1.7％；一般破坏区面积10113km2，占全省总面积的6.5％；影响区面积为7569 km2，占全省总面积的4.9％。 （2） 对岩溶大泉的影响
在泉域范围内采煤，不可避免地要对岩溶泉水的流量产生影响。如果开采煤层下伏及附近的岩溶水水位高于采空区标高，并有断裂破碎带、陷落柱及钻孔穿过采空区与下面的岩溶水相联通时，则可能出现下伏岩溶水的底板突水和侧向突水现象，这样不但疏干了煤系地层中的地下水，也使得下伏奥陶系岩溶水遭到一程度的破坏，从而直接影响溶大泉流量，例如郭庄泉流量减少、晋祠泉断流就和太原西山煤田的开采有直接关系。 （3） 对浅部含水层及供水水源地的影响
图3-2 煤矿开采对浅层地下水的影响
煤矿采空塌陷使覆岩产生了大量垂向张裂缝，有的裂缝直通地表，在地面形成地裂缝、地面塌陷。这些矿井、巷道、采空区及张裂缝成为采空区以上各类含水层中地下水快速漏失的通道，致使采空区以上各类含水层中地下水流入矿坑，随着矿坑水的疏干排放，造成采空区以上各类地下水含水层地下水位下降或被疏干。其直接后果是造成水利设施大量报废，地表植被死亡、粮食减产甚至绝收。
山西省主要矿区，每公顷耕地粮食减产约250kg，每年减少粮食产量约1.17×108kg。还引起泉水流量减少或断流，共影响井泉3218眼，水利工程433处，水库40座；输水管道793.890 m．导致近4000个村庄、1494948人口、218329头大牲畜饮水严重困难。2000年到2005年6年间，全省解决了因采煤漏水而缺水的2006个村95万人，而在此期间建设的饮水工程有625处因采煤破坏报废，8l个村37万人重新陷入饮水困难。在
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山西共有14个城市、42个县城位于采煤影响区，这些城市受到采煤漏水影响而削减的供水量为3．61×108 m3，有34个重要水源地受到煤炭开采的影响。
根据《山西省水利统计年鉴》的资料，20年前的1987年，全省的农村机井共84154眼，其中深井为22023眼，2005年的农村机井共90724眼，其中深井为35656眼，新增深井13633眼。加上城镇供水井，全省现状的深井已达44298眼。近20年来原有机井平均以每年2000眼的速度报废，现状40×108m3的地下水供水量中，浅层地下水供水量为10.7×108m3，只占26.7％，其余的73.3％都是中深层地下水和岩溶地下水。
由于采煤影响，致使现有的农村饮水工程不断报废，造成已解决饮水问题的农村重复出现饮水困难。据统计，2000年到2005年的六年建成的饮水工程中，因采煤漏水又造成饮水困难的村庄有8l个村、37万人。此外，打井深度的增加，不仅增加了工程建设投资，而且增加了井位选择和打井的难度，导致今后解决农村饮水问题更加复杂和艰巨。在现状条件下，打一眼800m深的机井大约需要三、四个月时间，投资在60万元以上。如果发生大旱，临时打井根本不能解燃眉之急。 3.1.2 地表水资源破坏情况
图3-3 矿区污水污染地表水
当采空区面积不断扩大，采空区导水裂隙带和地面沉陷范围也随之扩大，在局部地段，与地表水发生水力联系，地表水渗入地下或矿坑，因而使地表径流减少，水库蓄水量下降。在大同十里河，怀仁小峪河，朔州七里河，阳泉桃河，孝义兑镇河，左权清漳河，晋城长河等地均有此现象。
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3.2 水环境污染成因及防治对策
煤炭中一般都含有约0.3％～5％的硫。主要以黄铁矿形式存在，约占煤含硫量的21%。煤层开采后处于氧化环境，硫铁矿与矿井水和空气接触后，经过一系列的氧化、水解等反应．形成硫酸和氢氧化铁。使水体呈现酸性，即酸性矿井水。PH值低于6的矿井水称酸性矿井水。我县煤矿的矿井水pH值一般在2.5～5.8，有的达2.0。pH值低的原因与煤中含硫比例高有密切关系。酸性矿井水的形成对地下水造成了严重的污染，同时还会腐蚀管道、水泵、钢轨等井下设备和混凝土井壁，也严重污染地表水和土壤，使河水中鱼虾绝代。土壤板结。农作物枯萎，影响人体健康。
图3-4 矿井地下水中含有大量酸性物质 比如：硫
3.2.1 酸性矿井水的危害
矿井水的pH值低于6即具有酸性，对金属设备有一定的腐蚀性；pH值低于4即具有较强的腐蚀性，对安全生产和矿区生态环境产生严重危害。具体有以下几个方面：1．腐蚀井下钢轨、钢丝绳等煤矿运输设备。如钢轨、钢丝绳受pH值<4的酸性矿井水侵蚀，几天或几十天后，其强度会大大降低，可造成运输安全事故；2．探放pH值低的老空水，铁质拄水管道和闸门在水流冲刷下腐蚀很快，使放水失去控制而带来灾害；3．酸性矿井水中SO22-含量很高，与水泥中某些成分相互作用生成含水硫酸盐结晶。这些结晶在生成时体积膨胀。经测定，当SO22-生成CaS04·2H20时，体积增大一倍；形成MgS04·7H20时，体积增大43％；体积增大使混凝土构筑物结构疏松、强度降低而受到毁坏；4．酸性矿井水还是环境污染源。酸性矿井水排人河流，pH质小于4时,会使鱼类死亡；酸性矿井水排入土壤，破坏土壤的团粒结构，使土壤板结、农作物枯黄，产量降低，影响农业收入；
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酸性矿井水人类无法饮用，长期接触，可使人们手脚破裂，眼睛痛痒，通过食物链进入人体，影响人体健康。 3.2.2 酸性矿井水形成的原因
煤系地层大多形成还原环境，含黄铁矿(Fes2)的煤层形成于强还原环境。煤炭中一般都含有约0.3％～5％的硫，主要以黄铁矿形式存在，约占煤含硫量的2／3。煤层开采后处于氧化环境，硫铁矿与矿井水和空气接触后，经过一系列的氧化、水解等反应，生成硫酸和氢氧化铁，使水呈现酸性，即产生酸性矿井水。酸性矿井水形成的主要原因即发生的主要化学反应如下：
1．黄铁矿氧化生成游离硫酸和硫酸亚铁： 2FeS2+702+2H202===2H2S04+2FeS04
2．硫酸亚铁在游离氧的作用下转化为硫酸铁： 4FeS04+2H2S04+02====2Fe2(S04)3+2H20
3．在矿井水中，硫酸亚铁的氧化反应，有时也不一定需要硫酸： 12FeS2+302+6H2O，===== Fe2(S04)3+4Fe(OH)3
4．矿井水中硫酸铁，具有进一步溶解各种硫化矿物的作用： Fe2(S04)+MS+H20+3/202====MS04+2FeS04+ H2S04 5．硫酸铁在弱酸性水中发生水解而产生游离硫酸： Fe2(S04)3+6H2O===Fe(0H)+3H2S04
6．在矿井深部硫化氢含量高时，在还原条件下，含有硫酸哑铁的矿井水也能产生游离硫酸。
酸性矿井水的性质除与煤中含硫量有关外，还与矿井水涌水最、密闭状态、空气流通状况、煤层倾角、开采深度及面积，水的流动途径等地质条件和开采方法有关。矿井涌水量稳定，则水的酸性稳定；密闭差、空气流通良好，则水的酸性较强，Fe3+离子含量较多；反之．则酸性较弱，Fe3+离子较多；开采越深，煤的含硫量越高；开采面积越大。水的流经途径越长．则氧化、水解等反应进行得越充分。水的酸性越强，反之则弱。
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3.2.3 酸性矿井水的预防与治理 （1） 酸性矿井水的预防。
根据酸性矿井水形成的条件和原因，可以从减源、减量、减时等二个方面进行预防或减轻其危害程度。
① 减源：捡选利用造酸矿物，化害为利。煤矿床的主要造酸矿物时夹杂在煤层中的黄铁矿结核和煤本身的含硫量。煤的开采率低、残留煤柱或浮煤丢失多，黄铁矿结核废弃在井下采空区中，被积水长期浸泡，是产生酸性水的重要根源。减少工作面丢失的浮煤、积极捡选利用黄铁矿结核，能减少产生酸性水的物质。拦截地表水，减少渗入量。例如回填矸石，控制顶板，防止地面水沿塌陷裂隙浸入老空区。在井下，特别是废弃封闭井巷处，对矿井水施放适量的抑菌剂，抑制或杀灭微生物的活性，或者减少矿井水中微生物的数量，通过降低微生物对硫化物的有效作用，达到控制酸性矿井水生成的目的。
② 减少排水量：设立专门排水系统，集中排酸性水，在地表拦蓄起来，使其蒸发、浓缩，而后加以处理，免除污染。
③ 减少排放酸性水的时间：减少矿井水在井下的停留时间，可在一定程度上降低微生物对煤中硫化物的氧化作用。从而有助于减少酸性矿井水的形成。对含黄铁矿多、硫分高，地表水渗漏条件又好的浅部煤层，或已形成强酸性水的老窖积水区。在开拓布局上要权衡利弊，统筹安排，在矿井前期不予开采或探放，留待矿井水末期处理，避免长期排放酸性水。
（2） 酸性矿井水的治理。
在一定地质条件下，酸性水中的硫酸可与钙质岩石或其它基性矿物发生中和反应而降低酸度。用烧碱作中和剂，用量少，污泥生成也少，但水的总硬度往往很高。虽降低了水的酸度，但增加了硬度，而且成本高，现已基本不用。目前，处理方法有以石灰乳为中和剂的方法、石灰石行为中和剂的方法以及石灰石——石灰法、微生物法和湿地处理法。石灰乳中和剂处理法适用于处理酸性较强、涌水量较小的矿井水；打灰石——石灰法适用于各种酸性矿井水，尤其是当酸性矿井水中的Fe3+离子较多时适用，还可以减少石灰用量；微生物法基本原理时应用氧化铁细菌进行氧化除铁，此菌能从水生环境中摄取铁，然后以氢氧化铁形式把铁沉淀子在它们的粘液分泌物中，时酸性水的低铁转化为高铁沉淀出来，然后再用石灰石中和游离硫酸，可降低投资，减少沉渣。
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