煤礦礦區(qū)生態(tài)破壞現(xiàn)狀及生態(tài)恢復(fù)

羅嬌贏 郭一

摘 要:長期以來,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致人們對礦產(chǎn)資源的利用日益增多。由此而引發(fā)的礦區(qū)地表塌陷、水土資源流失、固體廢棄物大量遺棄、水資源遭受污染、生物多樣性減少等諸多生態(tài)環(huán)境問題,這一問題已成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素?；诨謴?fù)生態(tài)學(xué)的基本理論,提出相應(yīng)生態(tài)恢復(fù)措施。

關(guān)鍵詞:煤礦礦區(qū)生態(tài)破壞生態(tài)恢復(fù)

中圖分類號:TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0130-01

礦山生態(tài)系統(tǒng)是退化的生態(tài)系統(tǒng),以礦山開采區(qū)域?yàn)橹饕难芯繉ο?。其特征主要表現(xiàn)在水土流失、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染、植被破壞和景觀影響等方面[1]。

1 礦產(chǎn)資源開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境的影響

1.1 地表塌陷

我國煤礦開采用井工開采,在煤礦開采過程中,隨著煤層開采的推進(jìn),煤層上覆巖層逐漸垮落,造成地面下沉。

地表變形造成水土流失,土壤肥力下降,致使農(nóng)作物減產(chǎn)。塌陷造成土層松動,極易使低山丘陵區(qū)的土地發(fā)生滑坡和水土流失。地面的塌陷改變了土地條件及其資源價(jià)值,使得大面積的土地喪失使用價(jià)值。造成了農(nóng)林業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)損失;破壞了林草綠地生存環(huán)境,降低了植被覆蓋率;同時(shí),塌陷區(qū)改變了區(qū)域的水系格局,在一定程度上干擾了水循環(huán)[2]。

1.2 煤炭開采對水資源的影響

煤炭開采會對水資源產(chǎn)生一定的影響,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:一是煤礦地下開采過程中,巷道穿過地下含水層,阻斷了自然的地下水循環(huán),破壞了地下水的自然補(bǔ)給平衡,導(dǎo)致地下水位下降。二是伴隨煤礦開采會產(chǎn)生大量的酸性礦井涌水,使地下水變?yōu)榈V井水。三是煤矸石淋濾對地表水、地下水的污染。

1.3 固體廢物堆存

煤礦在生產(chǎn)、加工過程中排放大量矸石,越是煤炭精加工,排矸量就越大,矸石外排使礦區(qū)部分農(nóng)田被占用,形成高大的矸石山,占用大量的土地空間。矸石山長期在室外堆放,風(fēng)吹雨淋極易于風(fēng)化成較細(xì)顆粒,從而使空氣顆粒物含量增加,空氣質(zhì)量下降。而且矸石山有一定的含碳量,在太陽照射下達(dá)到一定的積溫后會自燃現(xiàn)象,放出大量CO2、CO、SO2、H2S和NOx等有害氣體。更為重要的是,矸石中的有毒元素和重金屬元素可能通過雨水淋濾進(jìn)入水域和滲入土壤,參與到水循環(huán)和食物鏈中,從而造成環(huán)境破壞和影響人體健康[3]。

1.4 自然景觀破碎

采礦活動中的露天開采和井下開采都會造成自然景觀的破壞,露天開采會砍伐樹木、破壞植被和表土。井下開采會造成采空區(qū),導(dǎo)致地表塌陷,引發(fā)地貌和生態(tài)景觀的破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國因采礦直接破壞的森林面積累計(jì)達(dá)106×l04hm2,破壞草地面積達(dá)26.3×104hm2。

2 礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)理論基礎(chǔ)

恢復(fù)生態(tài)學(xué),是從20世紀(jì)80年代開始發(fā)展的,隸屬于生態(tài)學(xué),主要是以退化的生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,通過選擇和確定目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)、引進(jìn)外來物種和利用工程方法、重建恢復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)[4]。礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是針對采礦活動引起的礦區(qū)生態(tài)退化,有計(jì)劃的重整地形和表土,采取適宜的植被修復(fù)和其他適宜的土地利用方式,使其生態(tài)恢復(fù)平衡的過程。

3 礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)措施

3.1 減少土地塌陷

為減輕由于煤層開采產(chǎn)生的地表塌陷,在開采技術(shù)上可以采取減少煤炭采出,或者對采空區(qū)加以充填。開采方法有房柱式開采、條帶式開采和分層間歇式開采。

房柱式采煤方法是將被開采的煤層劃分為10m左右寬的煤房和煤柱,煤房的寬度略大于煤柱,使留下來的煤柱支撐頂板和上覆巖層,從而使地表產(chǎn)生較小的移動和變形。

條帶開采方法是將被開采的煤層劃分為若干個(gè)條帶,采一條,留一條。該方法與房柱式同屬于部分開采方法。

分層間歇開采技術(shù)是把厚煤層傾斜分層或水平分層,把各層之間的開采間隔加長。

對于已經(jīng)形成塌陷的礦坑可采用矸石充填和電廠粉煤灰分層充填加高,逐層壓實(shí),表層可覆土造地[5]。

3.2 礦井水資源化

第一,可以通過礦井水循環(huán)使用減少污水排放量來減少污染。通過設(shè)立專門的排水系統(tǒng),集中排放污水,并在地表攔蓄,使之蒸發(fā)、濃縮,而后進(jìn)行處理,免除污染。第二,通過不同的污水處理技術(shù)處理已經(jīng)產(chǎn)生的污水,例如含懸浮物礦井水處理技術(shù)、高礦化度礦井水處理技術(shù)、酸性礦井水處理技術(shù)等。

3.3 矸石有效利用

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,所有的煤矸石,都具有一定的發(fā)熱量,可以用于循環(huán)流化床鍋爐燃燒發(fā)電,白矸只有15%左右。煤中的無機(jī)物,通過循環(huán)流化床低溫燃燒,使其脫炭和活化,產(chǎn)生的灰渣是很好的建材材料,可以用于直接摻入水泥中,也可用于制磚,表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.4 植被恢復(fù)

在植被恢復(fù)中,首先應(yīng)對礦區(qū)的主要污染元素進(jìn)行化學(xué)分析,再對土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行分析,查明土壤的pH值、通氣性、土表水、土壤元素及土壤溫度等,再進(jìn)行樹種的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 高占平,何勇,等.北京寨口礦區(qū)生態(tài)修復(fù)規(guī)劃[J].礦業(yè)快報(bào),2008(4).

[2] 王曉輝,謝賢政,等.安徽礦區(qū)生態(tài)破壞現(xiàn)狀及生態(tài)恢復(fù)與建設(shè)[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2006(6).

[3] 王世東,郝成元,等.山西省潞安礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)模式研究[J].水土保持通報(bào),2010(2).

[4] 高占平,何勇,等.北京寨口礦區(qū)生態(tài)修復(fù)規(guī)劃[J].礦業(yè)快報(bào),2008(4).

[5] 郝臨山,曾凡貴.潔凈煤技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.