煤炭资源井工开采区生态环境适宜性研究

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1生态环境适宜性评价

生态环境是地质、大气、水、土壤、土地资源、人文等多学科多背景组成的综合体。前人的研究中未考虑地质环境的影响，也未考虑人类活动对于生态环境正向促进的影响。本研究在充分考虑地质环境、生态环境安全、环境污染及破坏基础上，结合社会经济和人类治理措施的正向影响作用，进行煤炭资源井工开采区生态环境适宜性评价。煤炭资源井工开采区生态环境适宜性评价就是对煤炭开采区生态环境适宜性的优劣程度进行定量化描述，即按照一定的评价方法对煤炭开采区内生物群落演替的适宜程度和生存空间大小进行评判和预测。因而煤炭资源井工开采区的生态环境适宜性是针对煤矿及影响周边小区域内生态环境影响而言的，对开采后给生态环境带来的各类影响进行定量化预测、评价分析，并进行适宜性区划，才能为决策部门提供科学的防治对策和依据，优化煤炭资源开发和生态环境保护的平衡关系。

2煤炭开采区生态环境评价原则

生态环境评价是全面、复杂的多因素相互影响、相互制约的系统工作，为保证评价指标体系的准确性和前瞻性，应遵循以下原则：（1）可持续发展原则。指标体系的建立，主要是更好的协调煤炭资源开发、人与生态环境之间的关系，构建资源开发和生态环境保护良性循环的格局，引导开采区的可持续发展，因此选择的指标要体现总体目标与开采区未来发展方向的一致性。（2）简明性与针对性原则。评价指标要简单明了，具有针对性，能够反映生态环境的现状情况和变化趋势。（3）科学性与可操作原则。选择的各类生态环境评价指标必须以科学理论为依据，明确反应生态环境现状，数据来源和处理方法具有一定的科学性。所选取的评价指标应具有可操作性，通过调查和监测能够获取数据。（4）整体性原则。影响生态环境的的诸多环境因素要全面进行衡量，,综合分析和评价，选取的指标要能体现“整体大于部分之和”的基本要求。

3煤炭开采区生态环境适宜性评价

3.1生态环境影响因素

煤炭资源开采对生态环境造成不同程度的影响，尤其是对生态脆弱的区域进行开采，形成一系列的生态环境问题，对这些问题进行综合分析，总结了四方面的影响因素，主要为环境污染与破坏因素、煤矿自然背景、生态环境背景、人类活动影响因素。

3.1.1环境污染与破坏因素

（1）固体废弃物污染。煤矿的煤矸石、锅炉灰渣等固体废弃物若未进行综合利用，露天杂乱堆积，不但压占土地资源、污染土壤和地表水体、破坏地表植被和地形地貌景观，引起的扬尘还污染大气。（2）地表水、地下水污染。煤矿附近地表水体常作为污废水、废渣的排放场所，成为纳污水体而遭受污染；部分地区矿井水若用作农灌，还污染基本农田。若污废水排放区邻近地面塌陷区，被污染水体通过地面裂缝、被风化断裂带等导水通道进入潜水含水层，地下水也受到污染。（3）大气污染。主要是锅炉烟气、储煤场的煤尘、地表及道路扬尘、排矸场乱堆的矸石引起的粉尘等，在干燥气候与大风作用下会产生尘暴等影响，造成局部环境污染。（4）噪声污染。煤矿生产过程中的大型设备和车间如矿井通风机房、提升机房、筛分车间、空气压缩站等产生的噪声会对周围居民生活造成影响，降低农作物的生产力，噪声对生态环境的短期影响非常大。（5）土壤和重金属污染。煤炭开采区废水（包括矿井水、生活污水、洗选废水等）具污染物含量高、酸度高、悬浮物浓度大等特点，未达标处理直接排放，使得土壤中的污染指标上升。煤矸石含有大量的硫铁矿和重金属元素，雨水淋滤和自燃形成的溶液污染塌陷区、开采周围土壤和积水，并且通过水力通道发生污染转移，由于有毒元素通过食物链富集，最终危害开采区人类健康。（6）水资源破坏。煤矿开采后造成的地面裂缝和塌陷导致地下水、地表水下渗漏失，井泉干枯，地下水疏干，水资源总量减少。（7）地质灾害及次生灾害。由于煤矿开采活动而引起的地质灾害类型较多，崩塌、滑坡、地面塌陷、地裂缝、矿井突水等均有表现，尤以滑坡和地面塌陷表现最为突出。另外煤矸石堆堆存不规范也易引发崩塌、滑坡、泥石流灾害。地质灾害改变了塌陷区的生物生态环境，降低了矿区生态系统功能。（8）植被破坏，土地荒漠化。煤矿大量的工程基础建设改变原有土地利用类型，改变煤矿及周边的小环境气候。尤其在西北生态环境脆弱的地区进行煤炭资源开采，由于沟、壑、梁、峁、沙丘发育，植被稀少，生态环境脆弱，采矿活动会引起严重水土流失，草地逐渐退化，土地逐步荒漠化。（9）地形地貌景观污染和破坏。煤矿无法综合利用的矸石散乱堆放、露天储煤场的煤块无序堆存，部分工业场地区因煤而染为黑色，对煤矿及周边的主要交通干线可视范围将造成极大的视觉污染。另外煤矿开采形成的地面塌陷及地裂缝会波及到部分文物古迹、重要人文景观，造成损毁，影响较大。（10）区域生态功能改变。由于煤炭资源开采，打破了原有生态系统平衡，影响生态系统发展和演化方向，干扰物种多样性和系统稳定性及社会经济结构等。

3.1.2煤矿开采背景

（1）有效深厚比：即煤层上覆基岩厚度与开采厚度的比值，反应煤炭资源开采后地表变形程度和次生地质灾害发育情况。（2）开采方法：包括采煤方法、采煤工艺、顶底板管理方法等，井下开采由于方法不同，地面塌陷的表现各异。（3）水文地质条件：表征与地表植被和人类生产生活用水关系紧密的潜水含水层的埋藏条件，还说明煤炭资源开采后地下水补给、疏干与周围充水含水层的关系。（4）地质条件：包括地质构造、地层岩性、工程地质条件等，断裂构造越发育、岩体结构越破碎、开采基础条件越差，对煤炭资源开采安全影响越大。（5）地形地貌条件：包括相对高差、坡度、地貌类型，这些因素反应煤炭资源开采后发生次生地质灾害的可能性大小。

3.1.3生态环境背景

（1）生物多样性指数。表征生态环境系统组织，包括物种丰富度指数、物种多样性指数等，要根据实际情况选择合适指数进行评价。（2）植被类型、植被覆盖度。植被类型包括乔木、灌丛、草丛及农业植被等，反应煤炭开采区植被群落特征、植物优势种及农作物的分布情况。植被覆盖度是反应地面植被数量、生态系统变化、影响沉积物侵蚀、评估草地退化等的重要因素。（3）土壤湿度：土壤中的水是植被生长、生存的基础，湿度能够充分反应生态环境中水的涵养量大小，也是量化土壤中水含量的重要指标。（4）荒漠化指数：即荒漠化土地面积与开采区总面积的比值，反应生态环境恶化程度。（5）土壤类型。不同的土壤类型，耕种熟化程度、有机质及养分含量、土壤结构，透水透气性、耐旱耐涝耐碱性的各不相同，与之相适应的植被类型也各异。（6）土地利用类型。煤炭开采区的适合农作物和植被生长的土地利用类型主要有耕、林、园、草地、水域及水利设施用地和其他土地，其他地类人类工程活动强烈，或植被生长环境恶劣，是表征植被类型的重要指标。（7）年均降雨量与蒸发量两者的关系直接影响本地动植物种类、群落数量和生态系统的类型。

3.1.4人为因素

人类活动与生态环境彼此关联、相互影响，若煤炭资源开采活动与生态环境承受能力及生态环境修复能力协调，则生态环境遵循良性演替过程，否则会制约人类活动发展。人类通过积极的治理措施，及时修复破坏的生态环境，也会对总体生态环境形成正向促进影响。（1）人口密度。煤矿影响范围内单位面积的人口数量，反应人类活动的对生态环境影响的强烈程度和开采后受影响的范围大小，也表征煤炭开采区村庄搬迁难度的大小。（2）环境治理资金比率。生态环境年治理费用占煤矿总资产的比率，体现人类对改善生态环境的重视程度。（3）环境污染处置率。包括污废水回用率、固体废物回用率、土壤改良治理率等，反应人类对环境污染治理的改善程度。（4）环境破坏治理率。包括塌陷区裂缝充填率、土地资源治理率、受损建（构）筑物治理率、植被恢复率等指标，可以充分反应生态环境修复的程度。

3.2评价因子的选取与指标体系的建立

评价因子的选取在遵循可持续发展等原则的前提下，根据开采区现状条件选取制约煤炭资源开采和影响生态环境的4类因素，经过综合分析，最终选取34个评价指标，建立一个具有代表性、可比性和准确性的煤炭资源井工开采区生态环境适宜性评价指标体系。

4结论与展望

（1）本文总结了煤炭资源井工开采区影响生态环境的四方面因素和适宜性评价的原则，通过筛选评价指标，建立评价指标体系。在资料齐全的条件下还应划分生态环境级别、进行生态环境功能区划，才可以为管理部分提供咨询和服务。（2）由于评价指标的动态性、评价人员的认知程度及管理者的服务水平等影响，生态环境适宜性评价指标体系是不断完善的过程，是一项长期的工作。（3）本文的评价指标体系仅是相对的准则，更精确的评价还需根据各个地区煤矿的生态环境条件差异区别对待，选择相适宜的评价因子，建立适合本地区的生态环境适宜性评价指标体系。

作者:从常奎 单位:中煤科工集团西安研究院有限公司