一种评估废弃矿井酸性涌水环境污染风险的方法技术

本发明专利技术提供了一种评估废弃矿井酸性涌水环境污染风险的方法，包括以下步骤：步骤1：分析影响废弃矿井酸性涌水对环境产生污染的指标，筛选出关键指标；步骤2：根据Saaty9级标度法对计算步骤1中各关键指标的权重；步骤3：对步骤1中各关键指标进行评分；步骤4：根据步骤2和步骤3的结果计算目标废弃矿井的综合得分，分值越大，其风险等级越高，分值越小，风险等级越低。本发明专利技术中，根据其最终的计算值，得出不同废弃矿井的风险值的高低，以“高治、中控、低防”的总体思路，充分利用有限的现有资源对现有的废弃矿井进行治理。废弃矿井进行治理。废弃矿井进行治理。

【技术实现步骤摘要】
一种评估废弃矿井酸性涌水环境污染风险的方法


[0001]本专利技术属于废弃矿井处理
，涉及一种评估废弃矿井酸性涌水环境污染风险的 方法。

技术介绍

[0002]我国煤炭资源枯竭、资源整合以及淘汰落后产能等指标，我国关闭了大量煤矿，在煤 矿关闭停止抽排地下水后，矿井水位将快速回弹，地下水通过矿井周围的导水裂隙进入矿 井巷道，产生矿井积水现象，巷道中的积水与煤矿伴生的含硫矿物接触，在空气、水和微 生物的作用下，发生溶侵、氧化、水解等复杂的水岩反应过程，产生带有大量酸性矿山废 水(Acid mine drainage，简称AMD)，这些酸性矿山废水进入矿井巷道，通过矿井井口 排入到地表水中，进而造成周围地表水污染。
[0003]当前西南矿区酸性矿山废水污染防治主要针对不同污染程度矿井主要采用封堵为主 的措施，未根据环境风险大小进行针对性的治理，造成了极大的人力和财力浪费。当前由 于环保治理经费紧缺，不可能对所有存在酸性矿井涌水的矿井都进行全面治理，因此有必 要针对西南地区煤矿开展环境风险评估，针对环境风险评估结果，采用高治、中控、低防 的总体防控思路因地制宜开展酸性矿井水污染防控工作。
[0004]西南地区矿物种类众多，总量丰富，采矿历史长，矿物利用程度高。同时该地区碳酸 盐岩广泛分布，碳酸盐岩是形成岩溶地貌的基础。与平原区相比，西南地区地形复杂、地 貌破碎，表面保护层较薄，地下水类型以碎屑岩类裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水为主， 酸性矿井涌水水量大，水质复杂，涌水点位分布呈点多面广的总体特征，这些矿井涌水一 般通过矿井井口沿地表天然沟谷或人工沟渠进入周围河流等地表水体，对周围河流等地表 水体影响较大，严重威胁了周围居民的生产和生活用水安全。
[0005]在众多关于矿区地下水污染风险评估的研究中，目前的对酸性矿山废水环境风险评估 研究多集中在地下水脆弱性、地下水价值等方面，采用的评价方法众多。但这些方法未考 虑到西南地区独特的岩溶环境和水文地质条件，且很少有从整个矿区角度出发并同时考虑 地表水、地下水、沉积物的总体风险进行量化的风险评估，现有的风险评价体系和评价模 型不适用于西南地区废弃酸性矿井涌水污染风险评估，因此应将评估理论和方法进一步深 化，使其能适应不同的空间尺度，满足复杂水文地质条件下矿区地下水重金属污染防控的 管理要求。当前进行环境风险评估前要首先明确风险的三个重要指标：其一就是风险来源， 其二就是环境风险暴露的途径，其三则是环境风险的主要受体。
[0006]在合理借鉴国内外关于地下水污染风险评价的相关研究成果的基础上，综合考虑“污 染源
‑
污染途径
‑
污染受体”的总体思路来构建指标体系，但这些研究多集中在平原区，且 主要考虑地下水污染。针对西南岩溶地区，水文地质条件复杂，矿井涌水主要通过矿井井 口进入地表水造成地表水污染，尚未建立一套行之有效的风险评估方法。因此基于“污染 源
‑
污染途径
‑
污染受体”的思想，在废弃煤矿闭坑机理研究的基础上，结合矿区特殊水文 地质条件，综合考虑污染源产生驱动力、矿井涌水状态、环境敏感性响应三个指标综合
评 估矿区环境风险，为废弃煤矿酸性矿井水污染进一步整治和管控提供技术支撑进而保障矿 区水环境安全。
[0007]通过前人对废弃矿井酸性水风险评估的整体思路进行归纳总结，在分析西南地区特殊 的地形地貌、沉积环境和水文地质条件，矿井酸性水产生后进入地下水的概率较小，更多 的则是沿优势排泄通道(矿井巷道)排泄进入到河流等地表水环境中，对环境敏感水体造 成威胁，造成河流等地表水体污染。因此，在考虑酸性矿井涌水对环境造成的风险时，应 综合考量酸性水产生、释放对地表水和水系沉积物等环境指标造成的影响，进而更为精准 地描述酸性矿井涌水环境综合风险。
[0008]当前酸性矿井涌水治理没有侧重点，无针对性，造成了极大的财力人力浪费，由于不 同矿井对环境影响不同，在现有条件下缺乏一种对西南地区煤矿环境综合风险评估方法， 有必要构建一套针对性的风险评估指标体系，在分析酸性水产生及释放可能性的同时综合 考虑废弃煤矿所在区内的水体功能区划分布，以“高治、中控、低防”的总体思路，进而为 针对性的采取“一矿一策”、“一硐一策”的综合防控提供理论指导。

技术实现思路

[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种评估废弃矿井酸性涌水环境污染风险的方 法，其对废弃矿井进行评分，判断其风险等级，对其选择合适的处理方式，将有限的资源 用于对风险更高的废弃矿井进行处理。
[0010]本专利技术所采用的技术方案是：一种评估废弃矿井酸性涌水环境污染风险的方法，包括 以下步骤：
[0011]步骤1：分析影响废弃矿井酸性涌水对环境产生污染的指标，筛选出关键指标；
[0012]步骤2：根据Saaty9级标度法对计算步骤1中各关键指标的权重；
[0013]步骤3：对步骤1中各关键指标进行评分；
[0014]步骤4：根据步骤2和步骤3的结果计算目标废弃矿井的综合得分，分值越大，其风 险等级越高，分值越小，风险等级越低；
[0015]所述步骤1中，关键指标包括三个一级指标：污染源产生驱动力指标、矿井涌水状态 指标、环境敏感性响应指标，
[0016]三个所述一级指标进一步细分为多个二级指标：所述污染源产生驱动力指标细分为含 水层相对废弃矿井的位置关系、煤层主要含水层厚度、煤层含水层渗透系数、矿硐氧化还 原状态、水岩作用强度、矿井开采规模；所述矿井涌水状态指标细分为矿井涌水水质类型、 水质复杂程度、水量；所述环境敏感性响应指标细分为河流混合过程长度、对河流附加影 响、沉积物生态危害指数、水体功能区划程度分级。
[0017]步骤2中，对所述一级指标计算其权重，对由一级指标细分的指标均计算其权重。
[0018]步骤3中，经过专利技术人的大量实验，制定了如下表所示的针对各关键指标进行评分且 较为准确、合理的评分表：
[0019][0020]步骤4中，首先由二级指标的权重和评分计算三个一级指标的分值，后根据三个一级 指标的分值和权重计算废弃矿井酸性涌水对环境产生污染的风险的分值。
[0021]对于现有堵漏技术，本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术从酸性矿井涌水污染的所有可能的环节与因素中的“污染源产生驱动因素、矿 井涌水状态因素、环境敏感性响应因素”三大风险要素出发，某一风险指标的风险水平都 将作用于煤矿闭坑后酸性矿井涌水排至地表对环境体系产生的影响，依据煤矿生产及封井 回填等主要依据的规范文件条例要求，结合矿井涌水排出后对环境敏感受体产生的影响以 及相应的的安全监管手段，形成一套通用的酸性矿井涌水风险的基础指标体系。
[0023]由于各闭坑煤矿的水文地质条件、矿井开采规模、闭坑时间、矿井涌水量等因素不一， 在应用提出指标体系于实际酸性矿井涌水风险评价中时，应根据实际情况增减指标或调整 指标定义方式，建立完善三要素的风险指标体系，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估废弃矿井酸性涌水对环境污染风险的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：分析影响废弃矿井酸性涌水对环境产生污染的指标，筛选出关键指标；步骤2：根据Saaty9级标度法对计算步骤1中各关键指标的权重；步骤3：对步骤1中各关键指标进行评分；步骤4：根据步骤2和步骤3的结果计算目标废弃矿井的综合得分，分值越大，其风险等级越高，分值越小，风险等级越低；所述步骤1中，关键指标包括三个一级指标：污染源产生驱动力指标、矿井涌水状态指标、环境敏感性响应指标，三个所述一级指标进一步细分为多个二级指标：所述污染源产生驱动力指标细分为含水层相对废弃矿井的位置关系、煤层主要含水层厚度、煤层含水层渗透系数、矿硐氧化还原状态、水岩作用强度、矿井开采规模；所述矿井涌水状态指标细分为矿井涌水水质类型、水质复杂程度、水量；所述环境敏感性响应指标细分为河流混合过程长度、对河流附加影响、沉积物生态危害指数、水体功能区划程度分级。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，对所述一级指标和二级指标均计算其权重。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述对各关键指标的评分如下：所述对各关键指标的评分如下：4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，首先由二级指标的权重和评分计算三个一级指标的分值，后根据三个一级指标的分值和权重计算废弃矿井酸性涌水对环境
产生污染的风险的分值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4中，污染源产生驱动力指标的得分值PF的计算公式如下所示：PF＝AW
w
×
AW
R
+AT
w
×
AT
R
+PC
w
×
PC
R
+RS
w
×
RS
R
+WR
w
×
WR
R
+M
w
×
M
R
式中AW
W
、AW
R
‑‑
分别为含水层相对废弃矿井的位置关系评分值和权重；AT
W
、AT
R
‑‑
分别为煤层主要充水含水层厚度评分值和权重；PC
W
、PC
R
‑‑
分别为煤层含水层渗透系数评分值和权重；RS
W
、RS
R
‑‑
分别为矿井内氧化还原状态评分值和权重；WR
W
、WR
R...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国，关玙，李波，罗天烈，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：