近郊資源枯竭礦井生態修復及資源開發對策探討*

陳永春，徐燕飛

(1.煤礦生態環境保護國家工程實驗室，安徽 淮南 232001；2.煤炭開采國家工程技術研究院，安徽 淮南 232001)

0 引言

2016年煤炭在我國一次能源消費結構中的比重占62.3%，中國工程院《國家能源發展戰略2030～2050》報告提出2050年我國煤炭消費為25～30億t，由此可見煤炭作為主要能源結構將在我國未來很長一段時間不會改變[1-3]。

自2011年以來，我國陸續關閉各類礦井多達6 000余座，對于那些依托煤炭產業的城市，如果沒能很好地轉型發展，隨著資源的枯竭，城市很難擺脫“礦衰城衰”的困境[4-5]。

1 淮南“泉大”資源枯竭礦井生態修復分析

1.1 淮南“泉大”資源枯竭礦井概況

淮南“泉大”資源枯竭礦井位于淮南市政治、經濟和文化中心，是淮南最早的礦井[6-7]，同時也是淮南市政府機構、淮南礦務局機關所在地和居民集聚地區，面積22.2 km2。據記載，明、清時期該地區就有民窯開采，土窯遺址多達120多處；九龍崗礦、大通礦分別于1978，1982年報廢。該地區緊鄰舜耕山風景區，環境優美，交通便利，區位條件十分優越。根據新一輪淮南城市總體規劃，隨著城市“東進南拓”發展戰略的實施，該地區將成為連接新老城區的中心區域，其改造利用價值和發展潛力巨大。

1.2 區域狀況

基礎設施落后：該區域因煤礦開采形成的地理缺陷和塌陷不穩定狀況一直沒有修復和改造，基本無城市基礎設施，部分沉陷區處于不穩定塌陷狀態，民居面臨著安全威脅。

小企業發展混亂：區內有已經廢棄的大通煤礦和九龍崗煤礦，南部舜耕山北坡有廢棄采石場。零星小煤井仍在開采，重污染小企業無序生產，生產和投資環境差。

居住環境惡劣：原淮南基建局辦公機關和大批的煤礦基建系統職工居住于此，形成多個自由居住村，塌陷區和采石場內基本處于無人管理狀態，區內建筑和生活垃圾隨意堆放，污水橫流，私搭亂建，私墓亂葬，生活環境和居住條件惡劣，不僅影響城市環境和形象，而且影響城市社會安定。

土地閑置：區內生態環境破壞嚴重，長期無人治理，大量土地處于荒廢狀況；如任其發展，“破窗效應”將使該地區加速破敗，變成不能居住、無法生產、沒有活力的“城市荒地”。

1.3 礦井生態修復成果

治理原則：目前我國礦井環境治理多為點源性治理，治理內容較為局限，隱性礦山問題未得到關注；由礦山地質環境治理向生態修復轉變將是未來礦井環境治理的趨勢[8-10]。針對淮南泉大資源枯竭礦井的治理，按照先生態修復，后適度開發的原則，采取因勢利導，宜山則山，宜水則水，宜林則林，以自然、古樸、野趣的理念進行生態修復，建成了以“山、水、林、居”為特征的煤礦區宜居環境。以前的“城市荒地”已成為“城市綠肺”，成為市民休閑、鍛煉的好去處。

4大區域開發：依據地理歷史條件，將“泉大”資源枯竭礦井劃分為4個區域進行開發，如圖1所示。①老龍眼地區—關閉采石場，回填采石坑，植樹造林；對區域內水系改造，結合中國傳統的“龍圖騰”，打造龍形水系，創造良好的環境景觀元素；庫區重新規劃、整治，建設開放型城市水上公園；②洞山井—植樹造林，恢復生態，對棚戶區拆遷改造，建設配套齊全、設施完備的礦工居民住宅小區；③大通礦—居民區整體搬遷安置，關閉、搬遷區內生產企業，利用現有煤礦歷史遺跡如“萬人坑”、水牢等以及區內少量工業設施如井架、水塔等改造成工業遺址景觀供游客參觀游覽；④九龍崗礦—改建院校，對老城區舊城改造，使城市重新煥發生機和活力。

圖1 淮南“泉大”資源枯竭礦井規劃圖

2 淮南“泉大”模式實現機制探索

2.1 淮南“泉大”模式內涵

淮南“泉大”資源枯竭礦井資源開發及生態修復過程中，因其特征明顯，稱為淮南“泉大”模式。內涵概括為：采用“市礦統籌”模式，企業主動盡責，政府與礦企就統籌城市發展達成高度共識；對城市周邊資源枯竭礦井科學規劃，高標準建設，堅持開展環境修復與提升中心城區功能“雙管齊下”，建設以山、水、林、居為主要特征的煤礦城市宜居環境。

2.2 淮南“泉大”模式的特征

市礦統籌：淮南以礦建市，屬典型的資源型城市，第二產業占GDP比重的50%以上，礦企發展和城市發展密不可分，雙方在礦井環境治理，相關產業開發，產業結構優化，達成高度共識。針對淮南市泉大資源枯竭礦井環境修復與開發和老城區棚戶區改造，創新采用市礦統籌的形式統籌城市規劃、統籌城市功能布局、統籌老城區改造，考慮資源型城市可持續發展，做到城市發展與存量資源調整同步，為淮南煤礦和地方經濟社會發展搭建了更廣的平臺。

企業主動盡責：有百年開采歷史的淮南礦業，生產能力已躍居行業前列，有足夠的能力融入地方經濟社會發展，承擔起環境治理和修復的責任。從泉大資源枯竭礦井治理入手，加強淮南礦井環境治理，把修復好的泉大資源枯竭礦井全部交地方政府統一管理和維護；將淮南建設成全國礦業城市生態恢復示范區是淮南市政府和淮南礦業集團共同的目標。針對棚戶區改造，礦業集團抓住國家采煤沉陷綜合治理和舊城改造機遇，按照市礦統籌城市發展的要求，將實施安居工程作為企業為職工辦實事和為城市作貢獻的重點工作來抓，解決了煤礦職工三代人住棚戶的問題，同時提升了城市品位和形象。

高起點高標準規劃：本著通過對資源枯竭礦井的環境修復和開發，打造中國煤礦城市環境修復示范區的定位，對“泉大”地區統一規劃，對生態環境修復的同時，完善城市基礎設施建設，建設新型居住社區。生態環境修復過程中，依照已有地形地貌，整理利用礦井地理歷史資源，充分利用環境的自修復能力，追求自然和諧之美。

2.3 淮南“泉大”模式的實現網格結構分析

淮南“泉大”模式得以實現，可歸結為如圖2所示3層網絡結構，包括潛力分析、外部條件辨識、模型構建3層內容。

圖2 淮南“泉大”模式的實現網絡結構

潛力分析：具有強大的內生動力，近郊資源枯竭礦井地理位置一般比較優越，具有較大的開發潛力，但開發過程中需協調好來自政府、企業、民眾等各方面的力量，如“泉大”開發中的“安居工程”采取“國家撥一點(4.8億)，企業補一點(20億)、政府有關費用減免一點(5億)、職工掏一點(20億)”的方式實現，各方面的矛盾實現統一。

外部條件辨識：采用科學的手段對外部環境條件進行辨識，包括生態破壞現狀、不同地區發展情況、地理歷史條件、民眾所持觀念等，對其全面、準確的掌握，這是下一步決策的基礎；如“泉大”修復前開展了包括自然地理、地質環境、社會經濟、生態及生態環境的修復政策及標準等多方面的研究。

開發模式的選擇：外界自然條件和開發理念，決定了開發模式。“泉大”開發時，根據區域發展和礦井地理歷史條件，將“泉大”資源枯竭礦井劃成4個區域分別進行開發。

3 淮南“泉大”模式關鍵技術

3.1 矸石堆生態修復土體重構技術

煤矸石堆坡面區域存在著穩定性差、干旱缺水、極端貧瘠、水土流失嚴重等植物生長的限制性因子，除少數耐旱性的雜草外大部分植物難以定居。煤矸石堆坡面重構技術包括：平整、降低坡度、增加坡面穩定性等措施，減少工程區內的水土流失。主要做法為：整平煤矸石山使其坡度<10°，在煤矸石表面覆蓋60～80 cm厚的土壤，改善植物生長所需養分和水分條件，如圖3所示。

a-煤矸石堆原貌；b-整平調坡；c-覆土圖3 煤矸石質坡地平整與覆土設計

3.2 垃圾堆污染控制技術

化工垃圾、建筑垃圾和生活垃圾存在著強堿、高鹽等污染問題，影響植物定居、生長。采用堿性中和與表層覆土結合法進行治理。對垃圾堆中污染較輕的、土質較好的表土進行剝離，然后用粒徑為1 cm左右細煤矸石覆蓋垃圾堆(覆蓋厚度為40 cm)，再對場地進行深層翻耕60 cm，使煤矸石與垃圾土壤以2∶1的比例進行充分混合、壓實，如圖4所示。

a-原垃圾堆；b-修復后垃圾堆圖4 垃圾堆生態修復設計示意圖

3.3 垃圾液混凝沉淀凈化技術

垃圾在堆放、填埋過程中，由于厭氧發酵、有機物分解、降雨沖刷、地下水浸泡等原因產生多種代謝物質，形成的垃圾滲出液，其水質復雜，危害性大；COD和BOD濃度高，氨氮含量高，色度深，有惡臭，必須對其進行處理。

采用工業化實施方案進行治理，如圖5所示。用鹽酸調節該化工垃圾滲濾液的pH值，向化工垃圾滲濾液中投加硫酸鋁鉀并進行攪拌，再投加聚丙烯酰胺并再次攪拌直至出現絮狀沉淀物；經過絮凝澄清后，完成垃圾滲出液的預處理，預處理后的污水進入人工濕地，經過人工濕地的凈化處理，達到地表水三級標準排入天然濕地中。

圖5 垃圾液混凝沉淀凈化工藝流程

3.4 有益借鑒及突顯的問題

統籌各方力量及政策：由于近郊資源枯竭礦井距離城市較近，對城市形象影響較大，同時具備較大的開發潛力。結合城市發展，本著“誰破壞、誰治理”的原則，探索市礦統籌途徑，統籌各方面的力量及政策，有利于減輕企業負擔，更容易實現對近郊資源枯竭礦井的根本治理。

統一規劃高標準建設：隨著生活水平的提高，人們對生活品質的追求越來越高，只有科學統一規劃，高標準建設，將資源枯竭礦井打造成環境優美、功能齊全的宜居之地，才會對民眾形成持久的吸引力，實現資源枯竭礦井治理后的可持續發展，真正變廢為寶。

突出機制創新：近郊資源枯竭礦井，既不同于煤礦沉陷區，又不同于一般的土地，國家法律法規政策對此無明確規定，是現行政策和法律法規的盲點，必須堅持機制創新，大膽實踐。由于歷史變遷，企業法人的滅失，責任主體企業無齊全的土地相關手續，區域內既有居民，又有小企業，土地侵占糾紛多，制約企業對資源枯竭礦井實施環境修復與開發。

4 結語

資源枯竭礦井生態修復及開發是資源型城市面臨轉型的重要課題。淮南“泉大”模式堅持市礦統籌、企業主動盡責、高起點高標準統一規劃，探索了資源枯竭礦井生態修復及資源開發的實現機制，突出了機制創新，為資源型城市的轉型發展提供了新思路，這對其他資源型城市具有一定的借鑒價值。