矿山生态环境恢复规划——以山西运城市煤研开采企业为例

康新立

（山西省运城市环境保护研究所，山西运城044000）

矿山的生态问题，既是工业问题，又是农业问题，也是社会经济问题。矿山生态环境恢复规划就是为贯彻可持续发展战略，切实加强矿山资源合理开发、利用和保护，正确处理好当前利益与长远利益，整体利益与局部利益的关系。促使今后矿山资源开发过程不产生新的生态环境问题，并有计划地解决历史遗留的生态环境恶化问题，使矿区生态环境质量有明显的改善。本文以运城市煤矿开采企业为例探讨如何做好矿山开采生态恢复规划工作，以防治矿山地质灾害，最大限度地减少采矿对生态环境的污染和破坏，走上矿山开发和环境保护双赢的可持续发展道路。

1 矿山资源开发产生的生态环境问题

矿山开采产生的生态环境问题包括非污染生态影响与污染影响，以非污染生态影响为主。非污染生态环境问题主要有采矿产生的“三带”造成的地表塌陷及上覆含水层破坏、地表水下渗问题，从而引发地下水疏干、地下水污染及地裂缝、水土流失、植被破坏、建筑物受损，以至于影响生物的多样性，破坏生态系统的稳定性，使生态系统失去平衡；存在带压开采的矿层会产生突水问题，从而对下伏含水层奥灰水产生影响，甚至影响到泉域，造成泉域断流及污染［1］。污染问题主要有烟气，煤粉尘，矿井水、职工生活污水，炉渣及生活垃圾等造成的一系列环境问题。

1.1 采矿引发的非污染生态破坏

1.1.1 引发的地质灾害

随着采矿规模的扩大及时间的延续，引发诸多地质灾害，威胁对象主要是房屋、耕地、林地以及公路、桥梁。地质灾害类型主要有地面塌陷，地裂缝，滑坡，斜坡，崩塌，泥石流等［2］。见图1～2。

图1 某矿区出现的塌陷坑

图2 某矿区出现的地裂缝

1.1.2 占压破坏土地资源

破坏土地物理形态的形式可分为地表沉陷、压占和挖损。矿石采出后会造成地表塌陷、废弃物压占破坏及对地面建筑物、水利设施、公路、地表水系等造成影响。经调研，某地级市煤矿区直接占用、破坏土地总面积100.943 5km2，其中煤矸石占用1.378 3km2，采空区占用60.68km2，废弃工业场地占用3.555 2km2，地表沉陷占用、破坏35.33km2。

1.1.3 对水土流失的影响

煤矿的建设和生产过程中的挖掘，造成地表径流和地表糙度改变，使土壤抗蚀指数降低，加剧了水土流失，不仅损害矿区生态环境，而且为周围地区带来了严重的环境污染和安全威胁。某地级市因采煤引起的水土流失面积为107.5km2，采煤漏水涉及138个自然村，水质污染涉及141个自然村，影响周围水源水涉及132个自然村。

1.1.4 对生物多样性的影响

矿区植被及生物多样性破坏主要由采矿企业的建设、废矿石堆放、开山修路、地表塌陷等造成。按生物多样性的计算方法评价指标的归一化处理。

垣曲县的生物多样性指数（BI）＝40。该县的生物多样性物种较丰富，特有属、种较多，生态系统类型较多，局部地区生物多样性高度丰富。

河津市的生物多样性指数（BI）＝32。该市的生物多样性总体水平一般，物种较少，特有属、种不多，局部地区生物多样性较丰富。

平陆县的生物多样性指数（BI）＝36。该县的生物多样性物种丰富，特有属、种不多，局部地区生物多样性较丰富，但生物多样性总体水平一般。

1.2 采矿引发的环境污染

1.2.1 水环境污染状况

煤矿区的污染水源主要有矿井水、洗煤废水、煤矸石淋溶水、矿区生活污水等。排放量大，成分复杂。污染了矿区周边的地表水体，损害水生生物，而且随着采煤的进行和废水的渗入，部分地区地下水体已经受到污染，地下水自然流场及补、迳、排条件，使地下水位下降，地下水漏失疏干。

1.2.2 大气环境和土壤污染状况

矿区大气污染主要是粉尘和烟尘，CO2、SO2CH4、CO、NOx、H2S等。土壤污染主要是由于煤矸石占用大量土地，而且在日晒、风吹、降水等自然力的作用下，通过直接渗透、飘尘沉降、雨水冲刷将大量有害有毒物质带入土壤，导致土壤受到污染；运输过程中粉尘沉降、矿区的生活垃圾等也是矿区土壤污染的重要原因。某地级市由于煤炭开采对大气环境和土壤造成了不同程度的污染。见图3。烟尘每年447t，SO2每年860t，起尘量每年2 758t，土壤污染8.88km2。

图3 某矿区运煤道路污染现状

2 煤炭开采生态环境防治区划

2.1 煤炭资源整合和矿区生态环境变化趋势分析

积极开展煤炭资源整合工作，对煤矿企业进行兼并、重组、整合。兼并重组后，运城市的煤矿企业由50家减为18家［3］。全市煤炭年生产能力由934万吨增加到1 095万吨。

随着部分煤矿的关闭，新产生的生态环境破坏程度将逐渐得到控制，市域生态环境的总发展趋势逐步好转。运城市的煤炭开采方式均为井工开采，根据原煤产量、万吨塌陷率，预测结果采用统计学原理预测矿区塌陷面积。运城市2011～2016年煤炭开采产生煤矸石1 073.1万吨，占地115亩，塌陷地30 841亩［4］。

2.2 规划原则、目标和方法

对矿区生态环境的综合整治、占用破坏土地的恢复治理、“三废”综合治理和利用、生物多样性的保护等，使历史遗留的突出的煤矿生态环境问题基本得到整治，破除“先破坏、后恢复，先污染、后治理”的旧观念，实施 “谁开发、谁保护，谁破坏、谁恢复，谁收益、谁补偿，谁排污、谁付费”和“生态环境为优、不欠新帐，渐还旧账”的指导原则。

搞清矿区基本情况和主要生态环境问题并预测，做好矿山生态环境恢复规划。使矿区生态环境问题得到预防和及时治理，使生态环境得到明显改善，实现煤炭资源开发、利用与生态环境整治的协调发展。

煤炭开采生态环境问题规划主要考虑地表塌陷、植被破坏、压占及土地退化、地下水水位下降、粉尘污染、水土流失等方面的影响范围及严重程度。人居环境方面重点考虑人口稠密度。

2.3 生态环境防治区划结果

运城市煤炭开采生态环境恢复治理区划共划分为3个分区。

2.3.1 煤炭开采生态环境恢复治理Ⅰ区

该区域某县煤矿企业有9家，年生产能力为705万吨。主要生态环境问题是植被覆盖率低，土壤强度侵蚀，水土流失严重，土地生产力低，土壤侵蚀高度敏感，生态环境影响最严重，范围广，由于煤炭采空区造成地面塌陷、裂缝等土地破坏情况在该区域均有出现。主要生态系统服务功能为水土保持与农产品生产。该区的生态环境恢复治理的主要任务为地表塌陷治理、废弃矿井治理、污染土壤的生态修复、大气污染治理、水资源治理、植被恢复及多样性保护和水、大气、固废治理。

2.3.2 煤炭开采生态环境恢复治理Ⅱ区

该区域某县煤矿企业有5家，核定年生产能力为360万吨。该地区的主要生态环境问题是土壤中度侵蚀，水土流失较严重，生态环境的敏感性主要是土壤侵蚀中度敏感，生物多样性中度敏感，主要的生态系统服务功能为水土保持和农产品生产。由于煤炭开采造成的生态环境问题主要表现在水环境的污染，采空塌陷，地裂缝发育，滑坡较普遍，居民点房屋裂缝，这给地方民众的生活带来了极大的安全隐患。因此，该区的生态环境恢复治理的主要任务为废弃矿井治理、水、大气、固废治理、植被恢复及生物多样性的保护，其次是地表裂缝治理等。

2.3.3 煤炭开采生态环境恢复治理Ⅲ区

该区域某县煤矿有1座，占用面积1.1km2，核定年生产能力为30万吨。该地区的主要生态环境问题是土壤中度侵蚀，水土流失较严重，生态环境的敏感性主要是土壤侵蚀中度敏感，生物多样性中度敏感，主要的生态系统服务功能为水土保持和农产品生产。由于煤炭开采造成的生态环境问题主要表现在地裂缝发育，地表塌陷，水环境的污染。因此，该区的生态环境恢复治理的主要任务是地表塌陷治理、水环境恢复治理，其次是植被恢复及多样性保护。

3 主要任务和修复工程

3.1 生态恢复

3.1.1 塌陷生态恢复治理

运城市采煤引发的采空塌陷主要威胁对象为耕地，应因地制宜，需要填充的塌陷地，就近取材，利用煤矸石、粉煤灰充填塌陷区。塌陷区充填复垦后，根据原来的区域地貌特征，结合区域景观特点，恢复原有地貌，恢复植被，逐步恢复、提高区域生态系统功能，保持水土，维持区域生态平衡。

3.1.2 裂缝生态恢复治理

充填裂缝可采用人工治理方式，就近挖取土石进行直接充填裂缝，充填后，对取土和裂缝周边土地适当平整后即可恢复植被，重塑生态环境。对采空引起的裂缝造成建筑设施轻度破坏的，采取维修加固措施；对于危害严重、防治困难的建筑设施，应选址搬迁。

3.1.3 不稳定边坡生态恢复治理

采用植物护坡为主，工程护坡为辅的方式进行治理。

3.1.4 植被恢复及生物多样性保护

通过矿区森林抚育及保护、矿区造林绿化等工程，保护矿区生物多样性。通过人为改善立地条件，选择较强适应能力的物种；选择有耐力、能固土、固氮、根系发达、生长快，根蘖性强，枝叶繁茂，长时间覆盖地面，阻止风蚀和水蚀，保水保肥能力强的先锋植物；选择播种栽植较容易，种子发芽力强，苗期抗逆性强，易成活的植物。有计划地进行植树种草，提高植被覆盖率，绿化面积应达到工业广场的30%，建设成完整、和谐、多样、美观的矿区。

3.2 土壤污染恢复

主要进行废弃地生态恢复治理任务。废弃地进行恢复时，首先要使土地表面稳固，控制污染。在地形整治完工以后，就应快速恢复植被，从而有效地控制水土流失，改善矿山生态环境，同时恢复土地的生产力。主要内容包括弃渣坡面治理工程，开采创面治理工程，作业平台治理工程，绿化措施，水利配套工程。

3.3 地下水保护

通过“限制采高”、“弃煤保水”和留设“保水煤柱”等措施来达到开发煤炭资源、保护地下水资源“双赢”的目的。

3.4 环境治理和生态环境监测、监控

加大矿井污水、生活废水的治理和矿井水资源化及生活污水回用力度，污水达标排放。锅炉脱硫除尘工程，储煤场防尘工程，筛分除尘以及运煤专用道路硬化、固体废弃物综合治理。建立以遥感、地理信息和全球定位的3S技术为支撑的全县煤炭生态环境监测网。

4 效益分析

4.1 生态环境效益

规划的实施不仅改善区域生态环境，同时减少矿区环境污染。对矿区内耕地的地面沉陷和裂缝实施平整土地复垦后，可恢复耕地生产力，提高农作物的产值。宜林地植树造林，建设绿色屏障，可以净化空气、提高空气湿度、减少污染、隔离噪声、保墒固土、降低水土流失，弥补无树林覆盖的荒坡的生态功能不足的问题，改善生态环境。

4.2 经济效益

矿井水、生活污水处理后回用或达标排放除了可以带来良好的生态环境效益外，还可免交排污费、水资源损失费等费用，节省大量的资金。绿化效益带来的一系列效益如滞尘效益、吸收SO2效益、碳氧平衡效益、储水效益，均可带来很好的经济效益。

4.3 社会效益

通过生态恢复方案、措施，对受到破坏的农田进行土地复垦，使其恢复耕种，明显改善矿区的生态环境和调节小气候，且明显减轻对周边村庄的污染，减少土壤侵蚀和大气飘尘，减轻矿区风蚀与风沙危害，促进矿区人民的身心健康。

总体而言，规划实施后，矿区生态环境得到明显改善，经济效益显著，并且可以使县域环境吸收能力、资源承载能力、经济生产力等得到改善，使人口、经济、社会、资源与环境得到相互协调，促进可持续战略的发展，实现了生态、经济与社会效益共赢的目的。

［1］ 白中科.工矿区土地复垦与生态重建［M］.中国农业科技出版社，2000：1－14.

［2］ 王 镔.白中科.康新立，等.露天矿排土场生态分类研究［J］.煤矿环境保护，1997，5：7－9.

［3］ 运城市人民政府煤炭资源整合工作报告［Z］.2009.

［4］ 运城市环境统计年报［Z］.2010.