礦山開采對生態環境的影響及礦區生態修復

摘要:礦山開采所造成的環境污染和生態破壞是整個生態系統退化的重要因素:占用和破壞土地、污染水資源、造成生物多樣性損害等。從政策和技術層面分別探討礦區生態修復問題，旨在恢復礦區的生態平衡。

關鍵詞:礦山開采;生態環境;生態修復

中圖分類號:F407.1文獻標志碼:A 文章編號:1002-2589(2010)18-0109-02

中國有95%以上的一次能源、80%以上的工業原料和70%以上的農業生產資料來自于礦產資源[1]。礦產資源的開發利用，有力地支撐了我國經濟社會的快速發展。但我國礦業在推動經濟發展的同時，也給生態環境帶來了嚴重的問題。

一、礦山開采對生態環境的影響

(一)占用和破壞土地

礦產資源開發利用必然占用和破壞土地，包括采礦場破壞土地、廢渣堆放破壞土地、地面塌陷破壞土地、礦區修路及建設廠房占用破壞土地等，礦山對土地的破壞存在于礦產資源開發的各個環節。

在采礦前，主要是對礦區土地進行勘察和三通一平工作，這個階段主要造成地貌被破壞，規模相對較小。

在采礦中，露天開采時，要剝離礦層上的覆蓋層，挖損大量土地，地表植被將完全被破壞，這個過程對土地資源的破壞是毀滅性的。我國大部分露天礦目前均采用外排土場方式開采。露天開采外排土壓占的土地約是挖掘土地量的1.5～2.5倍，平均為2倍。露天礦正常生產后，每采1萬t煤排土場壓占土地0.04hm2～0.33hm2，平均為0.16hm2。目前，露天礦排土場壓占土地達16 300hm2，造成了對土地資源的大量壓占。我國94%是井下開采，井下開采對土地造成的破壞主要是地表塌陷，在礦產資源被大量開采出以后，巖體原有的平衡狀況將會受到破壞，資料表明，對于井工開采，每采1萬t煤炭就有0.01hm2～0.29hm2的土地塌陷;平均為0.2hm2的土地塌陷，截止到目前，受煤炭開采下沉影響(以下沉大于10mm為標準)的土地面積達40萬hm2左右。其中，因積水造成減產或絕產的，我國中東部礦區面積為13萬hm2，而西北、東北、華北北部和西南地區受塌陷影響區的面積約為27萬hm2[2]。

在采礦閉坑后，矸石堆的穩定性及滲浸對土地也會造成相當嚴重的污染。據統計，目前已形成堆積的3Gt矸石，占地面積約26 000hm2;預計到2010年排矸量將每年增加0.2Gt，年新增占地約667hm2，顯然將進一步加劇國家可耕地資源短缺的局面。例如，平頂山礦區40年來，排放矸石累積存量39Mt，形成31座矸石山，占地98hm2，其中77.5%為可耕地，按當地平均種植水平，每年少產糧食626 000kg，相當于1 500多人的年糧食占有量[3]。

(二)造成水資源污染

礦山開采造成水資源污染包括地表水資源污染和地下水資源污染。地表水資源污染主要是指選礦水和選礦廢水排入地表水體所造成的污染。在采礦生產過程中，露天開采或地下開采疏干排水和廢石淋溶水都含有較高的懸浮物及重金屬等，排入水體后往往造成地表水體的有機污染和重金屬污染，并且增加水體的混濁度，影響水體納污能力。另外，矸石及露天堆煤場遇到雨天時所排放的大量廢水也很容易使礦區周圍的河流、湖泊變成黑色死水。

相對地表水資源污染，地下水資源污染更具有隱蔽性，且影響深遠，難以恢復。礦產資源開采強度和延伸速度的不斷加大提高，使得礦區地下水位大面積下降，導致缺水地區供水更加緊張，影響當地居民的正常生產生活。如甘肅省石羊河下游的民勤縣，因連年超采，地下水位每年以0.5m～0.8m的速度不斷下降，地下咸淡水層串通，水中礦化度不斷升高，有的甚至高達每升3克，既不能飲用，也不適宜灌溉，造成地表生態系統嚴重破壞，使73萬畝天然林、28萬畝人工育林枯死，2 528.5km2土地鹽漬化。民勤縣盆地綠洲北部地帶的沙漠每年以10m的速度入侵，廢棄耕地達40萬畝。由于生態惡化每年給民勤縣造成的經濟損失達1.5億元[4]。

(三)造成生物多樣性損失

廢渣排放、植被清除、土壤污染與退化都嚴重影響著礦區動植物的生存，對生物多樣性造成的破壞往往是不可逆的。生物多樣性喪失后，雖然一些耐性物種能在礦地實現植物的自然定居，但形成的植被質量也通常是相對低劣的，因為礦山廢棄土地土層薄、生物活性差，受損的生態系統恢復又非常緩慢，往往要50～100年，所以，礦山開采對生物多樣性的破壞往往是致命的。

二、礦區生態修復

礦區生態修復實際上就是國外的礦區復墾。英國礦業與環境委員會將復墾定義為將廢棄的場地改做某種用途。澳大利亞將復墾定義為消除采礦對環境影響的過程。美國將復墾定義為恢復采煤影響的土地做林地、草地、農地、娛樂場所野生動物棲息地或其他高于或相當于采前生產力水平的用途，采取回填、平整、土壤重構、植被恢復及其他工作。

礦區生態修復是指對采礦引起退化的礦區生態系統，通過重整地形和表土，采取植被和其他適宜的土地利用方式，恢復其生態平衡的過程[5]。

(一)政策層面:新老礦區區別對待，明確生態修復責任

礦區生態修復涉及兩部分內容:一是廢棄礦山和老礦區造成的生態破壞問題;二是正在進行的礦山開采所造成的生態破壞問題。解決這兩類問題可以借鑒美國關于礦山修復的模式，美國在頒布露天采礦與復墾法后，逐將礦區復墾分為法律頒布前與頒布后，對頒布前已廢棄的礦區，由國家通過建立復墾基金的方式組織恢復治理，而對于頒布后的礦區環境污染和生態破壞，則根據“誰破壞，誰治理”的原則，由礦主負責解決，不僅要負責資源開發活動中的生態治理，而且開發結束后也要按規定進行生態修復。因此，我國在治理礦山生態破壞問題時，可將其分為歷史舊賬和新增破壞兩類。對于歷史舊賬，由國家通過建立廢棄礦山生態環境修復治理基金的方法進行治理，基金來源可以是財政撥款以及向正在生產的礦山征收的“廢棄礦山生態環境補償費”。

礦產資源開采的新增問題由企業承擔全部責任。企業對破壞的生態有兩種補救形式:現金補償和修復治理?，F金補償是指礦山企業對礦產資源開采所造成的直接損害，包括地上附著物損害、耕地占用等容易明確受害人的損害，直接給予現金補償;修復治理是指開采企業對礦山開采所造成的生態破壞承擔的一種環境責任。這種責任的承擔可以通過征收生態環境修復保證金來實現。

(二)技術層面:清潔生產，修復與開采同步

1.減少及整治土地塌陷

對于厚煤層可利用水砂充填管理采空區頂板，有效減輕地表沉陷。對薄及中厚的煤層群，應采用離層帶高壓注入泥漿技術，減緩和減少地表沉陷。對于劣質煤層或結構復雜的煤層，可采用柱式或房柱式采煤法及條帶式采煤法回采，以減少采后的地表塌陷量，減輕對地表環境的影響。

對于已塌陷的土地，在復墾技術上應使用綜合整治的方式。如淺層采煤塌陷區的挖塘造地復墾，多層采煤塌陷區水產養殖復墾，煤矸石充填區造地基建復墾，深淺交錯尚未穩定的塌陷區魚鴨混養復墾以及粉煤灰充填區的覆土造林復墾等。

2.利用和治理煤矸石

據統計，所有的洗矸、煤泥和部分的采掘出的煤矸石，都具有一定的發熱量(300～3 500千卡/千克)，可以用于循環硫化床鍋爐燃燒發電，真正毫無熱值的白矸只有15%左右。煤矸石、洗矸、煤泥中的不可燃物質部分，經過循環硫化床低溫燃燒后，同時具脫炭和活化作用，其灰渣是很好的建材原料，部分可以直接摻入水泥中，部分可用于制磚，其經濟效益和環境效益十分可觀。

對矸石山進行生態恢復可采用植樹方式。植物生長和植被覆蓋率的提高可以減輕大氣和粉塵污染，改善附近的水土和小氣候，提高土壤的肥力，也可以逐步恢復生物的多樣性。但植樹要注重樹種的選擇，盡量選擇生長快、適應性強、抗逆性好的品種。在方式上可采用全換土容器栽植、半換土魚鱗式栽培及直接種樹等。

3.提高污水處理技術

首先可以通過減少污水排放量來減少污染。通過設立專門的排水系統，集中排放酸性水，并在地表攔蓄，使之蒸發、濃縮，而后進行處理，免除污染。其次可以采用新型水泵對采區分級脫水后的煤泥水進一步凈化處理，循環用于采掘。對于地面無洗煤廠的小型煤礦，所產生的煤泥水都在井下中央硐室處理，做到煤泥水不上井或者處理后循環利用。

參考文獻:

[1]周宏春，王瑞江，陳仁義.中國礦產資源形勢與對策研究[M].北京:科學出版社，2005.

[2]梁洪有，陳俊杰.煤礦開采對土地資源的破壞及對策研究[J].http://www.lrn.cn/stratage/expertpoint/200702/t20070226_ 35052.htm

[3]袁霄梅，李光，陳永勝.淺析煤礦開采對環境的影響及對策[J]煤礦開采，13，(6).

[4]竇賢.莫讓資源大省成為地質災害大省[R].http://www.gs.xinhuanet.com/old/gansu/gs-jqgz/jqgz-lswh.htm

[5]戴塔根，劉星輝.我國礦山生態恢復的現狀和展望[J].礦業快報，2006，(6).

The impacts of mining on the ecological environment and

ecological restoration of mining areas

——To mine as an example

DAI Li-ping

(College of Literature， Law and politics， CUMT， Xuzhou， Jiangsu， 221008)

Abstract: Mining caused by environmental pollution and ecological destruction is one of the most important factors on the entire ecosystem degradation .Occupation and destruction of land， pollution of water resources， and damages to biological diversity. It will discuss about the ecological restoration of mining areas on both the policy and technical aspect which is aimed at restoring the ecological balance of the mining area.

Key words: mine mining; environmental problems; ecological restoration