煤炭开采对生态环境的影响及治理策略

张玉福

（中煤科工集团重庆研究院有限公司， 重庆 400037）

引言

随着我国国民经济快速增长，各行业对能源的需求量逐渐增加。据相关统计，我国95%以上的一次性能源、80%以上的工业原材料以及70%以上的农业生产资料都来源于矿产资源，矿产开采已成为我国生产活动与经济增长的重要途径[1]。矿产开采产生大量剥离物、矸石、尾矿、洗矿废水沉淀物及废弃坑等占用土地，造成了水资源缺乏、水质被破坏、水土流失、土壤沙化、土地塌陷、空气污染等一系列生态环境问题。基于此，文章针对煤矿开采所造成的生态环境问题作分析，并提出相应的治理策略，以期为煤炭资源可持续开发与生态环境协调发展提供参考。

1 煤矿开采所造成的主要生态环境问题

煤矿开采生产活动会对自然造成生态破坏，一般情况下，主要包括三个过程[2]：一是煤矿的开采生产活动会直接对土壤的自然植被、地表层等造成破坏，产生土地沙化、水土流失等问题；二是开采过程中所产生的大量剥离物、矸石、尾矿等废弃物会占用大量土地资源；三是废弃物的存放和运输会形成污染源，产生有毒有害的气体，对周围的大气、土地、河流造成二次污染。除些之外，开采后堆放的大量废弃物还会在一定程度上加快局部的地表岩移和沉陷速度，从而极易造成边坡泻溜、泥石流等地质灾害。

1.1 地表沉陷

煤矿开采对土地资源的影响主要表现在：第一，造成土地的坡度、地形、标高发生变化。如平原地区受开采沉陷的影响，会出现移动式低洼地，破坏土地原有的形状。第二，沉陷会产生地表裂缝、变形、台阶状下沉等使得表层土壤松动，增大地表径流系数，水土流失因此加快。加大了水土保持和地基处理的难度和经济成本。第三，煤矿开采易使土地发生坍塌和滑坡，原有的地形与地貌被改变，由于地表沉陷所带来的环境问题具有灾害性，土地的利用价值将遭受直接损害，威胁人们的生命和财产安全。

1.2 水土流失和土壤沙化

我国煤炭资源分布在干旱半干旱地区较多，煤炭开采会导致地下水含水层结构发生改变，降低地下水水位，土壤水贮存条件被改变，造成生产区域土壤水、地表水枯竭，土地贫瘠、植被减退，土质荒漠面积变大。相关研究表明，作为我国能源基地的神府东胜矿区，由于煤炭资源丰富、煤质优良，受到人为因素和自然因素的影响较大，沙漠化面积已达83.5%，1992—2006年开发后期，沙漠化增长速度达到1.18%。全区的水土流失面积已占总面积的84%。

1.3 生态破坏

煤矿开采会对生态系统造成破坏，如植被破坏、动物数量减少、景观破坏等。煤矿生产中的矸石、废渣等固体废弃物、洗矿废水、生活污水、粉尘污染等都会因地表的破坏影响植被生长，严重时将造成大量植被资源流失。因改变了地貌和植被，破坏了野生动物赖以生存的栖息地，人类的生产活动将动物驱赶出原有区域，造成野生动物的局部迁移，由此对种族数量和群落组成产生一定的影响。如某县内耕地总面积2.79万hm2,有水土流失面积861 km2，占总面积的72.8%，全县森林覆盖率仅为36.6%,且土层较薄，土壤类型多样，平均土壤侵蚀，平均土壤侵蚀模数为 5 000 t/（km2·a），部分地区高达8 000 t/（km2.a）[3]，这种破坏还会随着矿区的发展持续加重。

1.4 大气污染

在煤矿开采过程中释放的瓦斯、动力设备产生的NOx、CO有害气体，煤炭燃烧产生的CO2、CO，运输过程中的抛洒粉尘颗粒物等都会造成大气污染。而大气污染又包括全球气候变暖、区域性酸雨、大气环境污染等三方面内容，危害人类、动植物的健康。

2 矿区生态环境治理的目标与任务

最大程度地降低煤炭资源开发对生态环境带来的影响及破坏，确保区域生态系统的完整性和自然性，最终促进矿区的生态系统处于平衡状态。对已出现塌陷的区域应及时进行裂缝填充，整理土地，恢复土壤的生态功能。减缓土壤破坏和水土流失，对土地资源进行保护，提倡多种树，种植灌草植被，维护矿区生态系统的生态平衡和多样性，保护区域内动植物，促进区域生态环境的可持续发展。对地面污染、水质污染、大气污染等务必建立高效达标的防治设施，经处理各指标达标后再进行排放。最后应继续探索科学合理的采煤工艺，减少煤炭开采对生态环境的影响。

3 煤炭开采对生态环境的保护治理策略

3.1 积极推进洁净煤技术产业化

推广普及干净煤炭技能，是保护生态环境和降低污染的重要途径。我国经济正处于飞速发展的黄金时期，推进洁净煤产业化有以下路径：第一，引进当前比较高端的技术手段，加强对资源开采过程的管理。对煤炭的开采、运输、运用等全过程进行监测，合理利用煤炭生产和使用过程中产生的废物，避免形成污染及浪费。第二，快速实现洁净煤产业化，能体现环境和经济的共同进步。第三，煤产品最后的消费者，如煤炭厂、工业矿区等，应禁止使用未经加工的煤，务必只使用生产合格后的商品煤。

3.2 创建生态环境管理体系

构建合理的相关煤炭生态环境的管理体系，建立环境保护及实施生态保护的管理体系，以此实现环境保护与资源开发的可持续发展。根据我国的相关法律法规，根据污染的具体情况，对生态环境存有危险的矿井进行管理。矿企应积极主动完成各项环境保护整改工作，确保整改工作落实到位。对原煤总产量进行合理控制，将废物污染物的排放降至最低。调整矿产设备、生产技术、矿产结构三者的平衡性，提升煤炭开采的新技术和管理水平，引进最新的节能环保设备，减少土地塌陷面积，提高煤层的利用率，降低有害气体的排放量。

3.3 建立生态环境补偿机制

我国虽已在20世纪80年代时就已颁布了关于矿产生态补偿的法律政策，但实质却类似于谁污染谁治理的管理举措，对于谁获利谁治理的理念还未深入到煤炭生产企业中去，如何补偿生态环境遭受破坏的考核和监督还有待深化，以致于矿企业对恢复矿区生态环境的意识较为薄弱。目前，国务院办公厅于2016年5月印发了关于健全生态保护补偿机制的意见（国办发〔2016〕31号），该意见是国务院关于生态保护补偿方面的首个专门文件，是生态保护补偿的顶层制度设计，是指导重点领域补偿、重要区域补偿和地区间补偿的指导性文件。优化原有生态补偿试点的政策工具及保障措施，形成环境破坏者赔偿，建设者和保护者得到合理补偿的良性运行机制[4]。

3.4 修复地表植被

根据矿区所处的地理位置及气候条件等因素，实施全面造林，选择适应性强、根系发达、易成活、生长速度快的树种进行造林。同时，最好种植经济效益高的树种，既能保护生态环境，又能创造经济效益。对于不太适合树木生长的地区可进行荒地种草，在植被修复时，一定要进行保护，严禁放牧砍伐等。此外，应积极发展养殖业、种植业，逐步发展生态产业，促进煤炭生产矿区生态平衡，有利于生态环境的尽快恢复。

3.5 保护地下水资源

首先，将矿区的地下水分布划分为“缺水区”、“富水区”等，然后有针对性地实施保护。遵循“以水定产、以水定电、以资源环境承载能力定规模”的原则，以水资源、水环境承载能力而定煤炭开采及转化的规模和布局。在煤炭开采过程中，选用科学合理的开采方案及技术，确保煤炭开采活动不会对区域的含水层造成影响。在进行采煤方案设计时，依据井田煤层的厚度、埋深、含水层、地层结构等综合考量而定。如果有需要，可选用分层开采、条带开采、限采高等技术，降低采煤对地下水的影响，确保采煤工作不会对地下潜水构成威胁。除此之外，开展植树种草活动，最大限度地扩大矿区植被的覆盖面积，体现植被“涵养水源”的作用，保护地下水资源。

4 结语

煤炭开采与生态环境两者间的相互协调、共同的可持续发展，是一项长期、复杂且系统的大工程。因此需建立一套完善的严谨合理的管理机制及法律法规，对其进行管理和协调。煤炭开采企业应树立积极的生态环境保护意识，并积极行动，减少对生态环境的破坏。通过采取合理、有效的策略，进一步降低煤炭开采对生态环境的不利影响，实现能源开发与环境保护的可持续发展。