煤炭資源井工開采區生態環境適宜性研究

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1生態環境適宜性評價

生態環境是地質、大氣、水、土壤、土地資源、人文等多學科多背景組成的綜合體。前人的研究中未考慮地質環境的影響，也未考慮人類活動對于生態環境正向促進的影響。本研究在充分考慮地質環境、生態環境安全、環境污染及破壞基礎上，結合社會經濟和人類治理措施的正向影響作用，進行煤炭資源井工開采區生態環境適宜性評價。煤炭資源井工開采區生態環境適宜性評價就是對煤炭開采區生態環境適宜性的優劣程度進行定量化描述，即按照一定的評價方法對煤炭開采區內生物群落演替的適宜程度和生存空間大小進行評判和預測。因而煤炭資源井工開采區的生態環境適宜性是針對煤礦及影響周邊小區域內生態環境影響而言的，對開采后給生態環境帶來的各類影響進行定量化預測、評價分析，并進行適宜性區劃，才能為決策部門提供科學的防治對策和依據，優化煤炭資源開發和生態環境保護的平衡關系。

2煤炭開采區生態環境評價原則

生態環境評價是全面、復雜的多因素相互影響、相互制約的系統工作，為保證評價指標體系的準確性和前瞻性，應遵循以下原則：（1）可持續發展原則。指標體系的建立，主要是更好的協調煤炭資源開發、人與生態環境之間的關系，構建資源開發和生態環境保護良性循環的格局，引導開采區的可持續發展，因此選擇的指標要體現總體目標與開采區未來發展方向的一致性。（2）簡明性與針對性原則。評價指標要簡單明了，具有針對性，能夠反映生態環境的現狀情況和變化趨勢。（3）科學性與可操作原則。選擇的各類生態環境評價指標必須以科學理論為依據，明確反應生態環境現狀，數據來源和處理方法具有一定的科學性。所選取的評價指標應具有可操作性，通過調查和監測能夠獲取數據。（4）整體性原則。影響生態環境的的諸多環境因素要全面進行衡量，,綜合分析和評價，選取的指標要能體現“整體大于部分之和”的基本要求。

3煤炭開采區生態環境適宜性評價

3.1生態環境影響因素

煤炭資源開采對生態環境造成不同程度的影響，尤其是對生態脆弱的區域進行開采，形成一系列的生態環境問題，對這些問題進行綜合分析，總結了四方面的影響因素，主要為環境污染與破壞因素、煤礦自然背景、生態環境背景、人類活動影響因素。

3.1.1環境污染與破壞因素

（1）固體廢棄物污染。煤礦的煤矸石、鍋爐灰渣等固體廢棄物若未進行綜合利用，露天雜亂堆積，不但壓占土地資源、污染土壤和地表水體、破壞地表植被和地形地貌景觀，引起的揚塵還污染大氣。（2）地表水、地下水污染。煤礦附近地表水體常作為污廢水、廢渣的排放場所，成為納污水體而遭受污染；部分地區礦井水若用作農灌，還污染基本農田。若污廢水排放區鄰近地面塌陷區，被污染水體通過地面裂縫、被風化斷裂帶等導水通道進入潛水含水層，地下水也受到污染。（3）大氣污染。主要是鍋爐煙氣、儲煤場的煤塵、地表及道路揚塵、排矸場亂堆的矸石引起的粉塵等，在干燥氣候與大風作用下會產生塵暴等影響，造成局部環境污染。（4）噪聲污染。煤礦生產過程中的大型設備和車間如礦井通風機房、提升機房、篩分車間、空氣壓縮站等產生的噪聲會對周圍居民生活造成影響，降低農作物的生產力，噪聲對生態環境的短期影響非常大。（5）土壤和重金屬污染。煤炭開采區廢水（包括礦井水、生活污水、洗選廢水等）具污染物含量高、酸度高、懸浮物濃度大等特點，未達標處理直接排放，使得土壤中的污染指標上升。煤矸石含有大量的硫鐵礦和重金屬元素，雨水淋濾和自燃形成的溶液污染塌陷區、開采周圍土壤和積水，并且通過水力通道發生污染轉移，由于有毒元素通過食物鏈富集，最終危害開采區人類健康。（6）水資源破壞。煤礦開采后造成的地面裂縫和塌陷導致地下水、地表水下滲漏失，井泉干枯，地下水疏干，水資源總量減少。（7）地質災害及次生災害。由于煤礦開采活動而引起的地質災害類型較多，崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂縫、礦井突水等均有表現，尤以滑坡和地面塌陷表現最為突出。另外煤矸石堆堆存不規范也易引發崩塌、滑坡、泥石流災害。地質災害改變了塌陷區的生物生態環境，降低了礦區生態系統功能。（8）植被破壞，土地荒漠化。煤礦大量的工程基礎建設改變原有土地利用類型，改變煤礦及周邊的小環境氣候。尤其在西北生態環境脆弱的地區進行煤炭資源開采，由于溝、壑、梁、峁、沙丘發育，植被稀少，生態環境脆弱，采礦活動會引起嚴重水土流失，草地逐漸退化，土地逐步荒漠化。（9）地形地貌景觀污染和破壞。煤礦無法綜合利用的矸石散亂堆放、露天儲煤場的煤塊無序堆存，部分工業場地區因煤而染為黑色，對煤礦及周邊的主要交通干線可視范圍將造成極大的視覺污染。另外煤礦開采形成的地面塌陷及地裂縫會波及到部分文物古跡、重要人文景觀，造成損毀，影響較大。（10）區域生態功能改變。由于煤炭資源開采，打破了原有生態系統平衡，影響生態系統發展和演化方向，干擾物種多樣性和系統穩定性及社會經濟結構等。

3.1.2煤礦開采背景

（1）有效深厚比：即煤層上覆基巖厚度與開采厚度的比值，反應煤炭資源開采后地表變形程度和次生地質災害發育情況。（2）開采方法：包括采煤方法、采煤工藝、頂底板管理方法等，井下開采由于方法不同，地面塌陷的表現各異。（3）水文地質條件：表征與地表植被和人類生產生活用水關系緊密的潛水含水層的埋藏條件，還說明煤炭資源開采后地下水補給、疏干與周圍充水含水層的關系。（4）地質條件：包括地質構造、地層巖性、工程地質條件等，斷裂構造越發育、巖體結構越破碎、開采基礎條件越差，對煤炭資源開采安全影響越大。（5）地形地貌條件：包括相對高差、坡度、地貌類型，這些因素反應煤炭資源開采后發生次生地質災害的可能性大小。

3.1.3生態環境背景

（1）生物多樣性指數。表征生態環境系統組織，包括物種豐富度指數、物種多樣性指數等，要根據實際情況選擇合適指數進行評價。（2）植被類型、植被覆蓋度。植被類型包括喬木、灌叢、草叢及農業植被等，反應煤炭開采區植被群落特征、植物優勢種及農作物的分布情況。植被覆蓋度是反應地面植被數量、生態系統變化、影響沉積物侵蝕、評估草地退化等的重要因素。（3）土壤濕度：土壤中的水是植被生長、生存的基礎，濕度能夠充分反應生態環境中水的涵養量大小，也是量化土壤中水含量的重要指標。（4）荒漠化指數：即荒漠化土地面積與開采區總面積的比值，反應生態環境惡化程度。（5）土壤類型。不同的土壤類型，耕種熟化程度、有機質及養分含量、土壤結構，透水透氣性、耐旱耐澇耐堿性的各不相同，與之相適應的植被類型也各異。（6）土地利用類型。煤炭開采區的適合農作物和植被生長的土地利用類型主要有耕、林、園、草地、水域及水利設施用地和其他土地，其他地類人類工程活動強烈，或植被生長環境惡劣，是表征植被類型的重要指標。（7）年均降雨量與蒸發量兩者的關系直接影響本地動植物種類、群落數量和生態系統的類型。

3.1.4人為因素

人類活動與生態環境彼此關聯、相互影響，若煤炭資源開采活動與生態環境承受能力及生態環境修復能力協調，則生態環境遵循良性演替過程，否則會制約人類活動發展。人類通過積極的治理措施，及時修復破壞的生態環境，也會對總體生態環境形成正向促進影響。（1）人口密度。煤礦影響范圍內單位面積的人口數量，反應人類活動的對生態環境影響的強烈程度和開采后受影響的范圍大小，也表征煤炭開采區村莊搬遷難度的大小。（2）環境治理資金比率。生態環境年治理費用占煤礦總資產的比率，體現人類對改善生態環境的重視程度。（3）環境污染處置率。包括污廢水回用率、固體廢物回用率、土壤改良治理率等，反應人類對環境污染治理的改善程度。（4）環境破壞治理率。包括塌陷區裂縫充填率、土地資源治理率、受損建（構）筑物治理率、植被恢復率等指標，可以充分反應生態環境修復的程度。

3.2評價因子的選取與指標體系的建立

評價因子的選取在遵循可持續發展等原則的前提下，根據開采區現狀條件選取制約煤炭資源開采和影響生態環境的4類因素，經過綜合分析，最終選取34個評價指標，建立一個具有代表性、可比性和準確性的煤炭資源井工開采區生態環境適宜性評價指標體系。

4結論與展望

（1）本文總結了煤炭資源井工開采區影響生態環境的四方面因素和適宜性評價的原則，通過篩選評價指標，建立評價指標體系。在資料齊全的條件下還應劃分生態環境級別、進行生態環境功能區劃，才可以為管理部分提供咨詢和服務。（2）由于評價指標的動態性、評價人員的認知程度及管理者的服務水平等影響，生態環境適宜性評價指標體系是不斷完善的過程，是一項長期的工作。（3）本文的評價指標體系僅是相對的準則，更精確的評價還需根據各個地區煤礦的生態環境條件差異區別對待，選擇相適宜的評價因子，建立適合本地區的生態環境適宜性評價指標體系。

作者:從?？?單位:中煤科工集團西安研究院有限公司