淺談礦山生態(tài)恢復措施

郝文萍

(山西林業(yè)職業(yè)技術學院，山西 太原 030009)

引 言

山西是煤炭大省，煤礦生產(chǎn)的同時，會引發(fā)生態(tài)破壞以及環(huán)境污染問題，尤其是生態(tài)破壞方面，隨著煤礦企業(yè)的生產(chǎn)運行，矸石自燃、地下水滲漏、水土流失和對植被的破壞、采空區(qū)引發(fā)地表沉降等生態(tài)環(huán)境問題不斷發(fā)生。

《全國生態(tài)環(huán)境保護綱要》、《國務院關于落實科學發(fā)展觀加強環(huán)境保護的決定》(國發(fā)[2005]39號)、《全國生態(tài)保護“十一五”規(guī)劃》等文件，先后確立了我國關于保護生態(tài)環(huán)境的方針和政策，可極大的促進我國經(jīng)濟發(fā)展[1]。

煤炭生產(chǎn)是我省主要產(chǎn)業(yè)之一，煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程引發(fā)的生態(tài)破壞問題是我省生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因之一，因此，搞好我省礦山生態(tài)恢復對改善煤礦所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義[2]。

1 我省煤礦生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 礦區(qū)生態(tài)現(xiàn)狀

近年來，隨著環(huán)保要求加強，大部分煤礦企業(yè)礦區(qū)工業(yè)場地綠化工作得到了很大程度的改善，大部分礦區(qū)辦公樓、宿舍樓前都進行了綠化，建有花園、花池等，其他工業(yè)場地非硬化即綠化，使煤礦環(huán)境較之前發(fā)生了本質(zhì)的變化。據(jù)調(diào)查，大部分煤礦在辦公樓前、休閑娛樂廣場、職工宿舍等區(qū)域進行了綠化，場內(nèi)道路兩側(cè)以喬灌混合的方式設置了綠化帶。

對運煤道路、運矸道路，很多煤礦企業(yè)花大力氣，對路面進行硬化，且道路兩側(cè)通過種植楊樹和柳樹進行了綠化。

1.2 矸石場生態(tài)現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查，煤礦企業(yè)矸石場大部分在廠區(qū)附近山溝中建設，基本設置了排水涵洞、截水溝、擋水壩、攔石壩等工程措施。正在運行的矸石場部分采取灑水、綠化措施，封場后的矸石場部分已按要求覆土，綠化。

1.3 井田范圍生態(tài)現(xiàn)狀

山西省煤礦以地下開采的居多。開采過程中形成的地表塌陷問題，對礦區(qū)所在區(qū)域的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境造成了或多或少的影響。主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1) 由于煤礦開采過程導致隔水層破壞，造成煤層上覆含水層疏干，使表層土壤含水率下降，影響到植物生長過程的水分，進而影響植被生長。

2) 隨著開采范圍擴大，采空區(qū)增大，地表塌陷等現(xiàn)象嚴重，從而使植被生長環(huán)境遭到破壞，影響到植被生長過程養(yǎng)分供應，進而影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

3) 煤礦生產(chǎn)過程，由于原煤破碎廢氣、采暖鍋爐廢氣、職工生活污水等污染物排污，隨著污染物沉降植物葉面，通過植物呼吸作用對植被生長產(chǎn)生一定的影響。

根據(jù)調(diào)查，我省煤礦開采過程中地表塌陷對生態(tài)環(huán)境的影響比較突出，目前治理情況不宜樂觀。

2 地表塌陷的影響分析

2.1 地表沉陷對地表形態(tài)影響

山西省大部分煤礦采取井工開采方式，采用留設保安煤柱的方法保護地面建筑和植被，如果保安煤柱設置不合理，極易引發(fā)地表塌陷。大部分煤礦建在山區(qū)，井田范圍地形復雜多樣。地表塌陷后，由于山區(qū)地勢本身起伏較大，塌陷區(qū)相鄰區(qū)域都會隨著塌陷區(qū)下沉，因此區(qū)域總體地貌類型受地表塌陷影響并不大，還會維持山區(qū)原有的起伏地貌。

2.2 地表塌陷對植物群落影響

地表塌陷后，會引起地下水水位下降、地表形態(tài)變化，引發(fā)局部地段土壤理化性質(zhì)發(fā)生改變，植物生長過程需要的水分和養(yǎng)分的供應受到影響，對養(yǎng)分和水分利用率降低，植物群落生長量會受到影響并降低。

煤礦開采過程，由于對隔水層的破壞，可能導致煤層上覆含水層越流補給下部含水層，使上覆含水層局部出現(xiàn)水位下降、水量減小的情況。植物生長需要大量的水分和養(yǎng)分，這些水分和養(yǎng)分是通過根系從土壤中吸取的；對于大部分植物來說，根系分布在土壤距離地面較近的表層中，只有很少的一部分植物，根系特別發(fā)達，有一部分根系會進入到距離地面較遠的深層土中。煤礦開采過程中常常會導致上覆含水層水位下降時，淺層土壤中的水分會隨之減少，這樣就會造成植物因為水分缺乏，使生長和發(fā)育受阻。

地表塌陷形成的地表裂縫容易造成裂縫周圍植被和樹木倒伏，根須外露；作物根須無法和土壤接觸，無法吸收到土壤中的水份和養(yǎng)份，使得因為缺乏水份、養(yǎng)分，從而影響植物正常生長。

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計：地表沉陷會導致地面水分無效蒸發(fā)增大、地下水位降低、地下水滲漏加大、水資源利用率可能比塌陷前減少15%～20%。

2.3 對區(qū)域水土流失的影響

井田范圍的土地發(fā)生塌陷后，會造成塌陷區(qū)域周圍部分地段坡度變陡。降雨過程，坡度變陡區(qū)域表層土壤中黏粒會隨雨水向下流動過程而下移，使表層土壤中黏粒減少，土壤沙化現(xiàn)象嚴重。土壤出現(xiàn)沙化情況以后，將造成土壤中養(yǎng)分的大量流失，比如有機質(zhì)等，腐殖質(zhì)含量也會因為土壤出現(xiàn)沙化問題而出現(xiàn)大面積的減少，進而使土壤肥力降低，土壤協(xié)調(diào)水分、養(yǎng)分能力降低，影響農(nóng)作物產(chǎn)量和林木生長。

煤礦運營后，由于地表塌陷，使塌陷區(qū)域地面會出現(xiàn)不同程度的變形、坡度增大，有些地段會產(chǎn)生一些裂縫；從裂縫開始，附近的地面會逐漸向下沉降，在塌陷區(qū)域部分地段形成小的盆地。在盆地的中央由于地面坡度變化較小，基本維持塌陷前的狀況，水土流失情況與地面塌陷之前的情況基本相同；在地表塌陷區(qū)域的邊緣地塊，會因為塌陷導致裂縫區(qū)水力侵蝕加劇，這樣在雨季會增加滑坡、泥石流等地質(zhì)災害發(fā)生的機率，使裂縫區(qū)的生態(tài)環(huán)境發(fā)生很大程度的變化，使的區(qū)域的土壤理化性質(zhì)受到不同程度的影響，大多數(shù)植物生長會受到不同程度的制約和影響。

2.4 對野生動物影響分析

地表塌陷將會從根本上改變土壤的物理和化學性質(zhì)，使土壤中水分隨著裂縫的產(chǎn)生而漏失，養(yǎng)分隨著水分的漏失而減少。隨著時間推移，塌陷區(qū)域植被種類減少，植被覆蓋度降低，導致野生動物生境破壞。由于棲息地地形變化，植被種類減少，可能會使原有野生動物生存環(huán)境受到影響或破壞，野生動物會因此出現(xiàn)遷移，或因為生境變化，使得動物種類或數(shù)量減少。

3 礦山生態(tài)恢復措施

煤礦企業(yè)開采過程由于地表塌陷導致生態(tài)環(huán)境遭到破壞，是煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中存在的一個主要環(huán)境問題。煤礦經(jīng)常采取合理的留設保安煤柱的方法，預防生產(chǎn)中地表塌陷情況發(fā)生。本文主要分析地表塌陷后，如何采取植被措施，盡快恢復礦山生態(tài)系統(tǒng)。

植被根系發(fā)達，可以吸附土壤顆粒，防止水土流失，同時通過恢復塌陷區(qū)植被，可以綠化、美化生態(tài)環(huán)境，改善區(qū)域的生態(tài)現(xiàn)狀。生態(tài)恢復措施主要有以下幾方面。

3.1 工程措施

地表塌陷常常會使塌陷范圍出現(xiàn)大量的裂縫。由于裂縫的產(chǎn)生，使裂縫周圍的土壤中水分漏失，水分含量降低，養(yǎng)分也隨著水分的漏失而流失，這樣使植被生長受到較大程度的影響。我們只有采取針對性的措施來治理裂縫，才可以使植物生長的環(huán)境得到一定程度的恢復。

在進行裂縫治理過程中，首先要進行現(xiàn)場調(diào)查，落實裂縫的寬度以及大小，根據(jù)調(diào)查結(jié)果針對性的采取措施。對于產(chǎn)生裂縫小的地方，我們可以通過簡單的平整場地就可以使地面恢復為塌陷前的狀態(tài)，這些區(qū)域治理簡單，也比較容易恢復；對裂縫較大的區(qū)域，相對來說治理難度就比較大了，常常需要用外部材料對裂縫進行充填。一般采用礫石、砂石、土等進行填堵，這種情況破壞性比較大，恢復起來也比較難。對于較陡的土崖和坡度大于45°裂縫區(qū)，為防止塌方，應對可能發(fā)生塌方的區(qū)域做排水溝，以防止水土流失。

3.2 綠化措施

3.2.1 草地的復墾

草地一般采取自然恢復的辦法。對于破壞較為嚴重的地段，可以通過封山育草措施，恢復植被，具體如下：

1) 塌陷草地裂縫處理有兩種方式，裂縫小的區(qū)域，經(jīng)平整后恢復原狀，裂縫大的區(qū)域，采取填充和平整的辦法進行治理。

2) 對于塌陷嚴重的草地，需要確定土層厚度和坡度，根據(jù)土層厚度和坡度的不同，選擇不同方式。對于土層較厚的區(qū)域，經(jīng)常采用人工種植的方式；對于土層較薄但所處區(qū)域坡度叫陡的地段，可以通過修筑水平臺階等辦法，減少水土流失，提高植被成活率。

樹種選擇是綠化工作中一項很重要的內(nèi)容，為了防止外來物種引發(fā)的生物風險，樹種選擇過程應以當?shù)赝林N為主，選擇容易成活的樹種因地制宜進行種植。

3) 塌陷區(qū)域土地經(jīng)過整理后，也可以選擇一些優(yōu)良草種在破壞區(qū)域進行種植，快速恢復被破壞的植被；在草地恢復階段，應嚴禁過度放牧，以保護草地不受破壞。

4) 對于坡度較小、土壤肥力較高的一些條件比較好的地塊，在生態(tài)恢復過程，可以考慮改變土地用途，如可恢復為耕地，或恢復為經(jīng)濟林地。

3.2.2 林地的恢復

煤礦大部分分布在偏遠的山區(qū)，煤礦開采過程由于地表塌陷，常常會使周圍出現(xiàn)很多的裂縫；有些裂縫的寬帶較小，影響較小，有些裂縫寬度較大，會對井田范圍內(nèi)的林地生境造成破壞，使植物生長受到很大的影響。在實際生產(chǎn)過程中，對破壞的林地，多采取人工造林方式進行生態(tài)恢復，通過人工造林，基本可恢復塌陷區(qū)自然植被景觀。

3.2.3 耕地的恢復

對塌陷區(qū)內(nèi)原地貌類型為耕地的區(qū)域，應視地表破壞程度選擇不同恢復方式。對于地表破壞較輕的區(qū)域，可以通過簡單的人工平整、填堵裂縫的辦法，恢復土地耕種能力；對于破壞較嚴重的局部地區(qū)，應根據(jù)林業(yè)部門的相關政策，退耕還林。

3.2.4 矸石場綠化

矸石場是煤礦存放矸石的主要場所。目前各地政府十分重視矸石場生態(tài)恢復問題。矸石場生態(tài)恢復是一項長期的工作，煤礦企業(yè)在矸石堆放初期就應該高度重視這個問題。矸石場生態(tài)恢復要結(jié)合矸石場設計、周圍的實際情況因地制宜的進行。在矸石堆放的初期，對于周圍裸漏地面可以種植一些當?shù)厣L數(shù)量較多的草本；矸石堆放到一定階段，對邊坡也要及時綠化，防止水土流失。為快速綠化，這時采用種草比較行之有效。矸石場服務期滿后，要結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，選擇當?shù)赝林参镞M行種植。樹種選擇時，要根據(jù)當?shù)鼐唧w情況，優(yōu)先選擇能夠適宜當?shù)厮?、氣候等自然條件，容易成活的樹木，同時要安排專人對栽培的樹木定時澆水，加強管理。

4 結(jié)語

煤礦企業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展過程中作用重大，其生產(chǎn)過程往往會因地表塌陷對井田范圍生態(tài)環(huán)境造成影響。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程應按設計合理留設保安煤柱，盡量避免對生態(tài)環(huán)境造成影響。一旦出現(xiàn)地表塌陷，應積極采取措施，盡快恢復礦山生態(tài)。通過采取植被恢復措施，可使當?shù)刂脖桓采w率增加、水土流失得到緩解，可以恢復野生動物生存環(huán)境，使當?shù)厣锒鄻有缘牡玫郊皶r恢復。