煤炭開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及防治對(duì)策的研究

朱丫盼

（霍州煤電集團(tuán)呂臨能化公司龐龐塔煤礦，山西 霍州 033200）

1 龐龐塔煤礦開采引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題

1.1 影響當(dāng)?shù)鼐用竦娜∮盟踩?/h3>

龐龐塔煤礦的煤炭開發(fā)對(duì)薩拉烏素組地下潛水和燒變巖孔洞裂隙水有一定程度的影響。礦區(qū)東南部區(qū)域第四系地層的厚度較薄，地下潛水較易向下部地層滲漏，造成水位明顯下降，水井逐漸干枯，影響居民用水安全。在礦區(qū)西北部區(qū)域，煤層埋藏較深，第四系地層較厚，加上第三系隔水層的阻隔，薩拉烏素組地下潛水影響不大。盡管水位有所下降，但水井不會(huì)干枯。

1.2 影響礦區(qū)農(nóng)耕地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

礦區(qū)的煤炭開發(fā)影響了區(qū)域第四系地表涵養(yǎng)層內(nèi)地下潛水的賦存狀態(tài)。地表沉陷使開采區(qū)域內(nèi)的土地產(chǎn)生沉陷臺(tái)階、裂縫等，破壞了原農(nóng)用地的耕作條件。這種影響將導(dǎo)致烏蘭木倫河兩岸及其主要較大支溝兩岸區(qū)域的水澆地失去水澆條件，成為旱耕地；原來分布在丘陵區(qū)的旱地因涵養(yǎng)層潛水水位下降和沉陷臺(tái)階及裂縫的綜合影響，大部分旱耕地的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量會(huì)明顯下降，部分地塊將失去耕作條件而退化成為荒草地。

1.3 影響礦區(qū)高大喬木、人工林的生長(zhǎng)

龐龐塔煤礦對(duì)烏蘭木倫河實(shí)施留煤柱保護(hù)，對(duì)其主要較大支溝也采取保護(hù)性開采措施，因此該區(qū)域的高大喬木和人工林受影響較小，不會(huì)因周圍煤炭開發(fā)而枯死。對(duì)礦區(qū)東及東南部丘陵溝谷區(qū)域少量分布的高大喬木和人工林影響較大，因涵養(yǎng)層地下潛水的漏失而使林木的正常生長(zhǎng)受損，并有一定數(shù)量的林木可能枯死。對(duì)礦區(qū)西及西北部沙灘地區(qū)域分布的高大喬木和人工林影響較小，盡管林木的正常生長(zhǎng)會(huì)受到一定損失，但導(dǎo)致枯死的可能性不大。

1.4 引發(fā)失地農(nóng)民的搬遷和安置問題

龐龐塔煤礦地處人口密度較低的區(qū)域，尤其在沙灘地區(qū)域和黃土丘陵區(qū)域，其人口的數(shù)量更小。因礦區(qū)開發(fā)涉及的范圍廣、區(qū)域大，不可避免地會(huì)涉及當(dāng)?shù)鼐用竦拇迩f和居住地。

龐龐塔煤礦煤層埋藏較淺，煤層賦存較厚。煤層開采形成對(duì)地面建筑物的嚴(yán)重破壞。礦區(qū)開采范圍內(nèi)的村莊及農(nóng)用設(shè)施均會(huì)受到嚴(yán)重影響，在權(quán)衡資源開發(fā)與村莊搬遷的利弊及社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素諸多方面的綜合比較后，龐龐塔煤礦采取的措施為搬遷。因此龐龐塔煤礦的開發(fā)造成了數(shù)以千計(jì)的當(dāng)?shù)鼐用癜徇w和安置問題，引發(fā)了許多社會(huì)問題。在以人為本，構(gòu)建和諧社會(huì)的今天，居民的搬遷和安置則成了需要首要解決的重中之重的問題。

2 龐龐塔煤礦公司的生態(tài)防治經(jīng)驗(yàn)及取得的效果

2.1 生態(tài)防治經(jīng)驗(yàn)

龐龐塔煤礦處于環(huán)境脆弱地區(qū)，礦區(qū)開發(fā)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾非常尖銳。龐龐塔煤礦提出了以大范圍生態(tài)治理來保護(hù)局部開發(fā)建設(shè)的生態(tài)建設(shè)模式，較好地解決了礦區(qū)開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的對(duì)立矛盾，達(dá)到了保護(hù)環(huán)境并改善環(huán)境的目的。結(jié)合龐龐塔煤礦的特點(diǎn)，開創(chuàng)的生態(tài)建設(shè)模式為“三圈一水”。

（1）第一圈是外圍防護(hù)圈?？刂频V區(qū)西北風(fēng)向流動(dòng)沙區(qū)的固沙水保防護(hù)林圈。具體措施為：設(shè)置沙柳沙蒿機(jī)械沙障；對(duì)裸地進(jìn)行人工補(bǔ)植，加快植被恢復(fù)的速度；對(duì)通過礦區(qū)的鐵路和公路，采取因地制宜的宜喬則喬、宜灌則灌、草灌結(jié)合的生物綜合措施。

（2）第二圈是周邊常綠圈。主要指環(huán)公司中心區(qū)和礦井工業(yè)場(chǎng)地的周邊防護(hù)林帶的建設(shè)。主要選擇油松、樟子松、側(cè)柏、榆樹、沙棘等種，當(dāng)前共完成治理面積51.13hm2，溝岸防護(hù)林120.17hm2，種植針葉樹2.6多萬(wàn)株、灌木6多萬(wàn)株。

（3）第三圈是小區(qū)美化圈。主要指生活小區(qū)與礦井工業(yè)場(chǎng)地的園林建設(shè)，其中以大柳塔小區(qū)與烏蘭木倫河小區(qū)的園林建設(shè)為主體。

（4）一水是指污水綜合利用灌溉系統(tǒng)。當(dāng)前該礦區(qū)灌溉管網(wǎng)控制的灌溉面積約121hm2，樹木19萬(wàn)株，草坪6.7hm2，其他綠地21.67hm2。灌溉管網(wǎng)實(shí)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

經(jīng)過近5年的建設(shè)，龐龐塔煤礦生態(tài)環(huán)境有了很大的改善。當(dāng)前煤礦開采不僅沒有對(duì)礦區(qū)造成大的環(huán)境破壞，還對(duì)原破壞情況進(jìn)行了部分的生態(tài)恢復(fù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。治理流動(dòng)沙地112km2，形成草、灌、喬立體結(jié)構(gòu)的井田綠色防護(hù)屏障，防風(fēng)固沙與水土保持功能逐年增加，礦區(qū)沙塵天數(shù)大大減少。龐龐塔煤礦的生態(tài)治理經(jīng)驗(yàn)得到山西省環(huán)保局、水利局等部門的認(rèn)可，成為山西煤炭行業(yè)生態(tài)建設(shè)的典范。

3 沉陷區(qū)土地復(fù)墾及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)技術(shù)措施探討

龐龐塔煤礦的土地類型多樣復(fù)雜，主要為分布在礦區(qū)西及西北部的風(fēng)沙灘地、東及東南部的黃土溝壑區(qū)和分布在烏蘭木倫河流域及其主要支溝區(qū)域的河灘地。耕地和林地的面積較小，大部分土地為灌木林地和天然草地，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。按照當(dāng)?shù)赝烁€林還草的農(nóng)業(yè)規(guī)劃要求及當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)現(xiàn)狀和區(qū)域特點(diǎn)，提出如下因地制宜的沉陷區(qū)土地復(fù)墾及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)技術(shù)措施。

3.1 農(nóng)耕地復(fù)墾技術(shù)措施

對(duì)原來分布在退耕還林還草以外區(qū)域的農(nóng)耕地實(shí)施復(fù)墾，使其恢復(fù)到原來的可耕作條件，并通過培植肥力使耕地逐步改良，最終成為豐產(chǎn)高產(chǎn)田，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┥畋Ｕ稀?fù)墾的具體措施為：

（1）沉陷臺(tái)階及裂縫密集區(qū)的整治。沉陷臺(tái)階及裂縫密集區(qū)應(yīng)通過機(jī)械手段把裂縫填實(shí)，并按一定間隔修整成低臺(tái)階梯田，使其具備旱作條件。梯田的外邊沿應(yīng)高于內(nèi)邊沿，便于雨水的收集利用，減小雨季的水土流失量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造自然有利條件。

（2）沉陷裂縫稀疏區(qū)的整治。沉陷裂縫稀疏區(qū)多分布在沉陷的盆底區(qū)域，該區(qū)域沉陷趨于穩(wěn)定后，較小沉陷裂縫會(huì)自然彌合，較大的沉陷裂縫也會(huì)變窄變小，通過人工填堵裂縫和平整就能恢復(fù)其耕作條件。

礦區(qū)沉陷區(qū)的復(fù)墾包括兩個(gè)方面：一方面是自然耕作條件的恢復(fù)，另一方面是植被涵養(yǎng)層水分的恢復(fù)。前一個(gè)方面通過機(jī)械或人工的填堵和平整就會(huì)較容易地得到恢復(fù)，但后一方面是一個(gè)長(zhǎng)期的影響，短期內(nèi)難以恢復(fù)，因此沉陷區(qū)復(fù)墾的難點(diǎn)在于農(nóng)業(yè)水利條件的恢復(fù)。通過井下排水的收集和儲(chǔ)存，利用井下排水作為水源，興建農(nóng)業(yè)水利設(shè)施，在有條件的區(qū)域首先恢復(fù)植被涵養(yǎng)層水分。

3.2 有限林地的恢復(fù)技術(shù)措施

龐龐塔煤礦的林地面積非常小，林地較分散不集中，主要分布在較大支溝的河灘地和二級(jí)階地上，樹種多以人工楊樹為主，間有柳樹、槐樹、松柏等。受沉陷影響，林木可能會(huì)歪斜、傾倒等，通過人工扶正基本可以保持林木的正常生長(zhǎng)。但在局部煤層埋藏較淺的區(qū)域，由于地下潛水的漏失可能會(huì)使高大喬木枯萎，甚至死亡。

針對(duì)礦區(qū)特點(diǎn)及林木受影響的程度差異，有針對(duì)性地采取措施實(shí)施有限林地的恢復(fù)。對(duì)開采影響較小的林地實(shí)施封育、扶正、補(bǔ)栽、擴(kuò)大林地面積和興建水利工程等綜合措施，使林地面積逐步擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)到面的林、灌、草生態(tài)體系。對(duì)受開采影響較大，且難以恢復(fù)的局部區(qū)域，采取異地補(bǔ)償措施，在有條件的區(qū)域?qū)嵤┐笥谠娣e的補(bǔ)償，確保礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境不降低，并有所改善。

3.3 灌草地的自然恢復(fù)技術(shù)措施

龐龐塔煤礦生態(tài)環(huán)境非常脆弱，灌草地占礦區(qū)面積的80%以上。該區(qū)域也是國(guó)家規(guī)定的退耕還林還草區(qū)域，因此該區(qū)域的沉陷區(qū)治理主要還是以自然恢復(fù)為主，兼顧人工治理。

（1）保水保墑，減小水土流失。礦區(qū)地處干旱少雨的區(qū)域，地表植被常因缺乏水分而生長(zhǎng)受損，特別是在冬春季，一些植被會(huì)被凍死、旱死，因此保水保墑、攔水蓄水是礦區(qū)沉陷區(qū)生態(tài)環(huán)境自然恢復(fù)的關(guān)鍵。水設(shè)施增加雨水的入滲量，減小水土流失，為沉陷區(qū)灌草地的自然恢復(fù)創(chuàng)造條件。通過人工填堵裂縫，人工修筑攔洪蓄可以有限地增加灌草地的涵養(yǎng)水分。

（2）種植和散播適地灌草。受干旱的影響，沉陷區(qū)的自然恢復(fù)期相對(duì)較長(zhǎng)，為了縮短恢復(fù)時(shí)間，采用夏秋季散播當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)灌草種子，增加植被的種類和數(shù)量，使植被逐步蔓延，達(dá)到生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)的目的。

（3）培植土壤肥力，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境自然恢復(fù)。龐龐塔煤礦的土壤肥力較差，土壤中氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)的含量較低，不利于生態(tài)環(huán)境的快速恢復(fù)，因此應(yīng)采取些人工措施加以促進(jìn)。

在沉陷區(qū)內(nèi)散播一年期綠色速生植物，使其在夏秋季快速生長(zhǎng)，冬季枯死作底肥，增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，為其他多年生植物提供營(yíng)養(yǎng)。把礦井工業(yè)場(chǎng)地和生活小區(qū)的生產(chǎn)生活廢水污泥收集起來運(yùn)往沉陷區(qū)作植被的底肥，增加土壤有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)植被的快速恢復(fù)。在夏秋季的雨期期間，人工向沉陷區(qū)植被較好的地段散播化肥，促進(jìn)其快速生長(zhǎng)，使其逐步向更大的范圍蔓延，達(dá)到恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

沉陷區(qū)的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)措施的實(shí)施，目前在國(guó)內(nèi)許多礦區(qū)都取得了理想的效果。問題的關(guān)鍵是組織管理機(jī)構(gòu)要健全，人員、機(jī)械和配套的設(shè)施要到位，生態(tài)治理和恢復(fù)所需的資金要有保障。投入所需的人力、物力和財(cái)力，礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境就能得到改善，建設(shè)環(huán)境友好型、社會(huì)和諧型及煤炭資源綠色開發(fā)型的新型礦區(qū)的目標(biāo)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。