煤炭开发对生态环境的影响及防治对策的研究

2019-02-12朱丫盼

山东煤炭科技 2019年6期

朱丫盼

（霍州煤电集团吕临能化公司庞庞塔煤矿，山西霍州 033200）

1 庞庞塔煤矿开采引发的生态环境问题

1.1 影响当地居民的取用水安全

庞庞塔煤矿的煤炭开发对萨拉乌素组地下潜水和烧变岩孔洞裂隙水有一定程度的影响。矿区东南部区域第四系地层的厚度较薄，地下潜水较易向下部地层渗漏，造成水位明显下降，水井逐渐干枯，影响居民用水安全。在矿区西北部区域，煤层埋藏较深，第四系地层较厚，加上第三系隔水层的阻隔，萨拉乌素组地下潜水影响不大。尽管水位有所下降，但水井不会干枯。

1.2 影响矿区农耕地的农业生产

矿区的煤炭开发影响了区域第四系地表涵养层内地下潜水的赋存状态。地表沉陷使开采区域内的土地产生沉陷台阶、裂缝等，破坏了原农用地的耕作条件。这种影响将导致乌兰木伦河两岸及其主要较大支沟两岸区域的水浇地失去水浇条件，成为旱耕地；原来分布在丘陵区的旱地因涵养层潜水水位下降和沉陷台阶及裂缝的综合影响，大部分旱耕地的农业产量会明显下降，部分地块将失去耕作条件而退化成为荒草地。

1.3 影响矿区高大乔木、人工林的生长

庞庞塔煤矿对乌兰木伦河实施留煤柱保护，对其主要较大支沟也采取保护性开采措施，因此该区域的高大乔木和人工林受影响较小，不会因周围煤炭开发而枯死。对矿区东及东南部丘陵沟谷区域少量分布的高大乔木和人工林影响较大，因涵养层地下潜水的漏失而使林木的正常生长受损，并有一定数量的林木可能枯死。对矿区西及西北部沙滩地区域分布的高大乔木和人工林影响较小，尽管林木的正常生长会受到一定损失，但导致枯死的可能性不大。

1.4 引发失地农民的搬迁和安置问题

庞庞塔煤矿地处人口密度较低的区域，尤其在沙滩地区域和黄土丘陵区域，其人口的数量更小。因矿区开发涉及的范围广、区域大，不可避免地会涉及当地居民的村庄和居住地。

庞庞塔煤矿煤层埋藏较浅，煤层赋存较厚。煤层开采形成对地面建筑物的严重破坏。矿区开采范围内的村庄及农用设施均会受到严重影响，在权衡资源开发与村庄搬迁的利弊及社会经济因素诸多方面的综合比较后，庞庞塔煤矿采取的措施为搬迁。因此庞庞塔煤矿的开发造成了数以千计的当地居民搬迁和安置问题，引发了许多社会问题。在以人为本，构建和谐社会的今天，居民的搬迁和安置则成了需要首要解决的重中之重的问题。

2 庞庞塔煤矿公司的生态防治经验及取得的效果

2.1 生态防治经验

庞庞塔煤矿处于环境脆弱地区，矿区开发建设与环境保护之间的矛盾非常尖锐。庞庞塔煤矿提出了以大范围生态治理来保护局部开发建设的生态建设模式，较好地解决了矿区开发与环境保护的对立矛盾，达到了保护环境并改善环境的目的。结合庞庞塔煤矿的特点，开创的生态建设模式为“三圈一水”。

（1）第一圈是外围防护圈。控制矿区西北风向流动沙区的固沙水保防护林圈。具体措施为：设置沙柳沙蒿机械沙障；对裸地进行人工补植，加快植被恢复的速度；对通过矿区的铁路和公路，采取因地制宜的宜乔则乔、宜灌则灌、草灌结合的生物综合措施。

（2）第二圈是周边常绿圈。主要指环公司中心区和矿井工业场地的周边防护林带的建设。主要选择油松、樟子松、侧柏、榆树、沙棘等种，当前共完成治理面积51.13hm2，沟岸防护林120.17hm2，种植针叶树2.6多万株、灌木6多万株。

（3）第三圈是小区美化圈。主要指生活小区与矿井工业场地的园林建设，其中以大柳塔小区与乌兰木伦河小区的园林建设为主体。

（4）一水是指污水综合利用灌溉系统。当前该矿区灌溉管网控制的灌溉面积约121hm2，树木19万株，草坪6.7hm2，其他绿地21.67hm2。灌溉管网实施后，林草的成活率平均提高了7%，保存率平均提高了29%，生物量平均提高了20%。

2.2 取得的效果

经过近5年的建设，庞庞塔煤矿生态环境有了很大的改善。当前煤矿开采不仅没有对矿区造成大的环境破坏，还对原破坏情况进行了部分的生态恢复，取得了良好的经济效益和社会效益。治理流动沙地112km2，形成草、灌、乔立体结构的井田绿色防护屏障，防风固沙与水土保持功能逐年增加，矿区沙尘天数大大减少。庞庞塔煤矿的生态治理经验得到山西省环保局、水利局等部门的认可，成为山西煤炭行业生态建设的典范。

3 沉陷区土地复垦及生态环境恢复技术措施探讨

庞庞塔煤矿的土地类型多样复杂，主要为分布在矿区西及西北部的风沙滩地、东及东南部的黄土沟壑区和分布在乌兰木伦河流域及其主要支沟区域的河滩地。耕地和林地的面积较小，大部分土地为灌木林地和天然草地，生态环境十分脆弱。按照当地退耕还林还草的农业规划要求及当地的生态现状和区域特点，提出如下因地制宜的沉陷区土地复垦及生态环境恢复技术措施。

3.1 农耕地复垦技术措施

对原来分布在退耕还林还草以外区域的农耕地实施复垦，使其恢复到原来的可耕作条件，并通过培植肥力使耕地逐步改良，最终成为丰产高产田，为当地居民提供生活保障。复垦的具体措施为：

（1）沉陷台阶及裂缝密集区的整治。沉陷台阶及裂缝密集区应通过机械手段把裂缝填实，并按一定间隔修整成低台阶梯田，使其具备旱作条件。梯田的外边沿应高于内边沿，便于雨水的收集利用，减小雨季的水土流失量，为农业生产创造自然有利条件。

（2）沉陷裂缝稀疏区的整治。沉陷裂缝稀疏区多分布在沉陷的盆底区域，该区域沉陷趋于稳定后，较小沉陷裂缝会自然弥合，较大的沉陷裂缝也会变窄变小，通过人工填堵裂缝和平整就能恢复其耕作条件。

矿区沉陷区的复垦包括两个方面：一方面是自然耕作条件的恢复，另一方面是植被涵养层水分的恢复。前一个方面通过机械或人工的填堵和平整就会较容易地得到恢复，但后一方面是一个长期的影响，短期内难以恢复，因此沉陷区复垦的难点在于农业水利条件的恢复。通过井下排水的收集和储存，利用井下排水作为水源，兴建农业水利设施，在有条件的区域首先恢复植被涵养层水分。

3.2 有限林地的恢复技术措施

庞庞塔煤矿的林地面积非常小，林地较分散不集中，主要分布在较大支沟的河滩地和二级阶地上，树种多以人工杨树为主，间有柳树、槐树、松柏等。受沉陷影响，林木可能会歪斜、倾倒等，通过人工扶正基本可以保持林木的正常生长。但在局部煤层埋藏较浅的区域，由于地下潜水的漏失可能会使高大乔木枯萎，甚至死亡。

针对矿区特点及林木受影响的程度差异，有针对性地采取措施实施有限林地的恢复。对开采影响较小的林地实施封育、扶正、补栽、扩大林地面积和兴建水利工程等综合措施，使林地面积逐步扩大，实现以点到面的林、灌、草生态体系。对受开采影响较大，且难以恢复的局部区域，采取异地补偿措施，在有条件的区域实施大于原面积的补偿，确保矿区的生态环境不降低，并有所改善。

3.3 灌草地的自然恢复技术措施

庞庞塔煤矿生态环境非常脆弱，灌草地占矿区面积的80%以上。该区域也是国家规定的退耕还林还草区域，因此该区域的沉陷区治理主要还是以自然恢复为主，兼顾人工治理。

（1）保水保墒，减小水土流失。矿区地处干旱少雨的区域，地表植被常因缺乏水分而生长受损，特别是在冬春季，一些植被会被冻死、旱死，因此保水保墒、拦水蓄水是矿区沉陷区生态环境自然恢复的关键。水设施增加雨水的入渗量，减小水土流失，为沉陷区灌草地的自然恢复创造条件。通过人工填堵裂缝，人工修筑拦洪蓄可以有限地增加灌草地的涵养水分。

（2）种植和散播适地灌草。受干旱的影响，沉陷区的自然恢复期相对较长，为了缩短恢复时间，采用夏秋季散播当地优势灌草种子，增加植被的种类和数量，使植被逐步蔓延，达到生态环境良性循环的目的。

（3）培植土壤肥力，促进生态环境自然恢复。庞庞塔煤矿的土壤肥力较差，土壤中氮、磷、钾及有机质的含量较低，不利于生态环境的快速恢复，因此应采取些人工措施加以促进。

在沉陷区内散播一年期绿色速生植物，使其在夏秋季快速生长，冬季枯死作底肥，增加土壤的有机质含量，为其他多年生植物提供营养。把矿井工业场地和生活小区的生产生活废水污泥收集起来运往沉陷区作植被的底肥，增加土壤有机质，促进植被的快速恢复。在夏秋季的雨期期间，人工向沉陷区植被较好的地段散播化肥，促进其快速生长，使其逐步向更大的范围蔓延，达到恢复生态环境的目的。