陕西省榆林市地处陕甘宁蒙晋五省交界，黄河“几”字弯中心，位于乌素沙地与黄土高原过渡地带，是黄河入陕第一站。记者跟随国家黄河中心“生态环境专家黄河行”调研组来到榆林，沿着高速公路疾驰而过，可以看到一家家煤矿企业在道路两旁伫立。榆林是典型的煤炭资源型城市，具备得天独厚的采煤条件。“榆林煤矿有三个优势：一是煤矿储量大，二是埋深浅，大概一百米左右，三是煤质好。”榆林市驻点科技帮扶工作组负责人、黄河流域局监测与科研中心高级工程师郭豪说道。截至目前，榆林市生产煤矿176座，在建煤矿59座，可大致分为榆神、榆横、神府三大矿区。2022年，榆林全市生产原煤5.8亿吨，分别占全省、全国产量的78.2%和13%。
良好的采煤条件给榆林市带来了丰富的煤矿资源与快速的经济发展，但在煤矿开采“欣欣向荣”的景象背后，是榆林在长期的煤矿开采中积累下不少生态环境问题。部分煤矿集中分布在窟野河、无定河等黄河一级支流源头水源涵养区，煤炭资源大规模开发导致大量矿井疏干水排放，每年矿井涌水量约2.7亿m3，由此带来地下水位下降、水体污染、地表径流衰减等问题。作为国家级的煤炭能源基地，榆林市煤炭开采的脚步无法停下，但对水资源、生态系统的保护更是关系未来发展的长远大计。因此，榆林必须踏上“保水采煤”的道路。
采煤如何保地下水？
在榆神矿区，地质结构的典型表现为：煤层在底下，煤层之上覆有基岩，在基岩之上则相继是新近系保德组红土层及第四系松散含水层。含水层在煤层之上，当进行煤炭开采时，煤层会产生导水裂隙带，若基岩厚度不足，导水裂隙带会一直往上延伸至含水层，水最终就会顺着裂缝流到采煤区，造成地下水位下降、地层垮塌等后果。地下水渗漏进煤层是煤矿生产普遍存在的问题，在实际操作中多数采用限高限厚开采、采前疏排基岩顶部含水层中潜水的方法来避免水渗漏进煤层。
但第四系松散含水层作为地下水，同样对维持地表植被生态环境健康，保持当地工农业生产稳定、居民正常生活起到至关重要作用。从可持续发展的角度看，将水排出实际上造成了水资源的浪费。因此，榆神矿区的曹家滩煤矿将目光落到了“保德组红土层”之上。保德组红土层的连续沉积及阻水性能能够有效阻断第四系松散含水层地下水进入井下，对红土层薄弱部分进行注浆修复，既可以阻挡水的向下渗透，也可以不用向外排水，造成浪费。
据国家煤矿水害防治工程技术研究中心人员介绍，曹家滩煤矿红土垫层缺失及采动劣化区隔水再造修复项目，选取曹家滩煤矿12盘区西翼07、09面切眼煤层采动劣化及保德红土缺失区为试点，面积约为95200m2，通过水文地质条件分析及勘探，该项目最终确定采用第四系松散层垫层再造及基岩次生裂隙定向封堵联合治理技术。考虑地层本身具备不均匀的特点，团队以“水平孔+垂直孔+侧向水平孔”的方式注入黏土水泥浆，通过三段注浆互相补充，形成有效止水帷幕。注浆修复形成隔水层后，井下闭墙放水量累计下降80%，每年的排水总费用将减少1471.68万元。
修补红土垫层虽然可以做到在采煤的同时保水，但存在一个关键的问题：成本极高。95200m2的试点区造价就要达到4700万元左右，而榆神矿区红土垫层缺失面积高达2597.23km2，其成本可谓天价。国家黄河中心特邀专家、北京师范大学教授王红旗表示：“修补红土垫层是一个很好的想法，它可以作为一个科研项目，但在近十几年内，按照目前的技术，成本问题还是会对其真正落地产生较大限制。”
郭豪也坦言成本是一个不得不考虑的问题，但他认为目前在修补红土垫层缺失这一块的工艺比较成熟，随着技术的发展，成本会渐渐下降。他表示，目前陕西神木市神东煤炭集团也在计划开展同类项目的试验，对于榆林矿区来说，这些都是必须去做的事。
涌出来的矿井疏干水该怎么办？
保水采煤是煤炭矿区努力达到的目标，但对于那些尚未能实现该技术的煤炭矿区而言，已经从井下排出来的矿井水又该怎么处理？矿井水是指在矿井建设和生产过程中流向井筒和工作面的水，这些水来自大气降水、地表水、地下水等，在煤炭开采过程中，水与煤层、岩层接触，产生了物理、化学和生化反应，水中常含有悬浮物、有机污染物等。
虽然矿井水水质存在一定的问题，但榆林矿井年涌水量约2.74亿m3，对于缺水的黄河流域地区而言，这两亿多立方米的水断然不能白白浪费；同时，矿井水实际上也是一种地下水，它对区域仍具有一定的供水意义。因此，榆林市政府计划建设矿井疏干水综合利用工程网约713公里，截至今年5月底，已建成管网533公里。
在榆横工业园区榆龙大道北侧，一座白色墙体的汇流塔伫立在此。这座汇流塔汇集了来自榆横矿区小纪汗、大海则等5座煤矿的疏干水，未来还将涌入其他三座煤矿的疏干水。在汇水塔旁，水池管理站里有一块巨大的电子屏幕，屏幕上呈现着汇集而来的疏干水水质情况，各项数据一目了然。煤矿在矿区内自行处理疏干水，然后疏干水被统一收集于汇流塔中，再通过管道点对点、有计划地将疏干水分配给厂区使用、农田灌溉、生态补给等，以此实现疏干水的再利用。“这个项目的价值在于能对疏干水进行监测与再分配，但问题也在于，目前这一工程还不具备来水处理的工艺。”国家黄河中心调研组专家说道。
图为汇流塔
矿井疏干水由于与煤层产生接触，常具有含盐量高、含氟量高的特点，如果不加以处理直接排放可能会对生态环境造成一定影响。矿井疏干水的处理工艺还比较简单，常规的处理方式是混凝沉淀；比较麻烦的是含盐量高的矿井疏干水，当涉及脱盐部分时就不得不考虑成本问题及水体蒸发后杂盐的处理。目前，黄河流域局监测与科研中心已向榆林市政府提出统一收集处理矿井疏干水的建议，下一步该怎么走还需榆林市进一步规划。
成本问题固然会成为煤矿企业走绿色发展道路一个必须考量的因素，在经济发展与生态保护之间，如何平衡、相互促进是煤矿企业需要一直思考的课题。
来源：中国环境APP
