煤炭开采避免破坏地下水
“挖了一山煤，流了一河水”，这是很多煤炭开采集中地区的现状写照，大规模、高强度地开采煤炭资源，也给当地的地下水资源带来巨大破坏。如何减少采煤过程中对生态环境的破坏，保护地下水资源是一个重要课题。
日前，中国煤炭工业协会组织专家组对中国煤炭科工集团天地科技股份有限公司编制完成的《陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿充填开采可行性研究报告》(以下简称《报告》)进行了评审。由中国科学院院士宋振骐担任组长的专家组认为，报告提出采用充填开采的采煤方法对煤矿保水开采的技术应用和发展具有重大意义，有利于保护矿区生态环境，《报告》可作为煤矿充填开采设计的依据。
榆阳煤矿位于毛乌素沙漠南缘，沙漠覆盖率在70％以上，土地贫瘠，植被条件差，区域内生态系统自身调节能力差，生态环境十分脆弱。据介绍，当地干旱、大风、沙尘暴和霜冻等自然灾害频繁，水资源极为珍贵。榆林市水资源总量只有322.9km3，仅是全国平均水平的43％。当地地下水的蕴藏较浅，一般为数米到数十米，而煤炭开采基本在地面下50～200米处，这种“浅埋深、薄基岩、后风积沙”条件下，进行垮落法开采很容易使地下水均衡系统遭到破坏，导致井泉底漏，对区域生态环境造成严重影响，甚至造成矿井水灾。
业内专家告诉记者，在浅埋深、薄基岩的地质条件下进行垮落法开采，必将造成严重的地表塌陷，影响地面建筑物的正常使用，而充填开采是减少地面沉降的有效方式之一。
所谓充填开采是随着回采工作面的推进，向采空区送入矸石、沙或以其为骨料制成的胶结充填材料，以便进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采的新型采矿技术，能有效控制地面塌陷，保护地表环境。充填开采技术已被许多国家长期应用，我国冶金矿山中充填开采的应用率达到75％。我国的煤矿在20世纪70年代曾进行了多个充填开采的实践，比如抚顺胜利矿利用密实水砂充填进行城市下巨厚煤层开采，取得了较好的效果。近年来，华东、华北矿区部分煤矿也进行了成功应用，但规模均较小，在生产矿井应用较少。
但是，充填开采最大的缺点就是会提高企业的生产成本。充填成本与选用的充填材料、充填工艺和回收煤量等密切相关。根据目前已有的统计结果，吨煤增加的充填成本为50～120元。
实施充填开采的关键之一就是充填材料，而且充填材料的费用是构成充填成本的主要部分。因此，充填材料的选取应遵循就地取材、大量分布、成本低廉和满足性能要求的原则。通过调研和试验，天地科技股份有限公司决定在榆阳煤矿采用风积砂高水膨胀材料的填充方式。据介绍，在将地表风积砂采取之后，可通过适当的土地复垦手段将这些地方变为可利用的土地，有效增加当地的耕地、林地面积。
专家组通过审议认为，相关方应进一步研究充填材料的配比和性能，同时建议政府相关部门要加大对采煤充填的政策支持力度，在取砂许可、税费减免和土地利用等方面给予政策支持。