原平市煤炭開采引起的生態治理工程研究

張淑玲,趙金安，杜 娟

（1.太原工業學院 環境與安全工程系，山西 太原 030008；2.山西省環境規劃院，山西 太原 030002）

原平市煤炭開采引起的生態治理工程研究

張淑玲1,趙金安1，杜 娟2

（1.太原工業學院 環境與安全工程系，山西 太原 030008；2.山西省環境規劃院，山西 太原 030002）

分析了原平市煤炭開采造成的地表塌陷、水資源、土地資源、植被等生態破壞情況，提出了原平煤炭資源整合后的水資源治理、地質災害、植被恢復、生態檢測技術等生態環境治理方案。

原平市；煤炭開采；生態破壞；生態治理

1 原平市煤炭開采狀況

煤炭企業狀況：在關井壓產前，原平市共有煤礦279座，以鄉鎮煤礦為主，存在大礦小開、整礦零開現象；礦山規模小，占用儲量多，規模與儲量不相匹配。為保護資源、合理布局、優化結構、關小改大、規模生產，經過幾次兼并重組整合，2010年煤礦企業縮減為11個，企業年產規模達到90萬t以上，全市煤炭產能每年960萬t以上，見圖1。

圖1 原平市煤炭整合后企業個數

2 煤炭開采引起的生態環境現狀

（1）地表塌陷現狀：原平市煤炭開采已有20多年，主要開采2號、3號、5號煤層，開采方式有炮采、露天開采、長壁綜采放頂煤開采，頂板管理采用自然垮落與人工強制放頂相結合的方式。大面積煤炭開采，特別是炮采，形成的地下井巷、地下采空區，造成地下礦層上部的巖層失去支撐或平衡條件，隨之產生彎曲、塌落，以致發展到地表下沉變形，形成采煤沉陷。地表變形開始形成凹地，隨著采空區的擴大，凹地發展成凹陷盆地，造成水土流失、環境污染、土地荒蕪等，形成地質生態環境的破壞。其中對農田、村莊造成較大破壞，乃至給村莊帶來了不可恢復的毀滅性破壞。將來的開采中，采空區逐步增大，地面塌陷、滑坡等地質災害將會相應增多。

（2）水資源生態現狀：煤炭開采時，伴有大量礦井水排出，不僅有突水事故的危險，而且由于煤礦開采大量排放地下水，使原來地下水體以橫向運動為主，采礦后逐漸變為以垂向運動為主，結果導致礦區地下水水位下降，破壞了地下水的儲水構造，使淺層地下水資源枯褐，造成礦區及周圍村莊吃水困難。原平市煤礦開采對水資源的影響，主要表現在西山地區。采煤漏水排水，既改變了原來排泄規律，也使水質遭到嚴重污染，水資源的量與質都有嚴重變化，致使許多供人畜吃的泉水，水量減少或斷流。

（3）土地資源現狀：原平市各煤礦附近有多處耕地變成分割破碎的耕地，給耕地帶來困難；造成地表水損失，加劇土地干旱；一些被損壞的耕地經過復墾后還可耕種，一些損壞嚴重的耕地較難復墾、成為荒草地。

（4）水土流失現狀：原平市近年來煤炭生產迅猛發展，造成地下礦層大面積采空，礦層上部的巖層失去支撐或平衡條件，隨之產生彎曲、塌落，以致發展到地表下沉變形，形成采煤沉陷。地表變形開始形成凹地，隨著采空區的擴大，凹地發展成凹陷盆地，造成水土流失、環境污染、土地荒蕪等，形成生態環境的破壞。

（5）植被和生物多樣性現狀：煤炭開采對地面土地的破壞，造成地面植被的覆蓋率減少；使得植被減少地段的土壤抗蝕指數降低，加劇了水土流失和土壤干旱，使得土壤酸化，加劇了土壤中重金屬的溶出和毒性。目前煤礦礦區附近有林場（西山礦務局林場、大同礦務局林場、軒崗林場、軒崗礦務局林場），也有野豬、刺猬、狼、狗獾、豬獾、狍草、兔、松鼠、石雞等野生動物。但因林地面積僅約7 000 ha2，而且煤炭開采使礦區范圍內森林發育受到不同程度地影響，加劇了物種的減滅速度，降低了當地生物的多樣性水平，使生態系統的穩定性受到威脅。

（6）關閉或廢棄礦山矸石環境現狀：由于煤礦整合，原平市廢棄煤礦較多；目前這些煤礦的工業廣場被推平，建筑垃圾廢渣未被清理。關閉或服役期滿煤礦造成的生態環境主要為：礦井、工業廣場、運煤道路占地問題；廢棄工業廣場設施拆除、廣場周邊土壤污染問題；無業主矸石堆放及處置問題。

3 生態恢復治理工程

由于傳統的煤炭開采模式，導致礦區大面積土地破壞和占用，地表水資源流失，植被枯萎，道路損壞、自然景觀受損等一系列生態問題，急需盡早解決。對因采煤造成的地表沉陷、裂縫，部分地區雖對已利用土地進行補償，而對非利用土地不予治理；當地百姓常因補償費用偏低，影響礦區生產和穩定。對沉陷區內植被的破壞，基本沒有恢復；對沉陷區內建筑物造成的破壞，原則采取補償、加固維護、異地搬遷等辦法進行治理。

3.1 采煤引發的水資源治理與保護工程

（1）地表水的污染防治工作，要按照水資源保護規劃，做好陽武河水資源保護規劃和西鎮水資源保護工程。要實施陽武河的河道疏浚、清淤、駁岸、下墊面修復工程，減少河道內源污染同時結合礦區污水治理工程，截流外源污染，恢復礦區地表水生態功能，并建立自動監測站，隨時掌握陽武河水質的動態變化。同時還要種植水源涵養林和綠化風光帶，加強水體自身的防護能力，改造小型水庫以減少各種生態環境問題。（2）地下水及泉域生態恢復與保護工程：開采水體壓占煤炭時，應按要求，在斷層構造帶及帶壓開采區實現“有疑必探、先探后掘”，合理留設保護煤柱，確保水源地不受煤炭開采的影響。同時在水源所在地建設地下水壩，防止地下水資源的持續流失與地下水質持續惡化；對水源地上游實施水源涵養區保護、建立水質動態監測站等。泉域保護主要為分布于陽武河下馬圈至蘆莊的馬圈泉，應加強其動態監測，防止流量減少。

3.2 水土流失地區的水土保持工程

（1）根據原平市的實際，對采動影響破壞的水土流失土地，本著“誰破壞，誰修復”的原則，由原平市各礦方出資和當地村民共同進行土地修復。修復后的土地，應宜林則林、宜草則草。（2）對采煤引起水土流失嚴重的黃土丘陵和殘垣溝壑區，可進行水土保持工程。具體在滹沱河、陽武河、永興河、云中河的河岸周圍栽種楊柳。對軒崗鎮、段家堡鄉、長梁溝鎮煤礦開采影響范圍內，在穩定基本農田建設，保證糧草供給的基礎上，逐步退耕還林還草。對丘陵地區主要通過坡改梯田工程，有計劃地發展經濟林，營造農田林網防護帶。還應加大礦區內小流域綜合治理，以小流域為單元，‘山、水、田、林、路’統一規劃，采取‘生物、工程、耕作、集雨、節水’五大措施相結合，形成完整礦區的水土流失防治體系。（3）每年春、秋兩季進行集中造林，并進行適當的夏季造林（如油松、云杉、落葉松等）；適當時機，發展人工種草（如紫花苜蓿、沙打旺等豆科牧草）。土地復墾安排在秋后進行，盡量減少農作物損失。

3.3 采煤引發的地質災害治理工程

（1）根據采區接替順序制定復墾規劃，并積極籌集復墾費：鼓勵土地使用者進行土地復墾，并取得當地政府的支持和配合。土地復墾時，在確定對環境無影響前提下，以礦井排放的矸石作為充填材料，既消除了矸石對環境的影響，又治理了塌陷區。（2）采空塌陷區治理技術的措施：①填埋夯實措施：對于采空塌陷要及時填埋，防止地表水匯集滲入，擴大塌陷面積，造成受災體擴大。②復墾措施：填埋夯實之后進行復耕，防止土地養分流失，耕地沙化。③排水措施：在陷坑周圍修建排水溝，防止地表水滲入。④維修加固及搬遷措施：對于采空塌陷造成的輕度房屋裂縫，可采取維修加固，減少災害損失；對房屋裂縫嚴重者，則需搬遷。

3.4 植被恢復及生物保護工程

（1）遵循“原樣保護”的基本原則，對于天然林或處于動物棲息地的破壞植被，以及林區邊緣小塊邊坡農田，實施退耕還林、還草。對退耕還林區內的破壞植被，以恢復經濟林為主；在陰坡、土層較厚的區塊，宜選擇落葉松、油松為主栽樹種；在陽坡、土層瘠薄區塊，宜選擇落葉松、檸條喬灌混栽為主栽樹種。并要逐年提高其涵養水分的功能，是保證水源水質水量的根本性措施，并建設火災自動監控系統。（2）生物多樣性保護工程：禁止伐天然林；增大封山育林面積；通過建設種源繁殖基地，在物種原生地實施再引入工程；增加野外種群數量，促進其盡快擺脫瀕危境地，使復墾后的植被重新成為陸地野生動物棲息地，為灰鶴、野豬、白天鵝等160余種珍稀動物，提供良好的生存環境。

3.5 原平市的廢棄礦山整治工程

根據經濟合理的原則，并根據自然條件及土地破壞狀態，確定修復后的土地用途。修復與復墾后的土地應優先用于農業，宜農則農、宜林則林。

整治工程包括廢舊設施清運、土地平整、人工種植、自然修復等。采用土壤覆蓋技術，在煤矸石上覆土60 cm，并種植各種植被，植被選擇應因地制宜，按照適地適樹適草的原則，交錯種植喬木、亞喬木、灌木、草皮等，形成緊密型的生態結構。

3.6 生態環境的監測監控工程

生態環境監控系統建設中，應以生態環境監控中心為主站，各礦區相應建立配套的礦區生態環境監控子系統，并要充分依靠當地監測機構（環保局、林業局、農業局等監測機構）的力量，避免重復建設。監控手段主要是定期和不定期人工巡檢，并將采集到的數據資料，通過計算機網絡監控系統傳輸到縣級乃至省級網絡監控系統進行匯總和交流，對生態環境狀況做出正確的判斷評估。

4 結束語

煤炭作為主要能源的地位近期內不會改變，煤炭開采后造成裂縫、地面塌陷、土地資源、水資源被破壞的影響，將是長期的。原平市應結合區域經濟發展要求，從煤礦生態環境保護出發，應對原平煤礦生態環境現狀評估，制定相應的規劃及工程目標，并建立生態環境恢復治理辦公室，全面負責規劃的組織、管理、協調、實施，做好煤炭開采生態環境保護和恢復治理工作。

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Study on Ecological Management Caused by Coal Mining in Yuanping

ZHANG Shu-ling1,ZHAO Jin-an1,DU Juan2
(1.Department of Environment and Safety Engineering,Taiyuan Institute of Technology, Taiyuan Shanxi 030008;2.Shanxi Institute for Environmental Planning,Taiyuan Shanxi 030002)

On the analysis of surface collapsing and ecological destruction including water,earth, vegetation and other resources,caused by coal mining in Yuanping City,the paper presents a series of ecological management plans after coal resources integration,which includes water resources regulation, geological disaster and vegetation restoration,and ecological detection technology.

Yuanping City;coal mining;ecological destruction;ecological management

X321

A

1672-5050（2012）09-0041-03

2012-03-10

張淑玲（1972—），女，山西襄汾人，碩士，講師，從事環境與安全工程方向研究。

劉新光