，其中井灌面積6.7萬畝，據河南省焦作市水利局資料，1994年農作物灌溉7次，灌水定額一般為75m3/畝次，由此算得1994年焦作市區各鄉農業開采孔隙水3517.5×104m3，平均1.1154m3/s。加上焦作市修武縣境內方庄鄉、周庄鄉、李萬鄉和五里源鄉孔隙水農灌開采量0.7746m3/s，全區農業共開采淺層地下水平均1.89m3/s。
5.焦作市全區地下水開采總量
綜合上述各項，1994年全區工農業生產及生活共開采地下水14379.73×104m3，平均4.56m3/s，其中開采喀斯特水6480.07×104m3，平均2.055m3/s，開采淺層孔隙水7899.66×104m3，平均2.505m3/s，焦作市自來水公司開采喀斯特水2071.68×104m3，平均0.6569m3/s，自備井開采地下水總計6347.86×104m3，平均2.013m3/s，農業灌溉開采淺層孔隙水5960.30×104m3，平均1.89m3/s（表3-18）。
表3-18 1993、1994年地下水排泄量 （單位：1000m3）
二、影響焦作地區地下水資源的主要因素
1.地下水補給量減小和排泄量增大
焦作地區除礦井排水和地下水污染嚴重影響著地下水資源外，地下水主要接受大氣降水入滲和河流滲漏補給。因此，降水量和河流流量的大小是影響地下水資源的直接因素。
降水量的大小直接影響著地下水資源量，降水入滲是焦作地區地下水的主要補給源。自新中國成立以來，隨著工農業的快速發展，地下水的開采量愈來愈大，地下水位愈來愈低，地表水資源枯竭，河流斷流等，破壞水循環系統比較嚴重，大氣降水量趨於下降趨勢。1952～1964年平均降水量為826.1mm，1965～1977年平均降水量為681.56mm，1978～1982年平均降水量為662.55mm，1982～1988年平均降水量為642.4mm，1989年以來降水量一直偏低，影響了地下水資源的補給比較嚴重。
焦作市地下水位下降表現為4個階梯，1952～1964年為第一階梯，地下水位105m，1965～1977年為第二階梯，地下水位91～98m，1978～1988年為第三階梯，地下水位85～92m，1982年以來為第四階梯，地下水位72～89m。主要原因為由於降水量的減小和開采量的增大，其地下水位與降水量和開采量關系見圖3-36。
圖3-36 地下水位與降水量和開采量關系圖
丹河、西石河、山門河、紙坊溝、新河和翁澗河均為流經焦作礦區的河流，由於地表喀斯特發育，河流滲漏量比較大。例如，1994年對丹河480電廠至後陳庄段，取3個斷面分枯水期、豐水期兩次實測丹河流量，480電廠至後陳庄段河流漏失量平均為1.7338m3/s。近十幾年來除丹河滲漏補給地下水外，盡管丹河流量也在逐年減小，新河和翁澗河為排污河，其他河流均已斷流，因此，總的來說河流滲漏量也在減小。
焦作礦區所採煤層為石炭系、二疊系煤層，其直接充水水源主要為石炭系薄層灰岩，底部奧陶系灰岩喀斯特水間接充水水源，該層富水性好，補給水量大，嚴重威脅著煤炭的安全生產。為此對石炭系薄層灰岩進行疏水降壓排水，對O2灰岩採取斷層防水煤柱，實施「立足礦井、以防為主、疏堵結合、分類治理」的防治水方針。隨著開采深度的增加，石炭系薄層灰岩煤層底板突水頻率增高，O2灰岩水參與發生惡性煤層底板突水，排水量也越來越大，從用水角度來看，O2灰岩水開采量也與日俱增。例如，1952～1964年O2灰岩水開采量為1.501m3/s，1965～1977年O2灰岩水開采量4.964m3/s，1978～1982年O2灰岩水開采量5.5m3/s，1983以來O2灰岩水開采量8.463m3/s。據不完全統計，歷年來煤層底板突水達1000餘次，最大煤層底板突水量達320m3/min。因此，煤層底板突水是造成地下水資源枯竭的另一因素。
2.地下水污染狀況
焦作地區河流中，丹河、西石河、山門河和紙坊溝水質好，符合飲用水標准。翁澗河水化學類型
孔隙水污染主要表現在焦作市區以南孔隙水的徑流和排泄區，該區岩性細，滲透性差，水位埋深淺，長期蒸發濃縮作用，水中的離子含量特別是Cl-、K++Na+升高，礦化度增加。更為嚴重的，該區農業採用礦井水及工業生活污水灌溉，致使孔隙水水質惡化。焦作市區南部東王褚至恩村一帶及焦作市區東南部仇化庄至焦作市修武楊樓、大高村一帶的孔隙水水質類型為
表3-19 孔隙水水質狀況統計表
根據近幾年的監測與研究，喀斯特水水質正在逐漸惡化，且惡化速度也愈來愈快。主要表現在離子Cl-增加，水質變咸，個別水井水已失去飲用價值。據前人研究，本區喀斯特水Cl-背景值為26.69mg/L，到1998年喀斯特水Cl-已達到40～75mg/L，最高為128.73mg/L，2000年至少有三口喀斯特水源井Cl-含量超過國家飲用水標准（≤250mg/L），最高達1191.22mg/L。焦作地區內某單位喀斯特水自備井1999年Cl-含量為141.1mg/L，2000年為517.61mg/L，2001年為1258.6mg/L，2002年4月上升至2135mg/L，是國家飲用水標準的8.54倍。喀斯特水Cl-超標的水源井雖然是個別的，但由於整個焦作地區的喀斯特地下水同屬於一個喀斯特水系統，水質如按目前速度繼續惡化，整個焦作礦區喀斯特水未來都有被嚴重污染的危險。造成喀斯特水Cl-污染的原因為：喀斯特水補給區地表污水的滲漏；孔隙水、礦井排水通過O2灰岩「天窗」污染喀斯特水；受污染的河水滲漏補給喀斯特水［21］。
三、地下水保護與利用對策
1.防治水污染，污水資源化
對於沒有處理能力的廠、礦、企業，應交納污水處理費，由城市有關部門統一處理。按照國家產業結構調整政策和淘汰落後生產工藝、技術和裝備，重點進行冶金、化工、水泥、電力、采選等重污染行業的結構調整。污水可以被認為「待生資源」，對於污水治理，應本著誰排放誰治理的原則，企業自建小型污水處理廠，處理達標的水可重復利用，以節約水資源。焦作市是以能源、化工為主的重工業城市，污水排放量相當大，並已對地下水造成不同程度的污染，使可利用的水資源量減少。實行污染物排放總量控制制度，從嚴掌握建設項目的審批，執行限期治理制度，堅持實行「關、停、禁、改、轉」的方針。
2.排供環保三位一體
武強教授認為，採用排供環保結合優化管理，不僅考慮了排水系統的疏降效果和安全運營，而且供水系統的供水需求和環境系統的質量保護也同樣是優化模型設計的重要約束指標，同時還要充分利用礦井排水，以及將排出的礦井水經過一定水質處理後，全部或部分用來代替礦區正在運行中的不同目的的供水水源［27，9，26］。焦作礦區為了安全生產，大量疏排地下水，礦井排水量為6.2707m3/s，占總開采量10.8134m3/s的58%。而且礦井排水的利用率僅為31.47%。
排供環保三位一體的優化模型除涉及地下水水力技術方面的管理外，同時也牽涉經濟評價和環境保護以及產業結構規劃等的管理。排供環保三位一體，就是在保證環境質量和礦井安全的前提下，提供給礦井和其周圍地區一定數量的水資源，可用於生活、工業和農業等方面的供水。排供環保三位一體結合模型，不僅實現了將保證環境質量的礦井排水和地面抽水用於供水目的，而且通過選擇多種供水用戶所產生的經濟效益最大的目標函數和適當的約束條件，完成了利用一個模型，同時綜合制訂排水、供水、環保三位一體的具體水資源優化管理方案。該模型已應用於焦作礦區九里山礦［27］。
3.加強水利價費改革
按照國家發改委改革水價促進節約用水指導意見通知的要求，進行水價調整，否則浪費水的問題不可能根本解決。逐步提高工程水價（自來水價、水利工程供水水價），水資源費（資源水價），水污染處理費（環境水價）。以水為主要的生產原料和生產手段，應制定較高的水價。水利工程水價要逐步到位，水資源費要適時調整。按照不同的行業實行不同的基本水價和不同的階梯式水價標准，生活用水應有最低保障數量。工業用水要參照國內外先進用水定額定出適應不同地區、不同行業、不同工業產品的用水定額，超定額用水要加價，並責令限期改造設備，降低用水定額。農業水資源費的徵收將會使最有潛力的用水大戶提高節水意識，促進井灌節水，以水養水［33］。利用經濟杠桿調整用水需求，促進節水工作。調整水價和水資源費，這是節約用水最重要的手段。
4.節約用水
提高重復利用率，節約水源，逐步實現「零」排放。加快工業節水新技術、新工藝和廢水資源化的開發研究以及城市節水設施的研究製造；制定行業節水規劃和用水標準定額，不斷降低耗水量和排水量，提高水的利用率；搞好廢水綜合利用，實現廢水資源化是提高水資源重復利用率的重要措施；通過產品結構、產業結構、企業組織結構和工業布局的調整實現節約用水，達到水資源的供需平衡，也是水污染防治的重點。這是城鎮工業節水應該考慮的幾個重要方面。
大面積發展適合精耕細作特點的高效節水形式，重點發展噴灌。要因地制宜採用管灌、渠灌、滴灌、噴灌等多種節水措施。搞好地面水灌渠的綜合節水措施，發展井渠雙灌。推廣秸稈還田、覆膜栽培、集雨保水等農藝節水措施。無論是旱作農業，還是灌溉農業都必須採用農藝節水措施，以提高水資源的利用率。農業節水的農藝措施、工程措施要和科學管理結合起來。
節約用水是一項長期的根本措施，關繫到社會的可持續發展。以發展農業節水灌溉和工業節水為重點，採取行政、經濟、法制、管理等多項措施，千方百計地提高水的利用率和效益。
四、礦井水的水質處理技術
煤礦巷道是煤炭開採的主要場所。巷道中污染物質主要包括廢機油、廢酸液、煤塵、岩屑顆粒和病源菌以及井下的人工廢棄物、糞便等。如果一些老窯積水與巷道相連通時，礦井水易被酸化。如果礦井接受地表水的補給，它們可能還會受到各種農葯液和工業廢水的污染，工業廢水大都含有有機磷、酚、醛等有毒物質。大量湧入巷道的地下水必然會受到這個採煤環境的不同程度的污染。
因此，礦井排水的綜合利用必須首先解決水質問題，它是排供環保結合的一個很重要環節。解決這個問題既要在井下巷道的輸水過程中，既要根據不同污染類型礦井水和綜合利用的不同供水對象，在地面實施礦井水的水質預處理，以便為各供水用戶提供符合其具體水質要求的礦井排水資源，又要注意清濁水分流，盡量減輕礦井水的污染程度。礦井水的實用性處理技術和方法主要有以下幾類：
1.礦井渾濁水的凈化處理
礦井水中所含雜質大致可以劃分為3類，即懸浮物、膠體物和溶解物［5］。礦井渾濁水凈化處理的主要去除對象則是懸浮物和膠體物兩類，它們是造成礦井水濁度的主要因素。渾濁水的一般常用凈化處理流程為：
（1）澄清：澄清是指去除引起水渾濁的懸浮物和膠體物等雜質的過程，一般可劃分為3個驟步，即混凝、沉澱和過濾。
（2）消毒：礦井渾濁水經過混凝、沉澱和過濾作用之後，便可著手對其進行消毒處理（消毒處理也可在過濾之前進行）。
礦井渾濁水一般的凈化處理流程，如圖3-37為其流程示意圖。對於某些特殊類型的礦井渾濁水或特殊要求的供水用戶，可根據其具體情況分別予以靈活處理，不必完全照搬以上的全部凈化處理流程。
圖3-37 礦井渾濁水凈化處理流程示意圖
例如，如果礦井排水的渾濁度較低，又無藻類繁殖時，渾濁度經常在100度以下，投放混凝葯劑後可不經過混凝和沉澱作用，直接採用一次性過濾處理，將過濾後的礦井水加氯氣消毒，隨之經泵站送入供水管網。
再如，如果礦井排水的渾濁度較高，既要設法達到預期的凈化目的，又要節約混凝葯劑的投放量。可以在混凝、沉澱前採用自然沉澱方法，將原高渾濁度的礦井水中的粒徑較大的泥沙顆粒預先沉澱掉一部分，所用構築物可以是預沉澱池，也可以是沉砂池。最後，再進行混凝，沉澱、過濾和消毒處理。
2.礦井高硬度水的軟化處理
水的硬度主要是指溶解於其中的Ca2+、Mg2+離子含量，溶解於水中的Fe2+、Mn2+、Sr2+離子也是影響水硬度的一個因素。下面介紹3種常用的軟化方法：
（1）微生物方法：該種方法包括硫酸鹽還原菌去硫法和鐵細菌去鐵法。
（2）化學方法：化學軟化處理包括石灰、石灰乳中和法和石灰、蘇打軟化法。
（3）物理方法：該種軟化處理方法包括蒸餾法、電滲析法和沖淡法3種。
3.礦井酸性水的中和處理
在煤層或其頂、底板中常含有硫化礦物，它們在氧化條件下形成硫酸化合物。礦井水中一旦溶解了這些硫酸化合物，便導致其
礦區酸性水的形成，對於大多數具有較強破壞性的酸性水，是隨著煤礦開采時間的延長而逐漸形成的。而有的酸性水是在煤礦開采之前，即在硫化礦床氧化帶處就已經富集了酸性水。
酸性水的危害是十分嚴重的。在俄羅斯布利亞礦區勘探中，由於酸性水的腐蝕作用，在8h內鑽桿直徑減少1mm，套管局部被腐蝕，在強酸性水分布地段，經12晝夜，套管壁就被腐蝕穿孔。礦井與儲集酸性水的老窯、老空區溝通，酸性水便可沿通道進入礦井，因而酸性水就會污染井下生產環境。
對於已經形成的酸性水和受其污染的礦井，應採用石灰石中和法或微生物法加以治理。對於酸性的老窯積水，應設立防水煤柱等工程，使其與礦井系統完全隔離；對於含硫礦層要設法消滅充水充氧的環境，使其封閉並失去形成酸性水的環境。消除酸性礦井水的污染，預防和治理應同步進行。
4.礦井高鐵高錳水的處理
當日處理100m3高鐵、高錳水時，濾池可採用鋼制圓形雙級壓力濾池，將濾池分成上、下兩室，上、下室均採用錳砂作濾料。為了達到充分曝氣，盡可能驅散水中游離CO2，且提高pH值，可採用葉輪式表面曝氣裝置，曝氣池可做成矩形，水在曝氣池停留時間約為20分鍾。表面曝氣雙級濾池過濾除鐵、錳工藝是一項比較經濟且效果良好的技術方法。
除鐵方法主要有兩種，其一是蓮蓬頭曝氣、石英砂過濾除鐵，或者用河砂、卵石、木炭卵石層過濾除鐵，其二是用天然錳砂接觸氧化除鐵，該方法簡單經濟，效果良好，已被廣泛推廣利用，這些工藝都能達到預期除鐵的目的，使水中鐵的含量達到符合國家生活飲用水標准。
20世紀70年代末發展了一種兩級過濾處理系統的處理方法，該方法經過曝氣、兩級過濾，一般水中鐵、錳含量均可被控制在國家生活飲用水標准之下。可同時消除水中的鐵、錳離子含量，其工藝過程是首先將水充分曝氣，然後經第一級濾池除鐵，再經第二級濾池除錳。在除錳技術方面，最初採用的是接觸氧化法除錳工藝，效果也良好。
C. 能源礦山環境地質問題
西南地區共有能源礦山有6769個，占礦山總數的32.1%。其中雲南1483個，四川1567個，貴州2395個，西藏8個，重慶1316個。
能源礦產主要指煤炭。分布在貴州西部地區，其次是渝西、滇東北、四川盆地、川東南和川西南攀枝花地區。重要的煤礦企業有水城煤礦、六枝煤礦、盤縣煤礦、遵義煤礦、安順煤礦、天府煤礦、永榮煤礦、松藻煤礦、南桐煤礦、中梁山煤礦、昭通煤礦、宣威煤礦、富源煤礦、小龍潭煤礦、一平浪煤礦、曲靖煤礦、廣旺煤礦、芙蓉煤礦、寶頂煤礦等，其他小型煤礦企業星羅棋布。
能源礦山主要為井下開采，采空區范圍較大，易造成地面塌陷、地裂縫等地質災害，同時疏乾地表水，造成用水困難。同時，在煤礦開采中有大量的煤矸石堆放，降水對其淋濾產生大量的硫酸等污染地下水和周圍土壤，其中的硫因蒸發或煤矸石自燃後還會排放H2S，SO2，CO2等各種有害氣體而嚴重污染大氣。大量煤矸石占壓土地，據初步統計，西南地區以能源礦山占壓和破壞的土地面積最多，為121706.49hm2，占總占壓面積的61.2%。煤矸石還易在暴雨季節造成滑坡、泥石流地質災害。能源礦山礦坑突水亦比較嚴重。西南地區能源礦山環境地質問題比較突出的是重慶市和貴州省，其次是四川省和雲南省，再次是西藏。重慶市發生的254次礦山地質災害中能源礦山就有230次，占總災數的90.6%，直接經濟損失3.68億元，占總損失的96.08%，死亡人數118人，占總死亡人口數的90.8%。重慶市各類礦山地質災害中損失最大的亦是能源礦山的礦坑突水，僅2002年6月13日南桐煤礦發生礦坑突水直接經濟損失達2億元，占重慶市總損失的52.2%。
（一）能源礦山地質災害
1.能源礦山地面塌陷、沉降、地裂縫地質災害
能源礦山地面塌陷主要與采空區有關。國有煤礦山如重慶松藻南桐煤礦、貴州六盤水煤礦采深多數在150m以下，大面積的采空區地表發生沉降、拉張變形和塌陷嚴重，影響和破壞了地面建築和道路設施，造成很大的經濟損失和人員傷亡。
（1）重慶松藻南桐煤礦山地面塌陷
1）基本概況。據《重慶市礦山地質環境調查與評估報告》資料，松藻、南桐礦區共有塌陷坑30處，分布面積約2.5km2，主要分布於松藻、南桐礦區的采空范圍內，發育於碳酸鹽岩分布區。
塌陷在地表變形表現為塌陷坑、沉降和開裂3種形式。
區內塌陷坑的平面形態以橢圓形和似圓形為主，個別為長條形，規模3～200m2不等，剖面形態以下小上大的柱狀和漏斗狀為主，其柱面傾角（與圍岩的接觸面，含漏斗面）多在60°～80°之間，部分為40°～50°。塌陷深度數米至數十米不等，一般在十餘米。如南桐礦區的水井灣煤廠塌陷，最大直徑200m，最大塌陷深度30m，20餘戶村民被迫搬遷。塌陷區深部為硯石台煤礦采空區。
地面沉降是繼塌陷區之後形成的，具有影響范圍廣、分布面積大的特點。沉降形態多數似鍋狀或碟狀，下降幅度數厘米，沉降區內開裂、塌陷分布普遍，數量較多，典型的如重慶南桐化工廠，整個工廠大多位於沉降區內，其車間、辦公樓、圍牆、地面等開裂、塌陷隨處可見，損失巨大。
地面開裂是塌陷和沉降的伴生產物，涉及范圍更廣、數量更多，其形狀為直線形、弧形或封閉形，多分布在塌陷區范圍，開裂長度3～130m，裂縫寬1.5～40cm，裂口面陡傾，傾角80°～90°，傾向一般指向塌陷中心。除前述的南桐化工廠外，區內的松藻礦務局打通煤礦第一礦渣場附近的裂縫帶，亦屬典型塌陷引起的地面開裂。
塌陷坑、沉降、裂縫這3種礦山地質災害具有密切的內在聯系，表現為塌陷坑、裂縫發生在沉降區內，而裂縫又是圍繞著沉降中心或塌陷坑呈弧形展布，塌陷坑則位於沉降區的中心。
2）危害性。重慶市煤礦塌陷區主要涉及萬盛區、綦江縣、南川市3個區（縣），受災居民23147戶，60268人，住宅面積1368139m2；沉陷影響學校32所，面積12411m2；影響醫院10所，面積32652m2；毀壞道路149.13km；毀壞供水管道487.02km，水池、水庫342座，泵房16座。
3）成因分析。①地下水疏干引起的地面塌陷。礦山可溶岩地區存在岩溶洞穴或溶蝕裂隙，地下水在疏乾的過程中，水位不斷降低，水動力條件逐漸改變，從而使地下水對上覆土體的浮托減小，水力坡度增加，水流速度加快，水的搬運侵蝕作用加強。疏干初期溶洞充填物在地下水的侵蝕、搬運作用下被帶走，擴展了水流通道；隨之其上覆土體在潛蝕、侵蝕作用下垮塌、流失而形成拱形崩落和隱伏土洞；土洞不斷向上擴展，使上覆土體在自重壓力超過洞體的極限抗壓、抗剪強度時，地面則沉降、開裂並發展成為塌陷。②采空區破壞形成的地面塌陷。地下開采形成的采空區主要由保安柱支撐其上覆岩體的重量，如果保安柱設計合理，則整個保安柱系統和井巷是穩定的，如果設計尺寸偏小，或在某一長期承載過程中由於風化、地震及累進性破壞等必然性偶然因素的影響，使保安柱中的應力超過其極限承載能力，則該保安柱將首先破壞，並帶動其他保安柱累進性遭到破壞，其結果必將導致整個預留礦柱系統的破壞，從而進一步塌落導致地表形成塌陷。
當采空區的保安柱系統累進破壞達到60%以上，采空區頂板即發生冒落。冒落形成的塌陷范圍一般比采空區大，開采水平煤層形成的塌陷坑多和采空區相對稱，即塌陷中心即為采空中心；而開采傾斜煤層時，塌陷坑向下山方向偏移，在垂直走向的斷面上，塌陷與采空區的位置互不對稱。這一特點應引起安全防範重視。
（2）貴州省六枝、盤縣、水城煤礦山地面沉降
1）基本特徵。能源礦山采空區地面沉降是貴州省西部煤炭資源分布區發生的較為普遍的一種礦山地質災害。該區地面沉降55處，其中中型1處，占總數的1.82%，其餘均為小型，占總數的98.18%。
2）危害及損失情況。根據對盤縣、水城、六枝三大煤電集團下屬19個煤礦采空區地面沉降破壞情況資料（表3-17）（徐文等，2006），19個煤礦的地面沉降共破壞耕地28.50km2、林地4.36km2，破壞各類公路418km，造成310多個村寨或城鎮房屋子開裂，直接經濟損失約5.78億元。
3）礦山采空區地面沉降成因分析。礦山采空區地面沉降是在井下開采過程中，使礦層采空區周圍岩體中原始應力平衡狀態遭到破壞，在應力重新分布達到新的平衡狀態過程中，礦層頂板發生了變形、下沉、垮塌、移動，這些變化波及地面，導致地面出現了地裂縫、地面沉降，並引起山體崩塌、滑坡、水源枯竭，嚴重地破壞了礦山的土地資源。
2.能源礦山滑坡地質災害
能源礦山的滑坡常與煤矸石堆放不當有關，如重慶東林煤礦、貴州西部煤礦山，碎石、煤粉堆積高達200m，體積達100×104m3，長期日曬雨淋，含水量增高，重量增大，內聚力和內摩擦力減少，造成堆積體穩定性破壞形成滑坡。這類滑坡在黔西地區有30多個。另一部分滑坡與斜坡坡腳失穩有關，如四川南部敘永地區太平村等地小煤礦常形成此類滑坡。一般以中小型為主，大型較少。
表3-17 盤縣、水城、六枝三大煤電集團煤礦山採煤沉降區面積統計
（1）重慶市南桐東林煤礦矸石山滑坡
1）基本概況。南桐礦業有限責任公司東林煤礦位於重慶市萬盛區萬東鎮新華村胡家溝社區，中心地理坐標；東經106°54′，北緯28°58′，高程約310m，為市屬國有煤礦。該礦建於1958年，1964年4月正式投產，現已成為西南地區最大的主焦煤礦山之一，其產品主要供應重慶鋼鐵集團公司。
礦山主要開采魚東井田主幹構造龍骨溪復式背斜北西翼的次級褶皺——甘家坪向斜軸至貓岩背斜之間的二疊系龍潭煤組（P2）的K1（6#）、K2（5#）、K3（4#）煤層，＋340～-100m標高范圍內探明儲量1782.2×104t，累計開采儲量1427.5×104t，現保有儲量354.7×104t。-100～-600m標高范圍內尚有保有探明儲量2818×104t。礦井開拓方式為豎井＋暗斜井，中央對角式通風，礦井設計生產能力為45×104t/a，2004年核定生產能力為30×104t/a。煤礦現有職工2363人，居民7124人（任幼蓉等，2006）。
礦井現開采水平在-36m標高處，采空區面積達1.86km2，矸石堆積於主井西南側500m的東林矸石山，中心地理坐標：X＝3202950，Y＝36395920，矸石通過運輸大巷、提升斜坡提運到矸石山。該矸石山堆積43年，佔地面積近7×104m2，堆積高程400～330m，堆積最大高差達22m（照片3-1），堆積矸石總量為100×104t。
2）危害性。2004年6月5日下午13時55分左右，東林煤礦矸石山發生滑坡，形成矸石流，見照片3-2和照片3-3，摧毀房屋14棟，造成15人死亡，3人受傷，6人失蹤；2005年10月25日上午7時40分左右，東林煤礦矸石山再次發生垮塌，一名上學路過的小學女生被埋身亡。隨著矸石的進一步堆放，矸石山可能再次滑坡或形成矸石流，再次威脅到附近17戶58人的安全，且影響胡家溝至甘家坪公路的正常使用，地表水流經矸石山後形成污水，對下游農田、溪流造成嚴重污染。
照片3-1 重慶南桐東林煤礦矸石山
照片3-2 重慶南桐東林矸石山滑坡現場
照片3-3 重慶南桐東林矸石山滑坡泥土將山下的魚塘填埋
3）成因分析。①自然因素。東林矸石山兩次滑坡均是在連續降雨後產生的，因此降雨是滑坡形成的主要誘發因素。②人為因素。矸石堆放不合理，超過原設計堆放量，而且存在安全隱患後未得到及時治理。
（2）四川省敘永震東鄉太平村煤礦滑坡地質災害
四川省瀘州市敘永縣震東鄉太平村有多個鄉鎮小煤礦在進行井下開采。因采空區頂板斜坡變形，於1999年7月16日下午4時發生滑坡（圖3-4），滑坡體積53×104m3，4人死亡、3人受傷，7戶村民房屋完全掩埋，6戶遭破壞（李永貴等，2006）。該滑坡發生前地面有一定變形特徵，該市地質環境監測站調查中發現了危險，向該村村民進行了宣傳和抗災動員，並加強了監測。因此，滑坡發生前大多數人都採取了避讓的辦法，減少了傷亡損失。
圖3-4 四川敘永縣震東鄉太村礦山7.16滑坡剖面圖
（據李永貴，2006）
1—泥岩；2—黃鐵礦泥岩；3—砂質泥岩；4—泥質粉砂岩；5—粉砂岩；6—石灰岩；7—鮞狀灰岩；8—生物灰岩；9—滑坡堆積物；10—下三疊統飛仙關組二段；11—下三疊統飛仙關組一段；12—上二疊統長興組；13—上二疊統樂平組；14—下二疊統茅口組；15—上煤層代號；16—下煤層代號；17—原地面線；18—滑坡滑動後地面線；19—滑坡滑動推測線
3.能源礦山泥石流地質災害
能源礦山泥石流的形成常與煤矸石的大量堆放有關，加之地形地貌條件和暴雨，形成泥石流地質災害。重慶、四川、貴州時有發生。成都市天宮廟煤礦區泥石流災害較突出：
（1）泥石流危害
1998年9月17日凌晨3時左右，由於普降暴雨，位於大邑縣以西20km的天宮廟鎮煤礦區陽溝、肖溝、小龍溪、栗子坪等礦段暴發了泥石流，導致公路、橋梁被毀，交通、供電中斷，十多間房屋沖毀，礦區大量機電設備等物資失蹤，礦井被淹停產等，僅邖江煤礦直接經濟損失就達100萬元以上；另外，泥石流導致附近居住的農民3人失蹤，1人死亡，十多間房屋不同程度毀壞，大量牲畜失蹤等，各溪溝泥石流損失的情況詳見表3-18。
（2）形成條件
泥石流的形成除與暴雨有關外，還與該地的地形、地貌及固體物源密切相關。
1）地形地貌條件。陽溝位於天宮廟鎮西，為常年流水溝谷，陽天礦段河谷寬20m，至溝源方向，河谷漸窄至數米，溝源高程1580m、溝口高程760m，陽溝總長約6km，河床縱坡降136.7%；在中崗（陽溝礦）附近發育一支溝，溝長1.35km，溝床縱坡降214.8%，造成人員傷亡主要在該溝谷段。中崗段溝床縱坡降6.77%。中崗至溝源段為該泥石流形成區，中崗—近河口公路橋段為流通區，溝谷突然變寬，流水變緩，泥石流攜帶巨石在此處沉積，形成堆積區，礫石具一定程度的定向排列，堆積物以灰色岩屑砂岩、角礫岩為主，粒徑一般大於30cm，大者可達1.2m，堆積物寬30餘m，長約150m，厚4～5m，似長條形。河谷兩側谷坡植被良好，坡度35°～50°。陽溝有國營邖江煤礦陽大、陽溝礦及地方聯礦，另有眾多小煤窯分布此地。
表3-18 成都市天宮廟煤礦泥石流造成的災害情況
肖溝位於天宮廟鎮西北約3km處，溝長約1.5km，溝口高程870m，溝源至溝口總落差430m，溝床縱坡降28.67%，七星礦位於肖溝，溝口附近分布許多建築物，公路從溝口通過，其下修有一寬3.8m、高4.0m的涵洞，為常年流水溝，附近谷坡植被良好，坡度35°～40°。
小龍溪位於天宮廟鎮西北約1.5km處，溝總長約3km，溝口高程790m，溝源至溝口總落差430m，溝床縱坡降14.33%，溝谷狹窄，河口附近變寬。山坡植被好，坡度40°～50°。
栗子坪礦泥石流溝為一沖溝，主溝長100餘m，溝深1.5m左右，溝寬1.0m左右，溝源處有2條岔溝，時有流水，溝床坡度12°，溝源、溝側堆積大量小煤窯煤矸石。溝口、溝側建築物密布，溝水從溝口公路涵洞通過。
2）固體物源。泥石流所處地層主要是三疊系須家河組，由灰色岩屑砂岩及砂質泥頁岩互層，夾煤層。岩層軟硬相間，位於背斜核部，伴生斷裂發育，盡管溝穀穀坡植被良好，但谷坡表層崩、坡積物分布普遍，導致溝口泥石流堆積物有岩屑砂岩顯現；另外近十多年來，地方鄉鎮企業迅猛發展，天宮廟煤礦區除分布有地方煤礦外，尚有許多小煤窯亂采濫挖，煤矸石隨意堆放，為泥石流的發生提供了重要物源。栗子坪礦泥石流固體物質絕大部分為煤矸石，陽溝左岸谷坡有2處沖溝形成的小型泥石流，其物源主要也為煤矸石。在該溝中部，地方聯礦對面721煤礦，煤矸石堆積方量在2500m3左右，因岸坡腳被淘蝕，煤矸石堆積及坡積物順坡下滑形成泥石流。
綜上所述，泥石流的形成與自然因素有關，也與人為因素（采礦廢渣亂堆放）密切相關。
4.能源礦山崩塌地質災害
西南地區能源礦山崩塌地質災害突發性強，不易防範，危害性大。一般在不利的地質環境采礦易造成崩塌地質災害。主要分布在重慶西部、四川南部、貴州西部地區。
（1）貴州西部煤礦山崩塌地質災害
貴州西部產煤區，地形切割強烈，相對高差一般300～500m，河谷沿岸切割可達700～1000m，特別是有些峽谷地段，岩壁陡立，使崩塌的形成具備了有利條件。而這種陡峻的山坡一般是坡體中、上部為硬質岩層，中、下部為軟質岩層，煤一般產於下部的軟質岩中，采礦進一步破壞了山體的穩定性，上覆岩體失去支撐，沿自身垂直方向產生卸荷掉塊形成崩塌。
1）貴州納雍縣鬃嶺鎮左家營村崩塌。2004年12月3日發生的特大型崩塌地質災害，38人死亡，失蹤6人，13人受傷。崩塌點位於岩腳組後山陡崖上，坐標為東經105°14′09″，北緯26°42′50″，高程2120m。崩塌發生後，調查發現崩塌點一帶陡崖上仍有3處明顯危岩體，總規模3萬余m3，可能產生再次崩塌。坡腳堆積體在強降雨或陡崖上方再次發生崩塌等沖擊因素作用下，易發生滑坡泥石流災害，將直接威脅其下部岩腳組54戶280人、新房子組部分村民59戶200人及孫曉煤礦、左家營煤礦人員的生命財產安全。
2）2001年7月17日21時20分左右，貴州習水縣仙源鎮福硐村萬金二礦發生山體崩塌，崩塌體約5000m3，造成2人死亡，8人失蹤，2人受傷，毀房2棟。該崩塌的形成是在岩體處於不穩定的自然狀態下，由於採煤活動誘發。崩塌體位於河谷沖刷形成的陡岸地段，高40餘m，下部為泥頁岩構成的軟弱基座（產煤），其上岩石節理裂隙發育，岩石被分割成塊體狀，地下水沿裂隙的活動，加強了溶蝕風化，採煤放炮活動及運煤重車的震動，導致岩體失穩崩塌。
3）2001年5月29日15時20分，貴州興義市雄武鄉木咱村3組和4組發生岩體崩塌。崩塌堆積體達90×104m3，淹埋6戶7棟居民樓、2輛東風汽車，近13.33hm2農田被毀，10人死亡，2人重傷，3人輕傷。崩塌段陡崖高200餘m，反向坡下台地1720～1780m高程內分布眾多煤井，開采時間長，開采深度延伸1000餘m，采空區較大，頂板已發生崩塌，採煤放炮破壞了岩體強度和完整性，導致陡崖軟質基座不穩定，在重力及暴雨共同作用下陡崖發生崩塌。
（2）重慶市雞冠嶺煤礦山崩塌地質災害
1）基本概況。雞冠嶺崩塌位於武隆縣興順鄉，烏江左岸陡斜坡地帶。該區地貌屬構造剝蝕低山地貌，地形為下陡上緩的折線形斜坡，下部斜坡坡角57°，上部為40°～85°。烏江橫切構造及地層，形成深切「V」字形峽谷，相對高差約300m。該區出露地層為古生界二疊系，下部為龍潭組（P2l）深灰色頁岩、顆粒砂岩、鈣質頁岩、灰色頁岩夾薄煤層。上部為長興組（P2c）深灰色、灰白色、青灰色灰岩，含燧石結核，局部含硅質層。岩層產狀316°∠72°。該區構造強烈，地層褶曲很多。基岩裸露，植被較少，第四系殘坡積層厚度小，分布零星。原鄉鎮企業興隆煤礦位於斜坡中段。
雞冠嶺崩塌發生於1994年4月30日，體積約400×104m3，見照片3-4，大量崩石堆於斜坡上，少量入烏江形成亂石壩，造成了近10m高的水位落差，激浪高1～5m。7月4日暴雨後斜坡上的堆石又大部發生塌滑，部分入江形成第2道亂石壩（任幼蓉等，2006）。
2）成因分析。該崩塌主要是由於原鄉鎮企業興隆煤礦在地質條件復雜的雞冠嶺背斜上盲目採煤引起的，降雨也是誘發因素之一。
5.能源礦山礦坑突水地質災害
照片3-4 重慶雞冠嶺崩塌全貌
西南地區礦坑突水121次，主要發生在能源礦山。由於礦體位於地下水位以下，在掘進或開采過程中掘穿隔水頂底板，或打通原采礦積水老硐，或位於河流附近，受斷層帶影響及支護不力導致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水等原因造成。礦坑突水的主要危害是淹井，影響礦區生產、威脅井下人員安全，有些場合還會造成地表河流斷流。區內能源礦山礦坑突水地質災害比較突出。
（1）重慶市煤礦山礦坑突水地質災害
2003年9月10日8時30分，重慶市秀山土家族苗族自治縣涌洞鄉川河煤礦四門二井＋960m水平下山南大巷掘進工作面320m處，發生一起特大礦坑突水事故，18人死亡，直接經濟損失85.6萬元。
2004年6月13日，南桐礦務局南桐礦發生穿水事故，井下進水近500×104m3，南桐礦、魚田堡礦、東林礦相繼被淹，死亡3人，直接損失近2億元，2萬職工拿基本生活費，4萬家屬拿社會救濟金，設計生產能力60×104t/a的魚田堡礦至2006年2月還被淹沒，無法恢復生產。
（2）貴州能源礦山礦坑突水地質災害
2004年9月到2005年1月，在4個多月時間里，貴州省連續發生3次大的礦坑突水事故：2004年9月5日，赫章縣媽姑鎮六合煤礦發生礦山突水事故，死亡10人；2004年12月12日，思南縣許家壩鎮天池煤礦發生特大礦山突水事故，死亡36人；2005年1月16日，德江縣聯興煤礦發生礦山突水事故，死亡7人。這些礦山地質災害都與不合理開采有關。
（二）能源礦山環境污染
西南地區能源礦山的污染主要表現在水污染和空氣污染。
1.能源礦山水污染
水污染以煤礦水和矸子山的淋濾水污染尤為突出。廢水中的污染物主要有懸浮物、石油類、硫化物、氧化物、揮發分、六價鉻、砷、鉛、汞、鎘等。較嚴重的礦山有重慶南桐煤礦、攀枝花煤礦、川南芙蓉煤礦等。
（1）重慶煤礦水污染問題
重慶市南桐礦務局電廠和南川南平煤礦焦化廠污染相當嚴重，該區12條河流有11條遭到污染，污染的河水在補給地下水時，又重復性污染地下水。據地下水監測資料，南桐片區岩溶水監測點的超標項目達8個之多。其中總硬度超標66.7%，總礦化度超標33.3%，總鐵超標100%，氟超標66.7%，錳超標100%，硫酸鹽超標66.7%，細菌總數超標100%，大腸菌群超標100%。
重慶市榮昌縣五星洗煤廠的洗煤廢水懸浮物濃度大，含大量岩粉、煤粉，尾礦未經處理直接排入瀨溪河一級支流，嚴重污染瀨溪河。致使高池村1000多人生活、生產用水受到污染，嚴重影響了當地村民的身體健康，肚大、肝癌等發病率遠高於其他地方。
（2）攀枝花煤業集團公司煤礦山水污染
攀枝花煤業集團公司包括大寶鼎、小寶鼎、太平及花山煤礦以及精煤廠（洗煤廠），形成分布於金沙江兩岸的採煤、洗煤一條龍聯合企業。礦山采出的煤通過纜車送到洗煤廠，洗煤廠洗好的煤通過火車運至攀鋼焦煤廠，廢渣又通過纜車輸運至南岸礦區的矸石堆。江邊有污水處理廠。該集團公司4個煤礦年產礦坑水2238.07×104m3，年處理量為2185.88×104m3，年循環使用量為1945.78×104m3，循環利用率達86.9%。該精煤廠（洗煤廠）是國家環保先進企業，循環水（閉路）達一級，廠內未見任何生產廢水排出。但采礦區仍見黑乎乎的廢水流入金沙江，經取樣分析水質為SO4·HCO3Mg·Ca型，除固體懸浮物質太多外，可溶性固體總量也達1077.5g/L，排放廢水嚴重超標，這些廢水與礦坑排水，特別是小型個體礦山排水密切相關。另外，摩梭河水在流經太平和花山礦區之後，其水中的NO2、總硬度、可溶性總固體、耗氧量、Mn等化學組分均由以前的未超標而變成超標，含量增加0.75倍至111倍。
（3）四川芙蓉煤礦區水污染
芙蓉煤礦區年產礦坑水約1500×104t，其中4家國有礦山年產礦坑水922.57×104t，小型民營礦山年產礦坑水577.43×104t。國營礦山年治理礦坑水554×104t，占年產礦坑水的60%。民營礦山年利用礦坑水約9.3×104t，占年產礦坑水的1.7%。
經四川地質環境監測總站實地調查及采水樣分析表明，國有礦山中芙蓉煤礦、白皎煤礦、杉木樹煤礦3家礦山雖有礦坑水循環利用處理系統，但因未全部處理，加之周邊有未經處理排放的眾多小型民營礦山，水中的硫酸根（SO2-4）含量仍超過了最大允許排放標准600mg/L；芙蓉礦務局紅衛煤礦因礦坑水為地下水，經部分處理後達到排放標准，可作為農灌利用。其餘小型民營礦山均為未處理排放，故大多數水質的硫酸根（SO2-4）均超過了最大允許排放標准600mg/L，水中的鈣離子（Ca2＋）含量也超過了最大允許排放標准200mg/L，更有甚者如高縣芙蓉山和大灣煤礦所排礦坑水中不但硫酸根（SO2-4）、鈣離子（Ca2＋）含量超過最大允許排放標准，而且水中鎂離子（Mg2＋）含量也超過了最大允許排放標准，並形成酸性水，pH值在3.6～5.2之間，總硬度達223.1～393.1mg/L（以CaCO3計），對地表水造成嚴重污染（照片3-5）（李永貴等，2004）。
照片3-5 四川芙蓉煤礦不規范的矸石廢水排放現場
（4）貴州西部高硫煤礦山水污染
貴州西部織金縣高硫煤層礦山廣泛分布有含硫酸亞鐵和硫酸的水，當地群眾稱這種水叫「銹水」。流經織金縣城的織金河已被「銹水」污染，全縣水田中「銹水」田面積佔10.5%，占低產水田面積的42.7%。隨著民營煤礦的發展，銹水污染面積還在擴大，許多良田大幅度減產，甚至顆粒不收。當稻田酸度大，pH值小於4.5時，稻苗就出現病態，pH值小於3.5時稻苗就會死亡。織金縣鳳凰片區煤礦山排水酸度最低時pH值小於2.5，受其污染有長達數千米的河流pH值小於4.5（王慧，2004），引用此河水灌溉的農田深受危害。「銹水」中還含重金屬可進入食物鏈，危害人體健康。
2.能源礦山空氣污染
能源礦山的空氣污染亦相當突出，已造成氟中毒、砷中毒，傷害人體健康。
空氣污染較嚴重的地方主要在貴州西部，如盤江煤電集團老屋基礦、水礦集團汪家寨礦6座煤矸石山都產生過自燃，自燃時間長達10年之久，產生了大量的SO2，H2S，CO2和F等有毒有害氣體；六盤水市數以千計的煤炭煉焦廠，產生了大量有毒有害氣體，造成空氣嚴重污染。
貴州西南部煤層含砷和氟，礦山開采出來的煤經燃燒，砷和氟進入空氣，污染環境造成人體砷中毒和氟中毒，形勢相當嚴峻。據貴州疾控中心資料，貴州有1000萬氟斑牙患者，64萬氟骨病人；以縣為單位，氟中毒的人口1900萬，約占貴州人口的一半。據貴陽地化所調查，煤炭中的氟含量為598mg/kg，土壤中的氟含量為903mg/kg，用煤炭烤過的玉米、辣椒等農作物含氟量超過國家標准幾十倍甚至數百倍，氟污染相當嚴重。
空氣中砷可以通過皮膚、呼吸道、消化道進入人體。貴州織金縣交樂鄉小煤窯採的煤含砷量相當高，因敞爐方式取暖、烘乾糧食，造成人體中毒。自1976年以來，確診慢性砷中毒患者至少有3000例。
氟中毒和砷中毒不僅僅是個醫療問題，也是個經濟社會問題。2006年中央撥專款2400萬元和12萬元爐灶給貴州用於治療地方病。
2003年12月23日，重慶市開縣的一口天然氣礦井發生井噴，大量硫化氫氣體污染幾十平方千米，數十人死亡，直接經濟損失在億元以上。
（三）能源礦山對土地資源的占壓破壞
西南地區以能源礦山占壓和破壞土地面積最多，為121706.49hm2，占各類礦山總占壓面積的61.2%。其中又以四川能源礦山占壓土地面積最大，為68251.00hm2，佔西南地區能源礦山總占壓面積的56.1%。其次是貴州占壓面積28606hm2，雲南15908.66hm2，重慶7697.7hm2，西藏1245.13hm2。
西南地區能源礦山主要分布於四川盆地及盆周山地、黔西、渝西、滇東北地區，主要為煤礦山，以井下開采為主，采場佔地面積相對較小，但固體廢棄物及地面塌陷區佔地面積較大。
四川攀枝花寶鼎煤礦，包括大寶鼎、小寶鼎、太平及花山4個國有大、中型煤礦山和數十個民營礦山，佔地面積達80km2。
貴州省煤炭資源豐富，從20世紀60年代起就大規模開采，到現在排放的煤矸石已堆積如山，目前僅六盤水市境內的六枝特區、鍾山區、水城縣、盤縣特區堆成的大型煤矸石山就有30餘座，堆放高度達80餘m，最高的達200餘m，現在煤矸石堆積量已達9500×104t，佔地面積233.31餘hm2，如盤江煤電集團所屬的大型煤矸石山就有7座，佔地面積66.66餘hm2，水礦集團所屬大型煤矸石山9座，佔地面積已達171.72hm2，根據生產礦井排矸量為煤的20%，洗煤排矸量為原煤的25%，按這一排矸系數計算，加上隨著生產能力的提高，可以預測區內的煤矸石佔地面積將不斷增加。因煤矸石結構鬆散，穩定性差，遇持續強降雨時，還易產生滑坡、泥石流地質災害。
重慶市中梁山煤礦從1959年投產至今已47年，佔地面積達10×104m2。其中位於礦區南部華岩鎮石堰村三社的煤矸石山，佔地面積為4.6×104m2；位於礦區北部華岩鎮共和村六社的煤矸石山，佔地面積約5.4×104m2（照片3-6），影響了農業經濟的發展。
照片3-6 重慶中梁山煤電有限公司北煤矸石山
D. 煤礦為什麼會有地下水處理
一、 概述
煤炭在我國能源結構中佔70％以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經處理直接排放，勢必對環境造成嚴重污染，同時造成水資源的大量浪費，無法實現循環經濟的目標。據統計我國40％的礦區嚴重缺水，已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處於山區，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節流量相當懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴重污染。因此，開發、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭工業可持續發展具有重要意義。
1、煤廢水污染嚴重
據包括10多位院士在內的專家學者鑒定通過的一項課題研究表明，山西每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃河水入晉工程的總引水量。專家呼籲，應當從技術、人才、資金投入和經營機制等多方面解決這一世紀難題，幫助山西省等煤炭主產區擺脫「產煤致旱、因煤致渴」的困擾。
這項關於山西省煤炭產業可持續發展的研究表明，山西省採煤造成嚴重的水資源破壞，加劇了水資源短缺問題。這項課題研究表明，山西每挖1噸煤損耗2.48噸的水資源。每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃工程的總引水量。因此，這對於山西這個人均水資源量僅佔全國平均水平不到五分之一的地區來說是個非常嚴重的問題。
目前，由於煤炭開采對地下水系破壞非常嚴重。據統計，山西採煤對水資源的破壞面積已達20352平方公里，佔全省總面積的13％。山西省大部分農村人畜吃水靠煤系裂隙水，而煤礦開采恰好破壞了該層段的含水層。據統計，全省由於採煤排水引起礦區水位下降，導致泉水流量下降或斷流，使近600萬人及幾十萬頭大牲畜飲水嚴重困難。
2、煤炭採掘業廢水治理技術問題
99%的採煤項目廢水沒有進行治理，從主觀上應該說是環保監管不力。從客觀上說是我們環保部門對採煤項目廢水治理技術持謹慎態度。採煤廢水治理技術多如牛毛，那種技術最適用、工藝最成熟、操作管理最方便、投資最省、運行費用最低，一直是我們環保部門在尋求的。由於採煤廢水復雜多變，在同一礦井廢水中，同時含有鐵、錳等重金屬，硫、氟、氯等非金屬及有機污染物和懸浮物，有的礦井廢水呈弱酸性（如織金縣珠藏、鳳凰山等），再就是即使是同一礦井，所采層不同，廢水性質也不同，甚至是差別很大。這就給煤礦廢水治理技術的選用帶來很大的困難。通常情況是某一技術只能有效處理某一污染物，不可能把所有超標的污染物都處理好。一個煤礦不可能投入很多資金對污染物進行單項處理，這就是採煤廢水治理在技術上的難點。有的業主自行修了一兩個池子，把礦井廢水往池子一放，就是對廢水進行處理了。事實上不是這樣簡單，可能連懸浮物也處理不了，金屬和非金屬就更不可能處理了。
3、煤礦廢水處理要求
1.1煤礦廢水包括礦井涌水、煤場和矸石場淋溶廢水等。在進行處理前，應先委託地區環境監測站進行監測，以監測資料作為廢水處理工程設計的依據。DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備是目前經實踐證明的實用技術，50萬噸以下、小時涌水量50m3以下的煤礦可採用此技術和設備。對於酸性煤礦廢水還需新增設備和葯劑。煤礦廢水經處理達標後盡可能循環使用，循環使用率不低於50％，經處理後排放的廢水列為總量控制指標進行考核。
1.2新建煤礦必須執行「三同時」規定，試產三個月必須申請地區環保局驗收，驗收達標的發給排污許可證，不達標的停產治理。
1.3原有煤礦分期分批進行治理，2005年50%左右的原有煤礦治理完工並通過達標驗收。列入家2005年治理計劃的煤礦不治理的，依法予以處罰；治理不達標的，停產治理。治理計劃由各縣市環保局商煤炭局提出，報地區環保局綜合平衡後以治理計劃下達執行。
表1 某A煤礦廢水處理監測結果 單位：mg/l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標倍數（倍） 處理後
濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 鐵 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 錳 2 0.13 未超標 0.1 —
表2某B煤礦廢水處理監測結果單位：mg/ l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標 倍數 （倍） 處理後
濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 鐵 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 錳 2 0.37 未超標 0.18 — 1.4、煤礦廢水中鐵含量高，如濃度大於100mg/l，其處理設備投資和運行費用將要增加。因為鐵含量過高，要達到1mg/l的排放標准，一級除鐵是不行的，必須三至四級除鐵。
1.5、酸度高的煤礦廢水應使達標（6～9）。
1.6、煤礦要對煤場、矸石場進行硬化處理，建導流溝，把因大氣降水產生的這一部分淋溶水引入廢水處理系統進行處理。
1.7、 預防事故和自然因素引起的非正常排放
為預防因降暴雨致使廢水次理池溢流，工程設計必須考慮廢水處理池有足夠的容積。為防止事故性排放，必須建事故調節池。四、煤礦生活廢水處理要求洗煤廠和煤礦生活廢水處理採用深圳開發研製的微型生活廢水處理裝置進行處理。生活廢水經處理達標後可排放。五、煤礦廢水治理技術選用
實踐證明是可行的 DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備可選用。未經試點的技術只能試點，不能推廣。經試點並由A地區環境監測站監測、提出監測報告，從治理效果、投資、運行費用等全面評價後由地區環保局決定是否推廣。
二、廢水主要處理技術
我國煤礦礦井水處理技術起始於上世紀70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當今污水治理發展的必然趨勢，將防治污染和回用結合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染。現國內使用的處理技術主要有：沉澱、混凝沉澱、混凝沉澱過濾等。處理後直接排放的礦井水，通常採用沉澱或混凝沉澱處理技術；處理後作為生產用水或其它用水的，通常採用混凝沉澱過濾處理技術；處理後作為生活用水，過濾後必須再經過除酚等對人體有害物質及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ，處理後作為生活飲用水還必須在凈化後再經過淡化處理。三、礦井水處理回用的條件
1、礦井廢水的產生及特點
煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質性涌滲水到巷道為安全生產而排出的自然地下水，井下採煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特徵，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決於成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分，其中井田水文地質條件及充水因素對於礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質、水量的變化。某礦區M煤礦礦井廢水水質取礦井正常排水時井口水樣，結果見表1。
M煤礦礦井廢水污染物監測表
表1 單位：mg/L
序號 監測項目 日均值濃度范圍 序號 監測項目 日均值濃度范圍 1 肉眼可見物 微粒懸浮物 9 總氮 5.600～5.854 2 PH值 8.41～8.55 10 砷(ng/L) 3.4～5.2 3 CODcr 66.4～131.7 11 總磷 0.085～0.104 4 硫化物 1.09～1.67 12 糞大腸菌 260～393 5 懸浮物 360～500 13 銅 0.0207～0.0294 6 酚 0.006～0.051 14 鉛 -- 7 BOD5 14.10～24.73 15 鎘 -- 8 LAS 0.198～0.220 16 鋅 0.0381～0.0407
通過網路調查和資料查找，收集了多年來某礦區有關礦井水和地下水的化驗數據資料，以及環境監測站監測數據（表1）綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物，有機物略有超標，糞大腸菌群超標，揮發酚超標。
2、礦井廢水回用途徑
煤礦礦井水處理後可作生產用水或生活用水，礦井生產用水主要是井下採掘設備液壓用水、消防降塵灑水，生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理後用於飲用水。水質標准分別為：
a、防塵灑水《煤礦工業礦井設計規范》（GB50215－94）
SS≤150mg/L，粒徑d<0.3mm；PH值為6～9；大腸菌群≤3個/L。
b、空壓機、液壓支柱用水水質SS≤10～200mg/L，粒徑d <0.15mm；硬度（碳酸鹽）2～7mg/L；pH值為6.5～9；濁度<20。
c、礦井洗浴水水質達到《地表水環境質量標准》（GB3838-2002）的Ⅲ類水體標准。
d、中水水質達到《生活雜用水水質標准》（CJ/T 48-1999）。
5、生活飲用水達到《生活飲用水衛生標准》（GB5749-85）。
四、處理工藝
從上表可知，M煤礦礦井廢水處理工程的設計處理能力為800～1000m3/d，處理後作為生產和生活用水，採用混凝反應、過濾、活性炭吸附及消毒工藝，流程見圖1。
圖1礦井廢水處理工藝流程
礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用於黃泥灌漿，其餘廢水自流進入曝氣池，氣浮除油後進入斜板沉澱池進行初步沉澱，由提升泵提升進入混凝沉澱設備，同時加入混凝劑，經過斜管沉澱後，將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐，出水自流進入清水池，清水池前投加二氧化氯進行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進入污泥池，上清液自流進入曝氣池，以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水，則砂濾罐出水進入活性炭吸附裝置處理後流入清水池用作生活用水。
五、主要處理單元
1、預沉池曝氣
礦井廢水中含有少量的有機物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機物。另外，井下液壓支柱等設備產生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達標。
2、混凝沉澱
煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要採用混凝沉澱法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式採用管道混合器混合。混凝沉澱裝置採用倒喇叭口作為反應區，水流在反應區中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑葯液的反應在反應器中逐漸全部完成。完全反應的廢水流出反應區後開始形成混凝狀物質，經過布水區進入斜管填料，由於斜管填料採用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉澱，提高了沉澱效率。將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流排出。
3、砂濾凈化
礦井廢水經混凝沉澱後，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內部空隙中，它是混凝沉澱裝置的後處理過程，同時也是活性炭吸附深度處理過程的預處理。砂濾罐為重力式無閥濾池，採用自動虹吸原理達到反沖洗，不需要人工單獨管理，操作簡便，管理和維護方便。砂濾罐通常採用不同等級的石英砂多層濾料。
4、活性炭吸附
該煤礦礦井廢水主要含有揮發酚，酚類屬於高毒物質，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進入人體內，低濃度可使細胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質沉澱。長期飲用被酚污染的水源，會引起蛋白質變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經症狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水，必須用活性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達800～2000m2/g，具有很強的吸附能力。該裝置採用連續式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達3.5m，廢水從上向下過濾，過濾速度在4～15m/h，接觸時間一般不大於30～60min。隨著運行時間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質，達到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。
5、消毒
廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理後回用於洗浴時，若不經過消毒，對人體皮膚傷害嚴重。所以礦井廢水處理後作為生活用水必須經過消毒處理，本工藝採用二氧化氯消毒，現場用鹽酸和氯酸鈉反應產生二氧化氯，二氧化氯無毒、穩定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。
六、處理工藝特點
1、以上可知A煤礦礦井廢水處理工程是根據礦井水水質特點確定工藝技術參數，採用一次提升到混凝沉澱裝置，再自流進入後續各處理構築物，出水水質穩定可靠，動力設備較少，能耗較低。
2、採用混凝沉澱裝置與砂濾罐相結合的工藝技術，主要處理構築物採用組合式鋼結構，具有佔地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運行成本低等特點。砂濾罐設計採用重力式無閥濾池，反沖洗完全自動，操作管理方便。
3、該煤礦礦井廢水處理系統實現了自動加葯、自動反沖洗的全過程監控，包括電控系統、上位監控系統和儀表檢測系統。儀表檢測系統包括加葯流量、處理流量 、水池液位和加葯箱液位、進水和出水濁度等連續自動檢測。
E. 岩溶水水質惡化的原因分析
影響岩溶水水質的因素也包括自然和人為兩個方面。在鄂爾多斯大盆地西緣由於乾旱氣候條件較低的淋濾作用，以及古、新近紀地層中大量蒸發岩參與進入岩溶水的循環，使得這一帶多數岩溶水的TDS達到2000mg/L以上；大面積黃土覆蓋的呂梁山以西地區，岩溶大泉的易溶K++Na+含量是東部地區的10倍以上；在銅川—保德—石家莊—德州—線以南、河津—新鄉以北有石膏沉積分布的中奧陶統含水層（尤其是呂梁山西側中段的柳林泉域岩溶水系統、臨汾的龍子祠泉域岩溶水系統等中奧陶世古膏鹽湖沉積區）岩溶水的普遍偏高；岩溶水循環深度大（例如，晉祠泉、山東巨野-嘉祥系統、扶風-禮泉域岩溶水系統、中條山岩溶水系統）、埋藏深的滯流區水質也較差（表5-7），這些都是氣候、水動力條件、地球化學背景等自然因素導致的岩溶水原生污染。本節重點討論由於人類活動驅動岩溶水水質惡化的次生污染。
由於人類活動導致污染組分參與進地下水循環並引起岩溶水化學含量變化的次生污染，包括污染物的直接進入岩溶含水層的污染源型污染和由於岩溶水動力條件及補排關系改變而導致更多「壞水」進入岩溶水的「水文地質條件改變」型污染兩種情況。
一、污染源型污染
工業三廢、農業施肥、生活垃圾污染岩溶水的形式有通過碳酸鹽岩裸露或覆蓋區進入含水層的區域性面狀污染、通過河流滲漏段進入的線狀污染以及通過局部地段污染岩溶水的點狀污染。
1.面狀污染
面狀污染在北方主要有雨水污染和農業施肥污染。北方岩溶區是重要的能源、煤化工基地。火力發電、煤化工以及焦化等燃煤工業及大量堆放的煤矸石自燃排放的各種廢氣被雨水溶解，隨著雨水入滲進入岩溶含水層形成了岩溶水的污染。表6-7是1997年對柳林泉域內一些城市雨水的同期水質分析資料，其中中陽縣作為焦化、冶煉最集中的南川河河谷地帶，各種廢棄不易擴散，雨水中、Ca2+含量分別達到了39.52mg/L和24.55mg/L，超出其他縣城雨水中離子含量一倍以上。同樣在娘子關泉域內的陽泉、平定和盂縣煤炭工業活動區2003年雨水樣高於周邊其他地點數倍，而與1986年的雨樣分析結果比較，pH值均變小（表6-8）。
表6-7 呂梁地區的降水水質簡分析對比表 單位：mg/L
表6-8 陽泉市與其周邊地區的降水量簡分析對比表 單位：mg/L
農業施肥對岩溶水的污染在北方一些地區非常突出，以為代表的污染特別在岩溶地下水埋藏較淺的覆蓋型地區最為嚴重（圖5-27）。如山東的35個代表性岩溶水樣品中，大於100mg/L的6個、40～100mg/L的16個、20～40mg/L的11個、低於20mg/L的僅2個。由於山東多數岩溶水系統內大面積分布岩溶水位淺埋的覆蓋區，岩溶水與鬆散層間孔隙水存在各種形式的聯系，一些地區可形成岩溶水對化肥的直接溶濾。從岩溶水系統結構模式方面，「向斜-盆地型」系統更容易形成的污染，19個「向斜-盆地型」系統樣品的含量為39.31mg/L，而其他類型的76個樣品的含量為25.72mg/L。
2.線狀污染
河流是北方岩溶水重要補給源，也是接納、傳輸各種污染物（包括生活污水、礦坑水、工業污水、煤矸石淋濾污水等）的重要載體。
2007年黃河流域廢污水排放量為42.86億t，其中城鎮居民生活廢污水排放量9.88億t，第二產業廢污水排放量30.24億t，第三產業廢污水排放量2.74億t，分別占總量的23.0%、70.6%和6.4%。採用《地表水環境質量標准》（GB 3838—2002），以河段為單元進行地表水評價，結果表明：黃河流域年均符合Ⅰ類、Ⅱ類水質標準的河長2174.0km，占總評價河長的16.1%；符合Ⅲ類水質標準的河長3708.5km，占總評價河長的27.5%；符合Ⅳ類水質標準的河長2127.1km，占評價總河長的15.8%；符合Ⅴ類水質標準的河長925.5km，占評價總河長的6.8%；劣Ⅴ類水質標準的河長4557.6km，占評價總河長的33.8%。地表污水對岩溶水補給形成線狀污染。
根據山西省地表水的水質評價結果[按《地表水環境質量標准》（GB 3838—2002）]，全省受評河流符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水質類型的河長為1829.7km，僅占總評價河長的32.8%，其中Ⅰ類水河長108.4km，僅占總評價河長的1.9%；超Ⅲ類水污染河長佔67.2%，其中超Ⅴ類水河長為2554.6km，占總評價河長的45.8%。在選定的183處評價斷面中，有121處水質超過Ⅲ類水標准，占評價斷面的66%，其中80處為超Ⅴ類水，說明全省半數以上河流河段受到污染或嚴重污染。
地表水作為岩溶地下水重要的線狀補給源，污染後的地表水成為岩溶地下水的污染源。
根據中國地質科學院岩溶地質研究所等單位2004年完成的「娘子關泉域第二次岩溶水地下水資源評價」研究報告，娘子關泉域岩溶水的河流多年平均滲漏量為1.73m3/s。表6-9是陽泉市環境保護局網上公布的《陽泉市2011年環境質量公報》中，有關娘子關泉岩溶水系統內主要河流斷面地表水水質採用《地表水環境質量標准》（GB 3838—2002）對其進行評價的結果，除了桃河礦區以上的曉庄斷面和有娘子關岩溶泉水混入的綿河娘子關斷面能夠達到Ⅲ類外，多數為Ⅴ類或劣Ⅴ類水質。主要污染項目有氨氮、化學需氧量、生化耗氧量、氟化物等，此外與地下水值相關的污染物還有懸浮物、總硬度、硫酸鹽等。
表6-9 2011年地表水各監測斷面水質狀況表
續表
這些河水污染物不僅來自於煤礦排水，碎屑岩區的各城市生活污水（主要供水水源為娘子關泉水）以及其他工業污水都是重要來源。地表污水進入下游碳酸鹽岩裸露區形成大量滲漏導致岩溶地下水的污染。圖6-24是採用綜合指數法對陽泉市2004年岩溶水污染程度（共30個樣品，選用指標為：Cl-、、、HB、TDS、TFe、Pb2+、CN-、F-等9項）評價結果表明，重度污染（Pi=10～20）和嚴重污染（Pi＞20）的面積達到576km2和173km2，其分布范圍集中在盂縣-陽泉-平定-娘子關泉水的三角地帶，這一帶是桃河、溫河、南川河集中滲漏地帶。根據硫同位素分析結果，滲漏河段（溫河、南川河、桃河）沿線岩溶鑽孔地下水的δ34S值普遍與地表水相一致（表6-10）。例如，溫河水的δ34S為-4.1‰，沿岸東村和上董寨岩溶地下水的δ34S均為-2.4‰；桃河水的δ34S為8.8‰，桃河河谷附近白羊墅、龍庄和程家岩溶地下水的δ34S值依次為8.5‰、9.4‰和10.8‰，這顯示了河水與附近岩溶地下水聯系密切。
圖6-24 陽泉市岩溶地下水污染程度分區圖
表6-10 娘子關泉域岩溶水、桃河、溫河水硫同位素分析結果表
與此同時，河水中泥沙及粉煤灰沉積在滲漏河段，並吸附大量污染質，也成為岩溶水線狀污染源。根據我們對娘子關泉域內桃河、溫河、南川河、松溪河的河川淤積層與當地土壤層重金屬含量分析對比，淤積層中微量元素含量是土壤中含量的數倍到數十倍（表6-11），這些物質與河水一起滲入岩溶含水層成為一種污染源。娘子關泉水的水化學成分中銅、鉛都有所增加，無疑與河川沉積物污染有關。
表6-11 娘子關泉域河川淤泥與土壤的重金屬含量對比表 單位：10-6
3.點狀污染
碳酸鹽岩裸露區（或滲漏段上游）地表水庫污染、工業企業固體垃圾、生活垃圾都對岩溶地下水產生不同程度的污染。
由於岩溶水系統高度開放，造成嚴重污染的點污染事件也比較嚴重。例如，在娘子關泉域的平定張庄、鎖簧一帶，由於灰岩裸露區工業企業的廢渣、廢液就地入滲補給岩溶地下水，對岩溶地下水同樣造成了局部污染，鎖簧硫酸廠岩溶井水的總硬度和TDS分別為1180mg/L和1320mg/L，氨氮、亞硝酸根離子分別達到了63.4mg/L、0.31mg/L，分別是地下水飲用水水質Ⅴ類標準的127倍和3.1倍。河南焦作九里山泉域內平廣廠、工學院和崗庄水源地的深井，1989年監測的Cl-的含量均小於20mg/L。至2001年工學院井已經超過250mg/L，2002年礦務局水文隊井高達2135mg/L，到2003年又上升至2840mg/L，導致該井報廢。其直接原因是鑫安鹼渣尾礦庫直接建在碳酸鹽岩基岩上，庫區底部和邊壩均未做防滲處理，2001年後採用干法排灰，干法堆放後經天然降水的淋濾，污染物同樣滲入地下，污染地下水（潘國營，2000；楊濤，2008）。徐州市七里河岩溶供水水源地，總供水量35萬m3/d，2000年10月的監測資料表明，該市南郊水源地的岩溶水已受到了四氯化碳的污染。到2001年5月，水源地中53口水井中發現了四氯化碳，污染面積達17.5km2，井水中四氯化碳濃度最高達3909.2μg/L。經調查分析，污染源來自一農葯廠廢水入滲（韓寶平等，2004）。
與地表水一樣，不少建在碳酸鹽岩區的水庫也不同程度受到污染，成為岩溶地下水點狀污染源。三姑泉域內的任庄水庫建在馬家溝組頂部，為漏庫，日均滲漏量達到5926.8m3。1987年對其檢測評價為超Ⅴ類水，主要有總鐵、錳、COD、氨氮、碘超標，同年在其西側的巴公電廠岩溶地下水超標項中有HB、鐵、錳、碘。娘子關泉域大石門水庫坐落於南川河灰岩裸露地段，對岩溶地下水多年平均年補給量約為400萬m3，2003年對水庫水與水庫壩下岩溶地下水水質進行了分析對比（圖6-25），12項主要水化學組分含量（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、TDS、HB、、、Cl-、F-、、）的相關系數高達0.994。在20世紀80年代的淮北高越一帶，由於化肥廠污水排放導致該區岩溶水成為重度污染區，污染指數高達100。雖然點狀污染主要發生在局部地區，但隨著時間推移，污染暈將不斷擴大，引起更大范圍的地下水污染。
圖6-25 大石門水庫水與附近岩溶地下水常規離子相關圖
點狀污染危害比較大的是泉源區的污染，它缺少含水層對污染物的凈化降解過程，因此是直接的混合污染。朔州神頭泉、陽泉娘子關泉、長治辛安泉、靈丘水神堂泉、濟南趵突泉、棗庄十里泉、安陽珍珠泉的氨氮、細菌污染，無疑是與當地居民生活活動有關。
二、岩溶水文地質條件改變引起的污染
泉水斷流與區域水位下降將改變一些地區的岩溶水文地質條件。
在東部覆蓋型岩溶區，天然條件下岩溶地下水向上頂托補給鬆散層孔隙地下水，由於區域水位下降使得上覆鬆散層孔隙地下水向下反越流補給岩溶水。在唐山開平向斜北翼，煤礦開采疏干使得岩溶地下水位降到地面以下253.42m（2000年末水位），在礦井突水後判斷水源是否來自下伏奧陶系岩溶含水層的水化學標志之一是看其中硝酸鹽含量大小，其原因是農業施肥及生活污染的上覆鬆散層孔隙地下水補給岩溶水後，使得岩溶水中硝酸鹽含量增高。山東（如淄博辛店-南仇-大武水源地，棗庄丁庄水源地）很多地區岩溶水以及向斜盆地型岩溶水系統模式中硝酸根含量偏高的原因與此關系非常大。淮北市區開采前岩溶水水位一般高於孔隙水位1～2m，岩溶水頂托補給孔隙水，大量開采岩溶水後，岩溶水位降低，孔隙水進而越流補給岩溶水。開采致使地下水位急劇下降，開采中心水位已下降40m以上，地下水開采漏斗也迅速擴展，引發了一些不良環境地質問題，地下水質日益惡化，水中硬度和TDS呈逐年升高趨勢（王式成，2001）。
黑龍洞泉的季節性乾涸後，出現了釜陽河污水倒灌，使得岩溶水的含量由40mg/L增加到98mg/L，並出現鉻、鎘等中金屬的污染問題。
一些地區發生岩溶塌陷後，塌坑成為污水進入岩溶含水層的通道（照片6-2）。
照片6-2 山東棗庄岩溶塌陷坑成為岩溶水污染通道
三、水動力條件改變對岩溶水的污染
在岩溶含水層內部，由於水動力條件以及地球化學背景等因素，一些地區水質在近距離內相差較大，地下水開采形成的降落漏斗可加大不同水質水體混合並造成地下水的污染。
山西柳林泉群，由分布在三川河南、北兩岸的80多個泉點組成。雖然三川河寬不足300m，但大量水化學分析資料表明，南、北兩岸的泉點水化學特徵存在極大的差異性（表6-12），總體表現為「北咸南淡」的特徵，且泉口向西約5km沙曲一帶岩溶水TDS達11095mg/L。目前泉水流量已由20世紀80年代前的3.95m3/s下降到目前的1.07m3/s（2008年平均值），且自來水及柳林電廠在泉口附近（南岸一側）打井開采岩溶水，隨著水位下降、降落漏斗的擴展，必然會襲奪北岸「壞水」進入開采水源地從而改變岩溶水水質。
表6-12 三川河南、北岸柳林泉水水化學特徵對比表 單位：mg/L
娘子關泉域內陽泉市區水源地，到2004年已形成開采型漏斗（圖5-8），隨著漏斗擴大至下游碳酸鹽岩滲漏段後，受污染河水入滲補給岩溶地下水將進入降落漏斗從而引起水源地的污染（圖6-26）。
在岩溶地下水埋藏滯流區打井開采引起「好水」、「壞水」混合的事例也值得深思。在柳林泉域岩溶水系統內的陝西府谷橫溝為勘探煤田在黃河谷地內施工3眼井，其中最早一眼1979年完工，日出水量達到5329.5m3/d，30多年來一直自流不息，水的TDS卻由成井時的12150mg/L逐漸降低，2001年為8988.2mg/L，2004年為8809.85mg/L，到本工作調查時為6830.375mg/L（2008年11月）。無獨有偶，晉祠泉系統內，1977～1978年清徐縣建成平泉和梁泉兩處自流井群（照片5-3右），共14眼深井，最大自流量達1.03m3/s（到2006年全部斷流），自流井群是造成晉祠泉斷流的直接原因。1976年開采前該處的岩溶水TDS為1600mg/L，水溫25℃；開采後到1981年TDS為1270mg/L，1986年降至1077mg/L，水溫也隨之分別降到23.8℃和21℃，2006年這些自流井全部斷流，新鮮水無法抵達，於是水的TDS又開始升高，到2008年達到1317mg/L，水溫也升至23.5℃。而黑龍洞泉系統煤礦排水造成東部岩溶水淡化也是典型實例（圖5-22）。這種水質變好的實質是大量「好水」被襲奪，是改變水動力條件後造成岩溶水變相污染的現象。
圖6-26 陽泉市水源地開采型漏鬥引起岩溶地下水污染示意圖