陜西省榆林市地處陜甘寧蒙晉五省交界，黃河“幾”字彎中心，位于烏素沙地與黃土高原過渡地帶，是黃河入陜第一站。記者跟隨國家黃河中心“生態(tài)環(huán)境專家黃河行”調(diào)研組來到榆林，沿著高速公路疾馳而過，可以看到一家家煤礦企業(yè)在道路兩旁佇立。榆林是典型的煤炭資源型城市，具備得天獨厚的采煤條件。

“榆林煤礦有三個優(yōu)勢：一是煤礦儲量大，二是埋深淺，大概一百米左右，三是煤質(zhì)好。”榆林市駐點科技幫扶工作組負責人、黃河流域局監(jiān)測與科研中心高級工程師郭豪說道。截至目前，榆林市生產(chǎn)煤礦176座，在建煤礦59座，可大致分為榆神、榆橫、神府三大礦區(qū)。2022年，榆林全市生產(chǎn)原煤5.8億噸，分別占全省、全國產(chǎn)量的78.2%和13%。
 

良好的采煤條件給榆林市帶來了豐富的煤礦資源與快速的經(jīng)濟發(fā)展，但在煤礦開采“欣欣向榮”的景象背后，是榆林在長期的煤礦開采中積累下不少生態(tài)環(huán)境問題。部分煤礦集中分布在窟野河、無定河等黃河一級支流源頭水源涵養(yǎng)區(qū)，煤炭資源大規(guī)模開發(fā)導(dǎo)致大量礦井疏干水排放，每年礦井涌水量約2.7億m3，由此帶來地下水位下降、水體污染、地表徑流衰減等問題。作為國家級的煤炭能源基地，榆林市煤炭開采的腳步無法停下，但對水資源、生態(tài)系統(tǒng)的保護更是關(guān)系未來發(fā)展的長遠大計。因此，榆林必須踏上“保水采煤”的道路。

采煤如何保地下水？

在榆神礦區(qū)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的典型表現(xiàn)為：煤層在底下，煤層之上覆有基巖，在基巖之上則相繼是新近系保德組紅土層及第四系松散含水層。含水層在煤層之上，當進行煤炭開采時，煤層會產(chǎn)生導(dǎo)水裂隙帶，若基巖厚度不足，導(dǎo)水裂隙帶會一直往上延伸至含水層，水最終就會順著裂縫流到采煤區(qū)，造成地下水位下降、地層垮塌等后果。地下水滲漏進煤層是煤礦生產(chǎn)普遍存在的問題，在實際操作中多數(shù)采用限高限厚開采、采前疏排基巖頂部含水層中潛水的方法來避免水滲漏進煤層。

但第四系松散含水層作為地下水，同樣對維持地表植被生態(tài)環(huán)境健康，保持當?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定、居民正常生活起到至關(guān)重要作用。從可持續(xù)發(fā)展的角度看，將水排出實際上造成了水資源的浪費。因此，榆神礦區(qū)的曹家灘煤礦將目光落到了“保德組紅土層”之上。保德組紅土層的連續(xù)沉積及阻水性能能夠有效阻斷第四系松散含水層地下水進入井下，對紅土層薄弱部分進行注漿修復(fù)，既可以阻擋水的向下滲透，也可以不用向外排水，造成浪費。

據(jù)國家煤礦水害防治工程技術(shù)研究中心人員介紹，曹家灘煤礦紅土墊層缺失及采動劣化區(qū)隔水再造修復(fù)項目，選取曹家灘煤礦12盤區(qū)西翼07、09面切眼煤層采動劣化及保德紅土缺失區(qū)為試點，面積約為95200m2，通過水文地質(zhì)條件分析及勘探，該項目最終確定采用第四系松散層墊層再造及基巖次生裂隙定向封堵聯(lián)合治理技術(shù)。考慮地層本身具備不均勻的特點，團隊以“水平孔+垂直孔+側(cè)向水平孔”的方式注入黏土水泥漿，通過三段注漿互相補充，形成有效止水帷幕。注漿修復(fù)形成隔水層后，井下閉墻放水量累計下降80%，每年的排水總費用將減少1471.68萬元。

修補紅土墊層雖然可以做到在采煤的同時保水，但存在一個關(guān)鍵的問題：成本極高。95200m2的試點區(qū)造價就要達到4700萬元左右，而榆神礦區(qū)紅土墊層缺失面積高達2597.23km2，其成本可謂天價。國家黃河中心特邀專家、北京師范大學教授王紅旗表示：“修補紅土墊層是一個很好的想法，它可以作為一個科研項目，但在近十幾年內(nèi)，按照目前的技術(shù)，成本問題還是會對其真正落地產(chǎn)生較大限制。”

郭豪也坦言成本是一個不得不考慮的問題，但他認為目前在修補紅土墊層缺失這一塊的工藝比較成熟，隨著技術(shù)的發(fā)展，成本會漸漸下降。他表示，目前陜西神木市神東煤炭集團也在計劃開展同類項目的試驗，對于榆林礦區(qū)來說，這些都是必須去做的事。

涌出來的礦井疏干水該怎么辦？

保水采煤是煤炭礦區(qū)努力達到的目標，但對于那些尚未能實現(xiàn)該技術(shù)的煤炭礦區(qū)而言，已經(jīng)從井下排出來的礦井水又該怎么處理？礦井水是指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中流向井筒和工作面的水，這些水來自大氣降水、地表水、地下水等，在煤炭開采過程中，水與煤層、巖層接觸，產(chǎn)生了物理、化學和生化反應(yīng)，水中常含有懸浮物、有機污染物等。

雖然礦井水水質(zhì)存在一定的問題，但榆林礦井年涌水量約2.74億m3，對于缺水的黃河流域地區(qū)而言，這兩億多立方米的水斷然不能白白浪費；同時，礦井水實際上也是一種地下水，它對區(qū)域仍具有一定的供水意義。因此，榆林市政府計劃建設(shè)礦井疏干水綜合利用工程網(wǎng)約713公里，截至今年5月底，已建成管網(wǎng)533公里。

在榆橫工業(yè)園區(qū)榆龍大道北側(cè)，一座白色墻體的匯流塔佇立在此。這座匯流塔匯集了來自榆橫礦區(qū)小紀汗、大海則等5座煤礦的疏干水，未來還將涌入其他三座煤礦的疏干水。在匯水塔旁，水池管理站里有一塊巨大的電子屏幕，屏幕上呈現(xiàn)著匯集而來的疏干水水質(zhì)情況，各項數(shù)據(jù)一目了然。煤礦在礦區(qū)內(nèi)自行處理疏干水，然后疏干水被統(tǒng)一收集于匯流塔中，再通過管道點對點、有計劃地將疏干水分配給廠區(qū)使用、農(nóng)田灌溉、生態(tài)補給等，以此實現(xiàn)疏干水的再利用。“這個項目的價值在于能對疏干水進行監(jiān)測與再分配，但問題也在于，目前這一工程還不具備來水處理的工藝。”國家黃河中心調(diào)研組專家說道。
 

圖為匯流塔
 

礦井疏干水由于與煤層產(chǎn)生接觸，常具有含鹽量高、含氟量高的特點，如果不加以處理直接排放可能會對生態(tài)環(huán)境造成一定影響。礦井疏干水的處理工藝還比較簡單，常規(guī)的處理方式是混凝沉淀；比較麻煩的是含鹽量高的礦井疏干水，當涉及脫鹽部分時就不得不考慮成本問題及水體蒸發(fā)后雜鹽的處理。目前，黃河流域局監(jiān)測與科研中心已向榆林市政府提出統(tǒng)一收集處理礦井疏干水的建議，下一步該怎么走還需榆林市進一步規(guī)劃。

成本問題固然會成為煤礦企業(yè)走綠色發(fā)展道路一個必須考量的因素，在經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護之間，如何平衡、相互促進是煤礦企業(yè)需要一直思考的課題。