原平市煤炭开采引起的生态治理工程研究

张淑玲,赵金安，杜 娟

（1.太原工业学院 环境与安全工程系，山西 太原 030008；2.山西省环境规划院，山西 太原 030002）

原平市煤炭开采引起的生态治理工程研究

张淑玲1,赵金安1，杜 娟2

（1.太原工业学院 环境与安全工程系，山西 太原 030008；2.山西省环境规划院，山西 太原 030002）

分析了原平市煤炭开采造成的地表塌陷、水资源、土地资源、植被等生态破坏情况，提出了原平煤炭资源整合后的水资源治理、地质灾害、植被恢复、生态检测技术等生态环境治理方案。

原平市；煤炭开采；生态破坏；生态治理

1 原平市煤炭开采状况

煤炭企业状况：在关井压产前，原平市共有煤矿279座，以乡镇煤矿为主，存在大矿小开、整矿零开现象；矿山规模小，占用储量多，规模与储量不相匹配。为保护资源、合理布局、优化结构、关小改大、规模生产，经过几次兼并重组整合，2010年煤矿企业缩减为11个，企业年产规模达到90万t以上，全市煤炭产能每年960万t以上，见图1。

图1 原平市煤炭整合后企业个数

2 煤炭开采引起的生态环境现状

（1）地表塌陷现状：原平市煤炭开采已有20多年，主要开采2号、3号、5号煤层，开采方式有炮采、露天开采、长壁综采放顶煤开采，顶板管理采用自然垮落与人工强制放顶相结合的方式。大面积煤炭开采，特别是炮采，形成的地下井巷、地下采空区，造成地下矿层上部的岩层失去支撑或平衡条件，随之产生弯曲、塌落，以致发展到地表下沉变形，形成采煤沉陷。地表变形开始形成凹地，随着采空区的扩大，凹地发展成凹陷盆地，造成水土流失、环境污染、土地荒芜等，形成地质生态环境的破坏。其中对农田、村庄造成较大破坏，乃至给村庄带来了不可恢复的毁灭性破坏。将来的开采中，采空区逐步增大，地面塌陷、滑坡等地质灾害将会相应增多。

（2）水资源生态现状：煤炭开采时，伴有大量矿井水排出，不仅有突水事故的危险，而且由于煤矿开采大量排放地下水，使原来地下水体以横向运动为主，采矿后逐渐变为以垂向运动为主，结果导致矿区地下水水位下降，破坏了地下水的储水构造，使浅层地下水资源枯褐，造成矿区及周围村庄吃水困难。原平市煤矿开采对水资源的影响，主要表现在西山地区。采煤漏水排水，既改变了原来排泄规律，也使水质遭到严重污染，水资源的量与质都有严重变化，致使许多供人畜吃的泉水，水量减少或断流。

（3）土地资源现状：原平市各煤矿附近有多处耕地变成分割破碎的耕地，给耕地带来困难；造成地表水损失，加剧土地干旱；一些被损坏的耕地经过复垦后还可耕种，一些损坏严重的耕地较难复垦、成为荒草地。

（4）水土流失现状：原平市近年来煤炭生产迅猛发展，造成地下矿层大面积采空，矿层上部的岩层失去支撑或平衡条件，随之产生弯曲、塌落，以致发展到地表下沉变形，形成采煤沉陷。地表变形开始形成凹地，随着采空区的扩大，凹地发展成凹陷盆地，造成水土流失、环境污染、土地荒芜等，形成生态环境的破坏。

（5）植被和生物多样性现状：煤炭开采对地面土地的破坏，造成地面植被的覆盖率减少；使得植被减少地段的土壤抗蚀指数降低，加剧了水土流失和土壤干旱，使得土壤酸化，加剧了土壤中重金属的溶出和毒性。目前煤矿矿区附近有林场（西山矿务局林场、大同矿务局林场、轩岗林场、轩岗矿务局林场），也有野猪、刺猬、狼、狗獾、猪獾、狍草、兔、松鼠、石鸡等野生动物。但因林地面积仅约7 000 ha2，而且煤炭开采使矿区范围内森林发育受到不同程度地影响，加剧了物种的减灭速度，降低了当地生物的多样性水平，使生态系统的稳定性受到威胁。

（6）关闭或废弃矿山矸石环境现状：由于煤矿整合，原平市废弃煤矿较多；目前这些煤矿的工业广场被推平，建筑垃圾废渣未被清理。关闭或服役期满煤矿造成的生态环境主要为：矿井、工业广场、运煤道路占地问题；废弃工业广场设施拆除、广场周边土壤污染问题；无业主矸石堆放及处置问题。

3 生态恢复治理工程

由于传统的煤炭开采模式，导致矿区大面积土地破坏和占用，地表水资源流失，植被枯萎，道路损坏、自然景观受损等一系列生态问题，急需尽早解决。对因采煤造成的地表沉陷、裂缝，部分地区虽对已利用土地进行补偿，而对非利用土地不予治理；当地百姓常因补偿费用偏低，影响矿区生产和稳定。对沉陷区内植被的破坏，基本没有恢复；对沉陷区内建筑物造成的破坏，原则采取补偿、加固维护、异地搬迁等办法进行治理。

3.1 采煤引发的水资源治理与保护工程

（1）地表水的污染防治工作，要按照水资源保护规划，做好阳武河水资源保护规划和西镇水资源保护工程。要实施阳武河的河道疏浚、清淤、驳岸、下垫面修复工程，减少河道内源污染同时结合矿区污水治理工程，截流外源污染，恢复矿区地表水生态功能，并建立自动监测站，随时掌握阳武河水质的动态变化。同时还要种植水源涵养林和绿化风光带，加强水体自身的防护能力，改造小型水库以减少各种生态环境问题。（2）地下水及泉域生态恢复与保护工程：开采水体压占煤炭时，应按要求，在断层构造带及带压开采区实现“有疑必探、先探后掘”，合理留设保护煤柱，确保水源地不受煤炭开采的影响。同时在水源所在地建设地下水坝，防止地下水资源的持续流失与地下水质持续恶化；对水源地上游实施水源涵养区保护、建立水质动态监测站等。泉域保护主要为分布于阳武河下马圈至芦庄的马圈泉，应加强其动态监测，防止流量减少。

3.2 水土流失地区的水土保持工程

（1）根据原平市的实际，对采动影响破坏的水土流失土地，本着“谁破坏，谁修复”的原则，由原平市各矿方出资和当地村民共同进行土地修复。修复后的土地，应宜林则林、宜草则草。（2）对采煤引起水土流失严重的黄土丘陵和残垣沟壑区，可进行水土保持工程。具体在滹沱河、阳武河、永兴河、云中河的河岸周围栽种杨柳。对轩岗镇、段家堡乡、长梁沟镇煤矿开采影响范围内，在稳定基本农田建设，保证粮草供给的基础上，逐步退耕还林还草。对丘陵地区主要通过坡改梯田工程，有计划地发展经济林，营造农田林网防护带。还应加大矿区内小流域综合治理，以小流域为单元，‘山、水、田、林、路’统一规划，采取‘生物、工程、耕作、集雨、节水’五大措施相结合，形成完整矿区的水土流失防治体系。（3）每年春、秋两季进行集中造林，并进行适当的夏季造林（如油松、云杉、落叶松等）；适当时机，发展人工种草（如紫花苜蓿、沙打旺等豆科牧草）。土地复垦安排在秋后进行，尽量减少农作物损失。

3.3 采煤引发的地质灾害治理工程

（1）根据采区接替顺序制定复垦规划，并积极筹集复垦费：鼓励土地使用者进行土地复垦，并取得当地政府的支持和配合。土地复垦时，在确定对环境无影响前提下，以矿井排放的矸石作为充填材料，既消除了矸石对环境的影响，又治理了塌陷区。（2）采空塌陷区治理技术的措施：①填埋夯实措施：对于采空塌陷要及时填埋，防止地表水汇集渗入，扩大塌陷面积，造成受灾体扩大。②复垦措施：填埋夯实之后进行复耕，防止土地养分流失，耕地沙化。③排水措施：在陷坑周围修建排水沟，防止地表水渗入。④维修加固及搬迁措施：对于采空塌陷造成的轻度房屋裂缝，可采取维修加固，减少灾害损失；对房屋裂缝严重者，则需搬迁。

3.4 植被恢复及生物保护工程

（1）遵循“原样保护”的基本原则，对于天然林或处于动物栖息地的破坏植被，以及林区边缘小块边坡农田，实施退耕还林、还草。对退耕还林区内的破坏植被，以恢复经济林为主；在阴坡、土层较厚的区块，宜选择落叶松、油松为主栽树种；在阳坡、土层瘠薄区块，宜选择落叶松、柠条乔灌混栽为主栽树种。并要逐年提高其涵养水分的功能，是保证水源水质水量的根本性措施，并建设火灾自动监控系统。（2）生物多样性保护工程：禁止伐天然林；增大封山育林面积；通过建设种源繁殖基地，在物种原生地实施再引入工程；增加野外种群数量，促进其尽快摆脱濒危境地，使复垦后的植被重新成为陆地野生动物栖息地，为灰鹤、野猪、白天鹅等160余种珍稀动物，提供良好的生存环境。

3.5 原平市的废弃矿山整治工程

根据经济合理的原则，并根据自然条件及土地破坏状态，确定修复后的土地用途。修复与复垦后的土地应优先用于农业，宜农则农、宜林则林。

整治工程包括废旧设施清运、土地平整、人工种植、自然修复等。采用土壤覆盖技术，在煤矸石上覆土60 cm，并种植各种植被，植被选择应因地制宜，按照适地适树适草的原则，交错种植乔木、亚乔木、灌木、草皮等，形成紧密型的生态结构。

3.6 生态环境的监测监控工程

生态环境监控系统建设中，应以生态环境监控中心为主站，各矿区相应建立配套的矿区生态环境监控子系统，并要充分依靠当地监测机构（环保局、林业局、农业局等监测机构）的力量，避免重复建设。监控手段主要是定期和不定期人工巡检，并将采集到的数据资料，通过计算机网络监控系统传输到县级乃至省级网络监控系统进行汇总和交流，对生态环境状况做出正确的判断评估。

4 结束语

煤炭作为主要能源的地位近期内不会改变，煤炭开采后造成裂缝、地面塌陷、土地资源、水资源被破坏的影响，将是长期的。原平市应结合区域经济发展要求，从煤矿生态环境保护出发，应对原平煤矿生态环境现状评估，制定相应的规划及工程目标，并建立生态环境恢复治理办公室，全面负责规划的组织、管理、协调、实施，做好煤炭开采生态环境保护和恢复治理工作。

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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

张淑玲（1972—），女，山西襄汾人，硕士，讲师，从事环境与安全工程方向研究。

刘新光