矿山环境保护与治理控制指标研究——以徐州市为例

王玉军，欧名豪，黄敬军，张　于，秦学红

(1.南京农业大学土地管理学院，江苏南京210095； 2.江苏省地质调查研究院，江苏南京210018)

矿山环境保护与治理控制指标研究——以徐州市为例

王玉军1，2，欧名豪1，黄敬军2，张于2，秦学红2

(1.南京农业大学土地管理学院，江苏南京210095； 2.江苏省地质调查研究院，江苏南京210018)

摘要：矿山开采对环境的影响和破坏日趋严重，矿山环境保护和治理迫在眉睫。在分析徐州矿山环境保护与治理现状的基础上，有针对性地合理选取规划的控制指标，采取定量分析或定性分析方法，提出采煤塌陷地土地复垦率、露采矿山环境治理率、地质灾害隐患治理率、矿井水综合利用率、煤矸石综合利用率和“绿色矿山”创建率6项主要控制指标，使徐州矿山环境保护与治理规划更具可操作性。

关键词：矿山环境；保护与治理；控制指标；绿色矿山；江苏徐州

中图分类号：TD167

文献标识码：A

文章编号：1674-3636(2015)02-0329-05

收稿日期：2013-07-19；修回日期：2013-08-22；编辑：蒋艳

基金项目：国家自然科学基金项目(71303119)，教育部哲学社会科学重大课题攻关项目(11JZD031)

作者简介：王玉军(1972—)，男，高级工程师，从事土地资源规划与管理工作，E-mail:jszzdt@126.com

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2015.02.334

0引言

《江苏生态省建设规划纲要》将矿山环境保护与治理纳入其中，并有相应的考核要求，矿山环境保护与治理已成为生态省建设的一部分。作为江苏矿业大市的徐州，矿山环境保护与治理规划的实施无疑将加快了江苏生态省、徐州生态市建设的进程。

矿山环境保护与治理规划是为了协调矿产资源的开发利用与生态省、生态城市建设的矛盾，规划控制性指标的合理程度将决定规划是否具可操作性及能否顺利实施。

1控制指标研究的目的及意义

1.1　目的

通过矿山环境保护与治理的控制性指标的总体目标及分期目标、分区目标的研究，确定徐州矿山环境保护与治理规划的控制指标体系，实现徐州近期(2011—2015)和远期(2016—2020)矿山环境保护与治理目标，从而促进徐州矿产资源开发与环境保护协调发展，最大限度地减少矿产资源开发过程中的污染和生态破坏，逐步治理历史遗留的矿山环境问题，为徐州环境安全和社会发展战略决策提供科学依据。

1.2　意义

近年来，徐州市加快了矿山环境治理力度，使矿山环境恶化的态势得到控制，但与“生态徐州”建设的要求仍相距甚远，采煤塌陷地土地复垦率仅23.72%，而废弃露采矿山环境治理率则更低(不足5%)。有系统、有步骤地开展矿山环境保护与治理已到了刻不容缓的地步，最有效的途径是通过规划分步实施。因此，进行矿山环境保护与治理规划控制指标的研究十分重要。

2控制指标的选取和确定方法

2.1　控制指标选取原则

2.1.1针对性原则控制指标要依据徐州矿山环境现状、社会经济基础等实际情况有针对性地选取，既能与省级规划相一致，又能体现江苏能源、建材基地的特色，能控制徐州矿业开发中的主要环境问题和主要矛盾。如主城区矿业经济的地位逐渐减弱，改善人居环境和投资环境，开发旅游资源将成为其主要任务，控制指标应偏重于矿山环境治理；而远景能源基地的沛县，其采矿业在今后几年内仍将是主导产业，控制指标应侧重于矿山环境保护。

2.1.2合理性原则从矿山资源可持续利用的角度出发，既要考虑关闭矿山的环境治理，又要考虑在采矿山的环境保护；既要考虑矿山环境问题发育特征(环境污染、地质灾害及资源环境破坏与影响)，又要考虑社会经济基础及自然环境条件，提出合理的控制指标及指标值。如沛县近年来塌陷地发展迅速，塌陷地土地复垦率不到10%，但其稳沉区面积仅10.1 km2，占未复垦面积的21.4%，因此塌陷地土地复垦率控制指标不宜过高。而贾汪区由于资源接近枯竭，塌陷地土地复垦率达44%，且塌陷地基本稳沉，稳沉区(16.4 km2)占未复垦面积的53.6%，因此可提高塌陷地土地复垦率等控制指标。

2.1.3可操作性原则矿山环境保护与治理规划可选取的控制指标较多，有些指标虽有明确定义和意义，但在实际管理过程中无法衡量和操作，失去了制定指标的意义。如采煤塌陷地环境治理的控制指标有复垦率、塌陷地土壤改良度、水环境修复率等。相对而言，塌陷地土地复垦率(复垦土地面积与塌陷地面积之比)直观、便于统计，可操作性强，是必须确定的控制性指标；但塌陷地土壤改良度、水环境修复率涉及的因素较多，不便确定，必须进行一定的分析测试后才能定性(不仅工作量大，而且需投入较大资金用于测试)。因此，在实际执行过程中难以操作，不宜作为控制性指标。

2.2　主要控制指标

依据上述原则，选取影响徐州生态环境的采煤塌陷地复垦率、废弃露采矿山(开山采石)治理率和地质灾害治理率等作为矿山环境治理的主要控制指标，对在采矿山环境保护则提出“绿色矿山”创建率、矿井水综合利用率和煤矸石综合利用率等主要控制指标。

2.2.1采煤塌陷地土地复垦塌陷地土地复垦是指采矿区由于开采挖掘而造成的地面塌陷，导致土地、森林、草地、水面等资源的破坏或废弃，在挖掘过程中或采掘过后及时采取工程措施或生物措施予以恢复，使其达到可期望利用的状态(江苏省人民代表大会常务委员会，2001；中华人民共和国国务院令第592号，2011)。将采煤塌陷地土地复垦面积与塌陷区面积之比的百分比定义为塌陷地土地复垦率或土地复垦率。

2.2.2露采矿山环境治理露采矿山主要指开山采石矿山，其采矿剥离表土、矿石采掘、固体废弃物的堆放及运输加工设施等将占用与破坏大量的土地资源，从而引发地貌景观改变、土地资源的荒废闲置、植被毁坏及水土流失等环境问题。露采矿山环境治理率定义为已治理的、由矿业开发引起的土地破坏面积与露采矿山占用与破坏总面积的百分比。

2.2.3地质灾害隐患治理徐州露采矿山90%以上为不规范的斜坡式开采，都形成高(30～50 m)而陡(60°～80°)的不稳定斜坡体，存在133处滑坡、崩塌地质灾害隐患，尤其是关闭露采矿山因城市扩张进入城区，地质灾害隐患威胁人民的生命财产安全。地质灾害隐患治理率定义为隐患的治理点数与隐患点总数的百分比。

2.2.4矿井水综合利用矿井水指地下采矿过程中，疏干排放矿石周边的地下水。矿井水的排放不仅浪费宝贵的水资源，而且造成环境污染。矿井水综合利用率定义为当年矿井水综合利用(包括矿区生产生活用水、城市供水、农林灌溉用水等)的总量与当年矿井水排放总量的百分比。

2.2.5煤矸石综合利用煤矸石指煤矿在建设、生产及煤炭加工过程中产生的固体废弃物，其理化性质异于普通岩石。大量以圆锥式或沟谷式自然松散地堆积在矿井四周的煤矸石，在接受降雨淋滤时，其中有毒有害组分会迁移进入环境污染土壤、地表水和地下水等(丁金余等，2000)。将每年综合利用煤矸石的总量与煤矸石的总量(包括当年排放量和存放量)的百分比定义为煤矸石综合利用率。

2.2.6 “绿色矿山”创建“绿色矿山”是实现矿产资源开发利用与自然生态环境相和谐而提出的，“绿色”将贯穿于矿产开发的全过程，实现矿产资源利用集约化、开采方式科学化、生产工艺环保化、企业管理规范化、闭坑矿区生态化(徐书杰等，2006)，是现在或今后开采矿山努力的方向，具有非常重要的意义。

2.3　控制指标的确定方法

2.3.1 定性分析法徐州经济基础相对薄弱，矿山环境保护与治理工作处于初始阶段，对于有些控制指标，不仅缺少基础数据，而且影响控制指标的因子较多，很难用一定的数学方法来计算，数字量化较困难，则依据相关要求确定。如露采矿山环境治理率和地质灾害隐患治理率可依据省级矿山环境保护与治理规划的控制指标、江苏省有关文件要求和徐州市矿产资源总体规划来确定(崔文静等，2007)。而近年来提出的“绿色矿山”创建，量化指标有待进一步确定，只能根据徐州矿产资源开发利用现状及城市发展要求来确定。

2.3.2定量分析法对于基础数据充分(有系列资料)控制指标，可依据历年资料的分析研究，用数学公式来计算。如采煤塌陷地土地复垦率、煤矸石综合利用率和矿井水综合利用率等控制指标，逐年增长率受地区经济基础影响及政策法规的约束，会表现出不同的增长速率，为方便计算，增长率概化为均等，其数学公式如下。

Pn=q0+qn

(1)

对于分区确定的控制指标，总体控制指标值用如下数学公式计算：

(2)

式(1)、(2)中，Pn为控制指标值；q0为控制指标的初始值(2010年)；q为控制指标速率，q≠0；n为规划时间段(年)，n1=5(近期)，n2=10(远期)；pi为各分区控制指标值；si为各分区需控制的总量。

3矿山环境保护与治理控制指标

3.1　塌陷地土地复垦率

徐州采煤塌陷地分布在九里、经济开发区、贾汪、铜山和沛县5个区(县)，由于塌陷发生的时间不同、可供复垦的稳沉区面积也不同，同时经济基础也决定复垦力度，土地复垦进展不一。因此，从可操作性角度出发，分主城区、贾汪区、沛县和铜山4个区来确定采煤塌陷地土地复垦率。

3.1.1徐州主城区塌陷地土地复垦率徐州主城区指西至卧牛山煤矿，东含大黄山、大庙镇，南至连霍高速公路，北抵茅夹铁路、大运河的地(华建伟等，2006)，塌陷地包括九里区、经济开发区和铜山县部分地区。截止2010年，塌陷地面积为91.4 km2，复垦土地面积为19.5 km2，复垦率(q0)为21.44%，以1989年国务院颁布实施《土地复垦规定》后开始复垦计算，年复垦平均增长率为1.34%，但近年来加快了采煤塌陷地的复垦力度，仅2005年实施复垦的塌陷地面积便达10.7 km2，占塌陷地面积的11.71%。

考虑主城区塌陷地基本稳沉，规划期内复垦力度更大，土地复垦增长率(q)取10.0%较宜。根据式(1)计算，近期控制指标为70.33%(取70%)、远期控制指标120.33%(考虑仍有部分开采煤矿，塌陷地未全部稳沉，取95%)。

3.1.2贾汪地区塌陷地土地复垦率贾汪区为徐州最早的矿区，也是最早开展采煤塌陷地土地复垦的区(县)之一。截止2009年，采煤塌陷地面积为57.4 km2，复垦土地面积为25.0 km2，复垦率高达43.66%，年复垦平均增长率为2.73%。2010年正在实施的采煤塌陷地复垦面积1.73 km2(占塌陷地面积的3.02%)，2010年的实际年复垦率为5.75%。

考虑贾汪区经济基础，规划期内土地复垦增长率(q)宜取5.0%，根据式(1)计算，近期控制指标为68.66%(取70%)、远期控制指标为93.66%(取90%)。

3.1.3沛县塌陷地土地复垦率沛县为徐州乃至江苏的煤炭资源远景开采区，采煤塌陷发展迅速，但由于煤层埋藏深，稳沉时间长，因此塌陷地的土地复垦率较低(徐州市人民政府，2004)。截止2009年，沛县采煤塌陷地面积为52.8 km2，仅复垦土地面积为4.80 km2，复垦率(q0)为9.08%。沛县塌陷地的土地复垦主要开展于1999年后，年平均复垦增长率为1.51%。2010年正在实施的采煤塌陷地复垦面积为1.04 km2，占塌陷地面积的1.97%，2010年的实际年复垦率为3.48%。

考虑沛县经济基础，塌陷地的土地复垦平均增长率(q)宜取3.0%，根据式(1)计算，近期控制指标为24.08%(取25%)、远期控制指标为39.08%(取40%)。

3.1.4铜山塌陷地土地复垦率除属徐州主城区外的铜山县域，仍有部分乡镇分布有采煤塌陷地，如柳泉、利国、郑集、汉王、马坡等乡镇。2010年采煤塌陷地面积为18.0 km2，复垦土地面积为2.72 km2，复垦率(q0)为15.11%，2010年正在实施的采煤塌陷地复垦面积仅33 hm2，年复垦率为1.83%。

考虑铜山县采煤塌陷地土地复垦主要集中在主城区的大彭、刘集、柳新等乡镇。因此，塌陷地的土地复垦平均增长率(q)宜取1.5%，根据式(1)计算，近期控制指标为22.61%(取20%)、远期控制指标为30.11%(取30%)。

3.1.5徐州塌陷地土地复垦率徐州塌陷地土地复垦控制指标取上述4区的平均值。根据式(2)计算，近期控制指标为55%、远期控制指标为75%。

3.2　矿井水综合利用率

徐州矿务集团早在20世纪80年代末就积极探索矿井水的综合利用途径，尤其是90年代后，矿井水的综合利用逐年增高,如韩桥煤矿将部分矿井水供贾汪电厂用于发电冷却，年利用量300万t；夹河煤矿以净化后的矿井水代替水源井供水，对87.36万t矿井水进行处理，综合利用矿井水58.73万t，综合利用率67.22%；新河煤矿利用矿井水建立新河水厂，供水能力为4.2万m3/日，矿井水综合利用率达86%，可为30～35万城市人口提供优质饮用水；权台煤矿利用井下水仓进行絮凝沉淀处理后供生产和生活用水。

据有关资料(吴晓兰，2001)，1994年徐州矿井水综合利用率达29%，2000年矿井水综合利用率达37%，2010年徐州煤矿矿井排水量7 194万t，综合利用量为3 215万t，综合利用率(q0)达45%，平均年增长率1.5%。

鉴于近年来徐州矿井水的综合利用率力度加大，取年增长速率(q)为2%。根据式(1)计算，近期控制指标为55%、远期控制指标为65%。

3.3　矿山地质灾害隐患治理率

自《地质灾害防治条例》(国务院令394号)颁布实施以来，徐州开展全市地质灾害调查，并逐步开展矿山地质环境保护与恢复治理。

《徐州市地质灾害防治规划》和相关省级矿山环境保护与治理规划确定的目标可以作为徐州地质灾害隐患治理规划目标的指导。即近期城市规划区、风景名胜区等禁采区内地质灾害隐患治理率为100%，其他地区为20%，远期全部区域达100%。

3.4　露采矿山环境治理率

徐州露采矿山环境治理工作起步较晚，截止2010年，完成云龙区铁刹山等10多个矿山治理工作，治理面积达51.9 hm2，其中复垦耕地面积8.9 hm2、建设用地12.0 hm2、垃圾堆放场10 hm2、水产养殖用地1 hm2、林地20 hm2，治理率不足1%，治理率极低，与徐州急需治理的露采矿山总面积相比极不相称。

徐州虽然已加大关闭露采矿山环境的治理力度，但由于经济基础薄弱，关闭露采矿山不仅数量多，而且急需治理的面积大。因此，露采矿山环境治理率不宜过高，露采矿山环境治理率应低于全省平均值。

《江苏生态省建设规划纲要》提出：“到2010年，受破坏矿山生态环境治理率达45%～50%”；《江苏省矿山环境保护与治理规划》同时提出：“至2010年，苏南地区基本完成禁采区废弃露采矿山环境的恢复治理，其他地区废弃露采矿山环境的恢复治理率在50%以上。”据此，确定徐州近期控制在40%～50%较适宜(禁采区治理率可达60%)，远期控制在60%～70%较适宜(禁采区治理率达100%)。

3.5　煤矸石综合利用率

徐州综合利用煤矸石由来已久，不仅先后建立大屯、姚桥等煤矸石热电厂，将煤矸石就地转化为电能，降低了污染物的排放，而且利用煤矸石作为部分材料生产水泥、充填复垦和制砖，使所在矿井实现煤矸石的就地转化。

2009年，徐州煤矿煤矸石年产出量为206万t，累计积存量1 137万t，年综合利用量226万t，综合利用率(q0)近20%，综合分析徐州近年来煤矸石的综合利用率，取年增长速率(q)为5%。根据式(1)计算，近期控制指标为45%，远期控制指标为70%。

3.6　“绿色矿山”创建率

徐州煤矿在为江苏提供煤炭资源的同时，对生态环境的破坏与影响极大。为改变徐州作为老矿业基地“半城煤炭，满城灰；一声炮响，四处荒”的负面形象，徐州不仅在全国率先制定了《徐州市采煤塌陷地复垦条例》，而且规范矿业开发，争创“绿色矿山”。如徐矿集团权台煤矿先后完成了20多项污染治理工程，使影响煤矿形象的“黑、脏”的主要污染源全部得到根治；夹河煤矿则建成了洗煤水闭路循环系统、矿井水处理厂、旋风、水膜复合脱硫除尘器等环保设施，综合利用煤矸石20多万t，当年产生的工业固体废物综合利用率达到100%，减少废水排放量40万t，使“三废”排放符合要求；旗山煤矿推广应用沿空留巷、对拉工作面、大面回采等多种开采技术，提高了煤炭资源回采率，达86.1%，实现煤炭资源开采效率的最大化；上海大屯能源集团采用洗煤水全闭路循环工艺，杜绝废水外排，节约水资源，煤炭开采的矿井废水全部达标排放，煤矸石发电等，虽未完全达到“绿色矿山”标准的5项要求，但已使煤矿开采向“绿色开采”方向发展，不断完善后即可创建“绿色矿山”。

依据徐州矿山开采现状及“绿色徐州”建设要求，徐州“绿色矿山”创建首先应着重地下开采矿山(煤矿、铁矿、盐矿和石膏矿)，尤其是新开矿山(如丰县李堂煤矿、铜山吴庄铁矿、沛县封新庄铁矿等)，其次是大型露采矿山，如淮海水泥厂采石场等。近期拟创建“绿色矿山”10座，“绿色矿山”创建率达5%，远期将地下开采矿山和大型露采矿山全部创建为“绿色矿山”50座，“绿色矿山”创建率达20%。

4结论

通过矿山环境保护与治理规划控制指标进行研究，将明显提升规划的科学性、可操作性；同时，为科学量化规划提供新的方法，有利于矿山环境保护与治理规划的有效实施。虽然所作的研究仅局限于采煤塌陷地土地复垦等6项主要控制指标，相应的控制指标值较低，但在充分考虑徐州矿山环境现状、社会经济状况和技术条件下，分期分区提出的控制指标值是必要且可行的。在当前生态建设的大形势下作有益的探索，意义重大。

近年来，全国各省都陆续编制了矿山环境保护与治理规划，部分省已颁布实施。因此，不仅要加强对规划控制指标及确定方法的研究，而且要建立规划控制指标体系，方能完善矿山环境保护与治理的规划体系。

参考文献：

崔文静，黄敬军，韩涛，等. 2007.徐州市矿山环境地质问题及防治对策.中国地质灾害与防治学报,18(4)：93-97.

丁金余，王锡其. 2000.新河煤矿矿井水资源化的研究与实践.煤矿环境保护，14(1):31-32.

华建伟，聂志强，黄敬军，等. 2006.《江苏省矿产资源总体规划》实施的中期评估.地质学刊(原《江苏地质》)，30(2)：142-147.

江苏省人民代表大会常务委员会.2001-11-03.徐州市采煤塌陷地复垦条例[EB/OL].http://www.xz.gov.cn/zwgk/fggw/dfxfg/20081102/014004798.html.

吴晓兰. 2001.徐州矿务集团公司矿井水利用现状及分析.煤炭科技，(3)：22-23.

徐州市人民政府.2004.徐州市城市总体规划(2003—2020).江苏徐州：徐州市人民政府.

徐书杰，吕恒林，夏大明，等. 2006. 徐州矿区煤矸石堆放的生态危害及其烧结模数多孔砖的开发.甘肃科技,22(4)：135-138.

中华人民共和国国务院令第592号.2011-03-11.土地复垦条例[EB/OL]. http://www.gov.cn/zwgk/2011-03/11/content_1822591.htm.

Control indicators of mining environmental protection and treatment—A case study of Xuzhou

WANG Yu-jun1，2,OU Ming-hao1，HUANG Jing-jun2，ZHANG Yu2,QIN Xue-hong2

(1.College of Land Management, Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，Jiangsu, China； 2.Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，Jiangsu, China)

Abstract：This study analyzed the state of the mining environmental protection and treatment in Xuzhou, and based on this, selected reasonable control indicators accordingly. An overall of six main control indicators were put forward, i.e., rates of land reclamation in mining subsidence areas, rates of open-pit mining environment treatment, rates of potential geological disaster treatment, rates of comprehensive utilization of mine water, rates of comprehensive utilization of coal gangue and construction rate of ‘green mine’, using quantitative and qualitative analysis methods. With these indicators，we could make it more feasible to plan the mining environmental protection and treatment in Xuzhou.

Keywords：mining environment; environmental protection and treatment; control indicators; green mine; Xuzhou in Jiangsu