煤炭资源枯竭型城市人居环境影响因素分析及治理对策

华颖，姜云，代路滨

（黑龙江科技学院，哈尔滨 150027）

资源型城市是指主要依靠资源产业来引领城市经济发展的一种城市类型。煤炭资源城市也是其中的一种，主要依据煤炭矿产资源开发来促进城市发展。由于煤炭资源具有不可再生性，随着近50 年来的无节制开采，导致这些城市过早地进入了资源枯竭期，随之带来了如由于开采沉陷而引起的居住环境恶化、人地矛盾突出等环境污染和生态破坏的一系列环境问题。因此，有效治理煤炭城市社会经济健康发展、研究和改善煤炭城市生态和人居环境，从根本上认识并解决生态环境存在的问题和有效缓解资源压力、建设人文环境和自然环境协调统一发展以及进行煤炭城市经济可持续发展等方面有着切实可行的现实意义。

1 煤炭资源枯竭城市人居环境现状分析

人居环境与生态状况密不可分，生态状况直接决定人居环境的质量。而生态环境又是与人的行为密切相关的。作为煤炭城市，由于承载着社会的经济状态发展，因此从发展之初就进行着以高投入、低效率、高污染为代价的传统生产模式。

1.1 地表沉降与塌陷

矿区采煤塌陷从成因上讲，既有自然因素的影响、又有人为因素的诱发，由于煤炭城市多是依煤而建，而这些城市开采之初普遍存在着煤层薄、埋层浅及土质、岩层松散等不利的自然因素，因此导致出现塌陷泛滥周期缩短、塌陷灾害严重等情况，这是造成煤炭城市采煤塌陷最直接的因素。据统计井工开采1万t 煤炭就有0.01～0.29 hm2的土地塌陷，而露天开采每1 万t 煤炭就有0.06～0.13 hm2的土地塌陷[1]。地表沉降不仅能够造成地面破坏，还存在引发山地丘陵等地发生诸如泥石流、山体塌陷等滑移现象，导致煤炭城市的生境和物境环境不能正常发展，致使人居环境和生态环境遭到严重破坏。

1.2 植被破坏与水土流失

由于大面积的土地塌陷造成严重的植被破坏和水土流失状况。影响了植物的耕种和植被再生，形成了煤炭资源城市长期以来存在多数缺水的现状。据资料显示，目前我国煤炭城市有70%水资源短缺，并且有40%的煤炭城市水资源严重短缺。据统计，我国每年有大约22 亿m3的地下水资源在地下煤炭开采中流失，导致地下水系紊乱现象[2]。如河南焦作市煤炭开采等企业的做法就比较典型，他们把煤炭开采剩余的废渣废液等置于城市北部偏僻的山坳里，虽然表面距离上远离了城市，但是却忽略了城市地下用水的循环，导致地下水氯离子含量升高，变成了城市供水的隐患。

1.3 大气污染和固体废弃物

煤炭在生产的过程中会制造大量的废弃物，尤其是固体废弃物的占地堆放问题，其中煤矸石的堆放是严重影响矿区人居环境及生态环境的主要因素。据资料显示，我国目前存在1 600 多座矸石山，存储矸石量约有45 亿t，占用土地达到1.5 万亩，且总量以每年1 520 亿t 速度递增。是目前我国工业废物积存量占地最多的一种，这些固体废弃物不仅占用大量土地，还会不断有自燃现象发生，排放出CO、CO2、SO2、H2S 等有害气体威胁着人类的生态环境。并且煤矸石长期裸露堆放，容易在风力作用下形成风化并在表层引起粉化。这些粉化颗粒由于风力作用长期悬浮在大气中，对矿区的空气质量造成严重影响，据统计全国每年扩散于大气的煤层瓦斯有50～60 亿m3，以东北地区为例，每年煤炭开采排放在大气中的废气如CH4约5～7 亿m3，每年全国煤矿开采排放的废气约1 700 亿m3，生态环境的污染导致人居环境的严重破坏[3-4]。

2 煤炭城市人居环境治理对策

2.1 加大防治力度，改进生产工艺

2.1.1 科学统筹规划

煤炭是不可再生资源，因此在防治上要从以下三个方面加大力度，一是在开发前从可持续发展的角度出发，进行全面细致的生态环境影响评价工作，并且严格执行国家的相关政策如严禁开采生态功能保护区和自然保护区等[5-6]；另外，要科学预测矿井涌水量、矿区塌陷以及开采危险区，有效降低地质灾害发生的几率；第三要在生产过程中加强地质监测工作，从而保证煤炭生产的顺利进行。

2.1.2 建立科学生产制度

采用生产和生活用水分离的方法，即综合利用地面疏水系统和矿下疏水系统相结合的疏干降压方法使水位达到生产要求，生产的同时对生活及工农业用水进行额外补给，有效抑制地下水量的过分开采，这样不仅可以缓解生产和生活的用水矛盾，保障煤炭开采的安全性，而且在运行过程中二者互不干扰，清除了煤炭生产过程中产生的岩煤粉对水源地的污染。另一方面，采取填封的方式及时处理地面已经形成的塌陷和裂缝等，并且为了防止造成二次塌陷可以在塌陷多发区进行围堤、筑渠等方法及时去除积水。另外可以采用改进开采方法以及运用先进的掘井机械作业的方式来进行岩石压力的减小，同时还可以通过建造注浆帷幕的方式来加固顶底板从而保障生产安全，预防地下坑道灌水现象的发生。

2.2 科学治理和恢复生态人居环境

2.2.1 植被恢复

植被具有改善气候、防风固沙的作用，因此植被恢复是矿区人居环境生态恢复的关键，依据矿区建设要求和具体环境选择适宜的植物。其具体方法有：一是选择对干旱、贫瘠、盐碱等有抵抗能力的树种来降低矿区废弃地重金属等有毒有害物质的含量；二是尽量选取本土树种进行广泛应用，确保低投入和成活率；三是选择根系发达、能固土、固氮和有较快生长速度、并且能有效地阻止风蚀和水蚀的植物；四是在取得生态效益的同时要尽量兼顾经济效益，为建立矿区特色旅游等项目做准备，在植物选择上注重选取生态效益好、冠型优美、抗旱能力强的具有一定经济效益的树种；五是适当应用引进的速生树种进行栽植，以保障生态环境的快速恢复。

2.2.2 水体治理

矿井排水对水环境造成严重污染的矿坑废水，要通过科学的方法进行无害处理，变废为宝，如就近建设污水处理厂进行污水净化。并且按照达到的净化标准进行应用，比如洗煤厂进行洗煤、地面洒扫灌溉、井下开采降尘、建筑消防用水等。从一定意义上缓解了矿区水资源应用紧张的现状，同时起到对大气的降尘和减少矿坑排水的作用，达到经济效益和社会效益的兼顾，以治促建。

2.2.3 预防及治理大气污染

煤炭资源城市的大气污染现象受环境影响非常严重，最突出的有矸石山、储运、废气等几种污染形式。其中矸石山的解决办法是进行统筹安置和充分利用。比如进行塌陷区土地回填和煤矿建设等；粉煤灰的环境污染问题，可以在其上覆盖土层并且进行植树造林，改善生态环境；开采过程中造成的化学污染主要有产生酸性气体及其他有毒害气体，缓解的办法如有机物吸附、硫化床脱硫等方式进行，尽可能的降低环境对人类的危害程度，保障生态环境的有益发展，防止化学污染如酸雨等产生的潜在危害；配备洒水车、多种陶瓷除尘器设备等有效抑制储运过程中粉煤灰对大气环境的污染；加强绿化种植，降低空气中的粉尘，改善人居生态环境；进行矿井瓦斯回收并利用来减少大气污染。

2.2.4 土地复垦

针对矿区开采后形成的塌陷区以及周边附着地带、矸石山堆放区与露天矿剥离物堆放场等地，可以依据塌陷面积大小或水量多少进行营建梯田或者土地填平。当塌陷区地面标高水位与塌陷区外河水位存在较大差异时，恢复耕种的方法可以依据水位的高低来进行相应的处理，如采用人工强力排除法等方式来进行塌陷区外围水位高于塌陷区内部的状况；采用建立疏排水系统进行积水排除的方式进而恢复土地耕种。其中利用疏排法进行排水的方式要注意合理利用科学方法尽可能的提高机械利用与人工的结合，从而达到高效率的恢复土地耕种。另外，在局部积水较大的区域进行深挖养鱼、种植水生植物或储水灌溉等，改善生态环境达到适宜耕种状况。形成种植、养殖一条龙，不仅净化了环境、加强了生态效益而且增加了矿区人们的经济效益。

2.2.5 建立生态保护机制和强化政府监管职能

随着经济建设的进步，生态环境越来越受到社会各界的重视，尤其对于煤炭城市，改善和恢复生态的要求刻不容缓，强调煤炭城市建立环保产业，不仅是改善生态环境而且能够取得一定的经济效益。在煤炭产业发展过程中，控制环境污染、减排废物及废物处理等已经成为促进煤炭城市发展的有效途径，必须大力加强。另外应大力改进煤炭行业现有生产技术和加强政府监管力度对于促进煤炭城市的可持续发展起到事半功倍的效果。由于多数的煤矿企业都存在只重利益、轻视环保的意识，因此造成了目前很多煤炭城市资源枯竭、经济退后、人们生活质量下降的现象，要想遏制并取得资源城市的可持续发展，国家就一定要加强政府监管力度，通过一定的经济调节政策来进行控制。并运用经济手段将煤矿环境保护行为同其经济利益相对接，制定有效奖惩制度的同时进行适宜的引导，这样不仅能够增加煤矿企业生产积极性和社会责任感，而且达到了生态环境的预防和治理，从而使城市保持了可持续发展。

3 结束语

21 世纪人类的三大主题分别是人口、资源和环境，可见资源和环境的保障是人类得以生存和发展必须要重视的现实问题。虽然开发和利用煤炭资源对发展我国的经济提供了巨大的支持。但同时也要看到开发对环境造成的巨大影响，尤其是对生态的破坏性不容忽视，这些破坏不仅危及了我们的生存环境，而且危及了我国土地资源及粮食安全。从建设长治久安的发展眼光来看，保护生态和人居环境已经成为目前我国一项必须要进行的宏伟战略目标。为了达到资源和人类的和谐共处，解决二者的矛盾才能真正的做到社会的和谐发展和资源的有效利用，实现资源可持续发展的长期目标。

［1］ 杨爱荣，刘少峰.煤炭城市生态环境存在的问题及治理对策［J］.煤炭技术，2010，29（7）：12-14.

［2］ 刘红斌. 煤炭开采生态环境恢复对策［J］. 科技信息，2008，24：638-639.

［3］ 梁洪有，陈俊杰.煤炭开采对土地资源的破坏及对策研究［J］.煤炭技术，2006，25（6）：1-3.

［4］ 时红.山西煤矿的生态环境问题及其对策［J］.重庆环境科学，2002，24（2）：11-13.

［5］ 杨继忠，路瑞田.采煤诱发的地质环境问题及其防治对策［J］.华北国土资源，2002（1）：13-16.

［6］ 王亚轩，赵慧.臭氧-生物活性炭深度处理石化废水的试验研究［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2012，24（3）：28-31.