煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的影響及治理策略

張玉福

（中煤科工集團重慶研究院有限公司， 重慶 400037）

引言

隨著我國國民經(jīng)濟快速增長，各行業(yè)對能源的需求量逐漸增加。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國95%以上的一次性能源、80%以上的工業(yè)原材料以及70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料都來源于礦產(chǎn)資源，礦產(chǎn)開采已成為我國生產(chǎn)活動與經(jīng)濟增長的重要途徑[1]。礦產(chǎn)開采產(chǎn)生大量剝離物、矸石、尾礦、洗礦廢水沉淀物及廢棄坑等占用土地，造成了水資源缺乏、水質(zhì)被破壞、水土流失、土壤沙化、土地塌陷、空氣污染等一系列生態(tài)環(huán)境問題?；诖耍恼箩槍γ旱V開采所造成的生態(tài)環(huán)境問題作分析，并提出相應(yīng)的治理策略，以期為煤炭資源可持續(xù)開發(fā)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考。

1 煤礦開采所造成的主要生態(tài)環(huán)境問題

煤礦開采生產(chǎn)活動會對自然造成生態(tài)破壞，一般情況下，主要包括三個過程[2]：一是煤礦的開采生產(chǎn)活動會直接對土壤的自然植被、地表層等造成破壞，產(chǎn)生土地沙化、水土流失等問題；二是開采過程中所產(chǎn)生的大量剝離物、矸石、尾礦等廢棄物會占用大量土地資源；三是廢棄物的存放和運輸會形成污染源，產(chǎn)生有毒有害的氣體，對周圍的大氣、土地、河流造成二次污染。除些之外，開采后堆放的大量廢棄物還會在一定程度上加快局部的地表巖移和沉陷速度，從而極易造成邊坡瀉溜、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

1.1 地表沉陷

煤礦開采對土地資源的影響主要表現(xiàn)在：第一，造成土地的坡度、地形、標(biāo)高發(fā)生變化。如平原地區(qū)受開采沉陷的影響，會出現(xiàn)移動式低洼地，破壞土地原有的形狀。第二，沉陷會產(chǎn)生地表裂縫、變形、臺階狀下沉等使得表層土壤松動，增大地表徑流系數(shù)，水土流失因此加快。加大了水土保持和地基處理的難度和經(jīng)濟成本。第三，煤礦開采易使土地發(fā)生坍塌和滑坡，原有的地形與地貌被改變，由于地表沉陷所帶來的環(huán)境問題具有災(zāi)害性，土地的利用價值將遭受直接損害，威脅人們的生命和財產(chǎn)安全。

1.2 水土流失和土壤沙化

我國煤炭資源分布在干旱半干旱地區(qū)較多，煤炭開采會導(dǎo)致地下水含水層結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，降低地下水水位，土壤水貯存條件被改變，造成生產(chǎn)區(qū)域土壤水、地表水枯竭，土地貧瘠、植被減退，土質(zhì)荒漠面積變大。相關(guān)研究表明，作為我國能源基地的神府東勝礦區(qū)，由于煤炭資源豐富、煤質(zhì)優(yōu)良，受到人為因素和自然因素的影響較大，沙漠化面積已達83.5%，1992—2006年開發(fā)后期，沙漠化增長速度達到1.18%。全區(qū)的水土流失面積已占總面積的84%。

1.3 生態(tài)破壞

煤礦開采會對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，如植被破壞、動物數(shù)量減少、景觀破壞等。煤礦生產(chǎn)中的矸石、廢渣等固體廢棄物、洗礦廢水、生活污水、粉塵污染等都會因地表的破壞影響植被生長，嚴(yán)重時將造成大量植被資源流失。因改變了地貌和植被，破壞了野生動物賴以生存的棲息地，人類的生產(chǎn)活動將動物驅(qū)趕出原有區(qū)域，造成野生動物的局部遷移，由此對種族數(shù)量和群落組成產(chǎn)生一定的影響。如某縣內(nèi)耕地總面積2.79萬hm2,有水土流失面積861 km2，占總面積的72.8%，全縣森林覆蓋率僅為36.6%,且土層較薄，土壤類型多樣，平均土壤侵蝕，平均土壤侵蝕模數(shù)為 5 000 t/（km2·a），部分地區(qū)高達8 000 t/（km2.a）[3]，這種破壞還會隨著礦區(qū)的發(fā)展持續(xù)加重。

1.4 大氣污染

在煤礦開采過程中釋放的瓦斯、動力設(shè)備產(chǎn)生的NOx、CO有害氣體，煤炭燃燒產(chǎn)生的CO2、CO，運輸過程中的拋灑粉塵顆粒物等都會造成大氣污染。而大氣污染又包括全球氣候變暖、區(qū)域性酸雨、大氣環(huán)境污染等三方面內(nèi)容，危害人類、動植物的健康。

2 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理的目標(biāo)與任務(wù)

最大程度地降低煤炭資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境帶來的影響及破壞，確保區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性和自然性，最終促進礦區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。對已出現(xiàn)塌陷的區(qū)域應(yīng)及時進行裂縫填充，整理土地，恢復(fù)土壤的生態(tài)功能。減緩?fù)寥榔茐暮退亮魇?，對土地資源進行保護，提倡多種樹，種植灌草植被，維護礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡和多樣性，保護區(qū)域內(nèi)動植物，促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。對地面污染、水質(zhì)污染、大氣污染等務(wù)必建立高效達標(biāo)的防治設(shè)施，經(jīng)處理各指標(biāo)達標(biāo)后再進行排放。最后應(yīng)繼續(xù)探索科學(xué)合理的采煤工藝，減少煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的影響。

3 煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的保護治理策略

3.1 積極推進潔凈煤技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

推廣普及干凈煤炭技能，是保護生態(tài)環(huán)境和降低污染的重要途徑。我國經(jīng)濟正處于飛速發(fā)展的黃金時期，推進潔凈煤產(chǎn)業(yè)化有以下路徑：第一，引進當(dāng)前比較高端的技術(shù)手段，加強對資源開采過程的管理。對煤炭的開采、運輸、運用等全過程進行監(jiān)測，合理利用煤炭生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的廢物，避免形成污染及浪費。第二，快速實現(xiàn)潔凈煤產(chǎn)業(yè)化，能體現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟的共同進步。第三，煤產(chǎn)品最后的消費者，如煤炭廠、工業(yè)礦區(qū)等，應(yīng)禁止使用未經(jīng)加工的煤，務(wù)必只使用生產(chǎn)合格后的商品煤。

3.2 創(chuàng)建生態(tài)環(huán)境管理體系

構(gòu)建合理的相關(guān)煤炭生態(tài)環(huán)境的管理體系，建立環(huán)境保護及實施生態(tài)保護的管理體系，以此實現(xiàn)環(huán)境保護與資源開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)我國的相關(guān)法律法規(guī)，根據(jù)污染的具體情況，對生態(tài)環(huán)境存有危險的礦井進行管理。礦企應(yīng)積極主動完成各項環(huán)境保護整改工作，確保整改工作落實到位。對原煤總產(chǎn)量進行合理控制，將廢物污染物的排放降至最低。調(diào)整礦產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)三者的平衡性，提升煤炭開采的新技術(shù)和管理水平，引進最新的節(jié)能環(huán)保設(shè)備，減少土地塌陷面積，提高煤層的利用率，降低有害氣體的排放量。

3.3 建立生態(tài)環(huán)境補償機制

我國雖已在20世紀(jì)80年代時就已頒布了關(guān)于礦產(chǎn)生態(tài)補償?shù)姆烧?，但實質(zhì)卻類似于誰污染誰治理的管理舉措，對于誰獲利誰治理的理念還未深入到煤炭生產(chǎn)企業(yè)中去，如何補償生態(tài)環(huán)境遭受破壞的考核和監(jiān)督還有待深化，以致于礦企業(yè)對恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的意識較為薄弱。目前，國務(wù)院辦公廳于2016年5月印發(fā)了關(guān)于健全生態(tài)保護補償機制的意見（國辦發(fā)〔2016〕31號），該意見是國務(wù)院關(guān)于生態(tài)保護補償方面的首個專門文件，是生態(tài)保護補償?shù)捻攲又贫仍O(shè)計，是指導(dǎo)重點領(lǐng)域補償、重要區(qū)域補償和地區(qū)間補償?shù)闹笇?dǎo)性文件。優(yōu)化原有生態(tài)補償試點的政策工具及保障措施，形成環(huán)境破壞者賠償，建設(shè)者和保護者得到合理補償?shù)牧夹赃\行機制[4]。

3.4 修復(fù)地表植被

根據(jù)礦區(qū)所處的地理位置及氣候條件等因素，實施全面造林，選擇適應(yīng)性強、根系發(fā)達、易成活、生長速度快的樹種進行造林。同時，最好種植經(jīng)濟效益高的樹種，既能保護生態(tài)環(huán)境，又能創(chuàng)造經(jīng)濟效益。對于不太適合樹木生長的地區(qū)可進行荒地種草，在植被修復(fù)時，一定要進行保護，嚴(yán)禁放牧砍伐等。此外，應(yīng)積極發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)，逐步發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)，促進煤炭生產(chǎn)礦區(qū)生態(tài)平衡，有利于生態(tài)環(huán)境的盡快恢復(fù)。

3.5 保護地下水資源

首先，將礦區(qū)的地下水分布劃分為“缺水區(qū)”、“富水區(qū)”等，然后有針對性地實施保護。遵循“以水定產(chǎn)、以水定電、以資源環(huán)境承載能力定規(guī)?！钡脑瓌t，以水資源、水環(huán)境承載能力而定煤炭開采及轉(zhuǎn)化的規(guī)模和布局。在煤炭開采過程中，選用科學(xué)合理的開采方案及技術(shù)，確保煤炭開采活動不會對區(qū)域的含水層造成影響。在進行采煤方案設(shè)計時，依據(jù)井田煤層的厚度、埋深、含水層、地層結(jié)構(gòu)等綜合考量而定。如果有需要，可選用分層開采、條帶開采、限采高等技術(shù)，降低采煤對地下水的影響，確保采煤工作不會對地下潛水構(gòu)成威脅。除此之外，開展植樹種草活動，最大限度地擴大礦區(qū)植被的覆蓋面積，體現(xiàn)植被“涵養(yǎng)水源”的作用，保護地下水資源。

4 結(jié)語

煤炭開采與生態(tài)環(huán)境兩者間的相互協(xié)調(diào)、共同的可持續(xù)發(fā)展，是一項長期、復(fù)雜且系統(tǒng)的大工程。因此需建立一套完善的嚴(yán)謹(jǐn)合理的管理機制及法律法規(guī)，對其進行管理和協(xié)調(diào)。煤炭開采企業(yè)應(yīng)樹立積極的生態(tài)環(huán)境保護意識，并積極行動，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。通過采取合理、有效的策略，進一步降低煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的不利影響，實現(xiàn)能源開發(fā)與環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展。