礦山生態環境恢復規劃——以山西運城市煤研開采企業為例

康新立

（山西省運城市環境保護研究所，山西運城044000）

礦山的生態問題，既是工業問題，又是農業問題，也是社會經濟問題。礦山生態環境恢復規劃就是為貫徹可持續發展戰略，切實加強礦山資源合理開發、利用和保護，正確處理好當前利益與長遠利益，整體利益與局部利益的關系。促使今后礦山資源開發過程不產生新的生態環境問題，并有計劃地解決歷史遺留的生態環境惡化問題，使礦區生態環境質量有明顯的改善。本文以運城市煤礦開采企業為例探討如何做好礦山開采生態恢復規劃工作，以防治礦山地質災害，最大限度地減少采礦對生態環境的污染和破壞，走上礦山開發和環境保護雙贏的可持續發展道路。

1 礦山資源開發產生的生態環境問題

礦山開采產生的生態環境問題包括非污染生態影響與污染影響，以非污染生態影響為主。非污染生態環境問題主要有采礦產生的“三帶”造成的地表塌陷及上覆含水層破壞、地表水下滲問題，從而引發地下水疏干、地下水污染及地裂縫、水土流失、植被破壞、建筑物受損，以至于影響生物的多樣性，破壞生態系統的穩定性，使生態系統失去平衡；存在帶壓開采的礦層會產生突水問題，從而對下伏含水層奧灰水產生影響，甚至影響到泉域，造成泉域斷流及污染［1］。污染問題主要有煙氣，煤粉塵，礦井水、職工生活污水，爐渣及生活垃圾等造成的一系列環境問題。

1.1 采礦引發的非污染生態破壞

1.1.1 引發的地質災害

隨著采礦規模的擴大及時間的延續，引發諸多地質災害，威脅對象主要是房屋、耕地、林地以及公路、橋梁。地質災害類型主要有地面塌陷，地裂縫，滑坡，斜坡，崩塌，泥石流等［2］。見圖1～2。

圖1 某礦區出現的塌陷坑

圖2 某礦區出現的地裂縫

1.1.2 占壓破壞土地資源

破壞土地物理形態的形式可分為地表沉陷、壓占和挖損。礦石采出后會造成地表塌陷、廢棄物壓占破壞及對地面建筑物、水利設施、公路、地表水系等造成影響。經調研，某地級市煤礦區直接占用、破壞土地總面積100.943 5km2，其中煤矸石占用1.378 3km2，采空區占用60.68km2，廢棄工業場地占用3.555 2km2，地表沉陷占用、破壞35.33km2。

1.1.3 對水土流失的影響

煤礦的建設和生產過程中的挖掘，造成地表徑流和地表糙度改變，使土壤抗蝕指數降低，加劇了水土流失，不僅損害礦區生態環境，而且為周圍地區帶來了嚴重的環境污染和安全威脅。某地級市因采煤引起的水土流失面積為107.5km2，采煤漏水涉及138個自然村，水質污染涉及141個自然村，影響周圍水源水涉及132個自然村。

1.1.4 對生物多樣性的影響

礦區植被及生物多樣性破壞主要由采礦企業的建設、廢礦石堆放、開山修路、地表塌陷等造成。按生物多樣性的計算方法評價指標的歸一化處理。

垣曲縣的生物多樣性指數（BI）＝40。該縣的生物多樣性物種較豐富，特有屬、種較多，生態系統類型較多，局部地區生物多樣性高度豐富。

河津市的生物多樣性指數（BI）＝32。該市的生物多樣性總體水平一般，物種較少，特有屬、種不多，局部地區生物多樣性較豐富。

平陸縣的生物多樣性指數（BI）＝36。該縣的生物多樣性物種豐富，特有屬、種不多，局部地區生物多樣性較豐富，但生物多樣性總體水平一般。

1.2 采礦引發的環境污染

1.2.1 水環境污染狀況

煤礦區的污染水源主要有礦井水、洗煤廢水、煤矸石淋溶水、礦區生活污水等。排放量大，成分復雜。污染了礦區周邊的地表水體，損害水生生物，而且隨著采煤的進行和廢水的滲入，部分地區地下水體已經受到污染，地下水自然流場及補、逕、排條件，使地下水位下降，地下水漏失疏干。

1.2.2 大氣環境和土壤污染狀況

礦區大氣污染主要是粉塵和煙塵，CO2、SO2CH4、CO、NOx、H2S等。土壤污染主要是由于煤矸石占用大量土地，而且在日曬、風吹、降水等自然力的作用下，通過直接滲透、飄塵沉降、雨水沖刷將大量有害有毒物質帶入土壤，導致土壤受到污染；運輸過程中粉塵沉降、礦區的生活垃圾等也是礦區土壤污染的重要原因。某地級市由于煤炭開采對大氣環境和土壤造成了不同程度的污染。見圖3。煙塵每年447t，SO2每年860t，起塵量每年2 758t，土壤污染8.88km2。

圖3 某礦區運煤道路污染現狀

2 煤炭開采生態環境防治區劃

2.1 煤炭資源整合和礦區生態環境變化趨勢分析

積極開展煤炭資源整合工作，對煤礦企業進行兼并、重組、整合。兼并重組后，運城市的煤礦企業由50家減為18家［3］。全市煤炭年生產能力由934萬噸增加到1 095萬噸。

隨著部分煤礦的關閉，新產生的生態環境破壞程度將逐漸得到控制，市域生態環境的總發展趨勢逐步好轉。運城市的煤炭開采方式均為井工開采，根據原煤產量、萬噸塌陷率，預測結果采用統計學原理預測礦區塌陷面積。運城市2011～2016年煤炭開采產生煤矸石1 073.1萬噸，占地115畝，塌陷地30 841畝［4］。

2.2 規劃原則、目標和方法

對礦區生態環境的綜合整治、占用破壞土地的恢復治理、“三廢”綜合治理和利用、生物多樣性的保護等，使歷史遺留的突出的煤礦生態環境問題基本得到整治，破除“先破壞、后恢復，先污染、后治理”的舊觀念，實施 “誰開發、誰保護，誰破壞、誰恢復，誰收益、誰補償，誰排污、誰付費”和“生態環境為優、不欠新帳，漸還舊賬”的指導原則。

搞清礦區基本情況和主要生態環境問題并預測，做好礦山生態環境恢復規劃。使礦區生態環境問題得到預防和及時治理，使生態環境得到明顯改善，實現煤炭資源開發、利用與生態環境整治的協調發展。

煤炭開采生態環境問題規劃主要考慮地表塌陷、植被破壞、壓占及土地退化、地下水水位下降、粉塵污染、水土流失等方面的影響范圍及嚴重程度。人居環境方面重點考慮人口稠密度。

2.3 生態環境防治區劃結果

運城市煤炭開采生態環境恢復治理區劃共劃分為3個分區。

2.3.1 煤炭開采生態環境恢復治理Ⅰ區

該區域某縣煤礦企業有9家，年生產能力為705萬噸。主要生態環境問題是植被覆蓋率低，土壤強度侵蝕，水土流失嚴重，土地生產力低，土壤侵蝕高度敏感，生態環境影響最嚴重，范圍廣，由于煤炭采空區造成地面塌陷、裂縫等土地破壞情況在該區域均有出現。主要生態系統服務功能為水土保持與農產品生產。該區的生態環境恢復治理的主要任務為地表塌陷治理、廢棄礦井治理、污染土壤的生態修復、大氣污染治理、水資源治理、植被恢復及多樣性保護和水、大氣、固廢治理。

2.3.2 煤炭開采生態環境恢復治理Ⅱ區

該區域某縣煤礦企業有5家，核定年生產能力為360萬噸。該地區的主要生態環境問題是土壤中度侵蝕，水土流失較嚴重，生態環境的敏感性主要是土壤侵蝕中度敏感，生物多樣性中度敏感，主要的生態系統服務功能為水土保持和農產品生產。由于煤炭開采造成的生態環境問題主要表現在水環境的污染，采空塌陷，地裂縫發育，滑坡較普遍，居民點房屋裂縫，這給地方民眾的生活帶來了極大的安全隱患。因此，該區的生態環境恢復治理的主要任務為廢棄礦井治理、水、大氣、固廢治理、植被恢復及生物多樣性的保護，其次是地表裂縫治理等。

2.3.3 煤炭開采生態環境恢復治理Ⅲ區

該區域某縣煤礦有1座，占用面積1.1km2，核定年生產能力為30萬噸。該地區的主要生態環境問題是土壤中度侵蝕，水土流失較嚴重，生態環境的敏感性主要是土壤侵蝕中度敏感，生物多樣性中度敏感，主要的生態系統服務功能為水土保持和農產品生產。由于煤炭開采造成的生態環境問題主要表現在地裂縫發育，地表塌陷，水環境的污染。因此，該區的生態環境恢復治理的主要任務是地表塌陷治理、水環境恢復治理，其次是植被恢復及多樣性保護。

3 主要任務和修復工程

3.1 生態恢復

3.1.1 塌陷生態恢復治理

運城市采煤引發的采空塌陷主要威脅對象為耕地，應因地制宜，需要填充的塌陷地，就近取材，利用煤矸石、粉煤灰充填塌陷區。塌陷區充填復墾后，根據原來的區域地貌特征，結合區域景觀特點，恢復原有地貌，恢復植被，逐步恢復、提高區域生態系統功能，保持水土，維持區域生態平衡。

3.1.2 裂縫生態恢復治理

充填裂縫可采用人工治理方式，就近挖取土石進行直接充填裂縫，充填后，對取土和裂縫周邊土地適當平整后即可恢復植被，重塑生態環境。對采空引起的裂縫造成建筑設施輕度破壞的，采取維修加固措施；對于危害嚴重、防治困難的建筑設施，應選址搬遷。

3.1.3 不穩定邊坡生態恢復治理

采用植物護坡為主，工程護坡為輔的方式進行治理。

3.1.4 植被恢復及生物多樣性保護

通過礦區森林撫育及保護、礦區造林綠化等工程，保護礦區生物多樣性。通過人為改善立地條件，選擇較強適應能力的物種；選擇有耐力、能固土、固氮、根系發達、生長快，根蘗性強，枝葉繁茂，長時間覆蓋地面，阻止風蝕和水蝕，保水保肥能力強的先鋒植物；選擇播種栽植較容易，種子發芽力強，苗期抗逆性強，易成活的植物。有計劃地進行植樹種草，提高植被覆蓋率，綠化面積應達到工業廣場的30%，建設成完整、和諧、多樣、美觀的礦區。

3.2 土壤污染恢復

主要進行廢棄地生態恢復治理任務。廢棄地進行恢復時，首先要使土地表面穩固，控制污染。在地形整治完工以后，就應快速恢復植被，從而有效地控制水土流失，改善礦山生態環境，同時恢復土地的生產力。主要內容包括棄渣坡面治理工程，開采創面治理工程，作業平臺治理工程，綠化措施，水利配套工程。

3.3 地下水保護

通過“限制采高”、“棄煤保水”和留設“保水煤柱”等措施來達到開發煤炭資源、保護地下水資源“雙贏”的目的。

3.4 環境治理和生態環境監測、監控

加大礦井污水、生活廢水的治理和礦井水資源化及生活污水回用力度，污水達標排放。鍋爐脫硫除塵工程，儲煤場防塵工程，篩分除塵以及運煤專用道路硬化、固體廢棄物綜合治理。建立以遙感、地理信息和全球定位的3S技術為支撐的全縣煤炭生態環境監測網。

4 效益分析

4.1 生態環境效益

規劃的實施不僅改善區域生態環境，同時減少礦區環境污染。對礦區內耕地的地面沉陷和裂縫實施平整土地復墾后，可恢復耕地生產力，提高農作物的產值。宜林地植樹造林，建設綠色屏障，可以凈化空氣、提高空氣濕度、減少污染、隔離噪聲、保墑固土、降低水土流失，彌補無樹林覆蓋的荒坡的生態功能不足的問題，改善生態環境。

4.2 經濟效益

礦井水、生活污水處理后回用或達標排放除了可以帶來良好的生態環境效益外，還可免交排污費、水資源損失費等費用，節省大量的資金。綠化效益帶來的一系列效益如滯塵效益、吸收SO2效益、碳氧平衡效益、儲水效益，均可帶來很好的經濟效益。

4.3 社會效益

通過生態恢復方案、措施，對受到破壞的農田進行土地復墾，使其恢復耕種，明顯改善礦區的生態環境和調節小氣候，且明顯減輕對周邊村莊的污染，減少土壤侵蝕和大氣飄塵，減輕礦區風蝕與風沙危害，促進礦區人民的身心健康。

總體而言，規劃實施后，礦區生態環境得到明顯改善，經濟效益顯著，并且可以使縣域環境吸收能力、資源承載能力、經濟生產力等得到改善，使人口、經濟、社會、資源與環境得到相互協調，促進可持續戰略的發展，實現了生態、經濟與社會效益共贏的目的。

［1］ 白中科.工礦區土地復墾與生態重建［M］.中國農業科技出版社，2000：1－14.

［2］ 王 鑌.白中科.康新立，等.露天礦排土場生態分類研究［J］.煤礦環境保護，1997，5：7－9.

［3］ 運城市人民政府煤炭資源整合工作報告［Z］.2009.

［4］ 運城市環境統計年報［Z］.2010.