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1、浅析露天煤矿开采引发环境问题及环境保护对策露天煤矿作为煤炭开采的一种重要形式，因其开采规模 大、产量高，一直在煤炭行业及在国民经济建设中发挥着举 足轻重的作用。但基于历史原因，认识自然的局限性及法律 法规的不完善，露天采煤业迅猛发展的同时，也带来了一系 列的矿山环境问题和生态破坏，已严重影响地区的生态环境 质量和经济持续发展。1露天煤矿开采引发的环境问题露天煤矿对环境的影响主要表现在对地表的破坏及其 所造成的水土流失、水体污染和空气污染。随着露天煤矿数 量的增加和生产规模的扩大，对环境特别是对土地资源的占 用和污染将日趋严重。同时，露天采煤形成的凹坑，由于地质构造、边坡岩体、 地表水地下水作用
2、等原因诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石 流等一系列地质灾害，可能危及周边地区的工业企业和居民 建筑的安全。既造成巨大的经济损失又破坏了原来的生态环 境。1. 1露天煤矿开采对土地的破坏露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的 直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是 对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁，致使原土 地不复存在，压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排 土场上造成原地貌功能的丧失一挖损和压占等工程活动直 接破坏了表层的植被，导致这一区域原先处于相对稳定的系 统受到干扰，使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水 力等生态因子发生巨大的变化，占用使原有的土地利用
3、类型 变为容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电线路以 及排水管道等工矿用地。据不全完统计，我国露天开采平均每万吨煤破坏土地 0.24 hm2,其中采场挖损破坏0. 08hm2 ,外排土场压占 0. 16hm2o尤其是倾斜煤层的凹陷露天矿因不能内排或内排 量较小，剥采区不可能在开采闭坑时恢复为原始地形，剥离 废石外排占用土地量更为巨大。如抚顺西露天矿形成的矿坑东西长6.6km,南北宽 2. 1km,面积达10. 87km2 , 3个废弃歼石排土场面积达 20. 2km2；阜新海州露天矿长4km,宽2km,深350m,面积达 8km2,排土场面积达14. 7km2o露天开采活动在如此广大的
4、范围内延续几十年至近百年，对生态地质环境的影响之大、 危害之多、治理之难可想而知。1. 2地表水和地下水污染问题露天煤矿闭坑后，对地表水和地下水污染最严重的是露 天煤矿排土场淋溶水。排土场的煤歼石中富含碱金属、碱土 金属和硫等，大气降水淋溶了煤砰石中的无机盐类，含无机 盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染，渗入地 下含水层，也会污染地下永体。阜新新邱露天煤矿排土场附 近于家沟地区的地下水体就是由于露天煤矿排土场淋溶水 渗入地下使其受到了严重的污染而导致不能饮用的。此外，露天煤矿闭坑后，采场周围水体和大气降水汇入 釆场矿坑，也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头，而使煤 层中的硫和重金属等污
5、染物质溶入水体而使地下水受到污 染。1.3大气染污问题露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和 运输道路两侧一定范围内的粉尘(TSP) o另外含有因少量煤 歼石和残煤在大气中慢慢被氧化而可能发生自燃，产生一定 量的CO、S02、和NOx等有毒有害气体，对大气造成，污染。对某露天矿区的现场监测结果显示：大气污染物主要是 总悬浮颗粒物(TsP)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(S02)和氮氧 化物(NOx)。研究表明；TSP的含量远远超出二级国家环境空 气质量标准，因此为主要污染物。在每年春夏之交和秋冬之 交两个时期会出现两个污染高峰期，表现出明显的季节特 征，与气象条件紧密相关；气体污染物高
6、峰期均处在冬季前 后，在每年的夏季浓度最低，CO、S02的浓度与烟雾出现次 数呈正比关系，主要是由于残煤自燃引起的。此外，我国露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植 被，每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷 的人为荒漠化土地，春秋时节，荒漠化的排土场所产生的扬 尘等亦会使周围大气造成严重的TSP污染。1.4露天矿闭坑前环境地质问题与灾害我国露天煤矿开采至闭坑前环境地质问题与灾害主要 表现在以下两个方面：(1) 露天采矿形成的矿坑边坡及排土场边坡，由于地质 构造、边坡岩体、地表水及地下水作用、采矿工程活动等原 因诱发一系列诸如滑坡、塌陷、泥石流等突发性或缓变性地 质灾害，危及该地区周边
7、工业企业与民居建筑的安全，造成 人员伤亡及巨大的经济损失。如抚顺西露天矿，从20世纪 5080年代共发生滑坡、塌陷、泥石流等灾害达90次，并 使周边石油一厂发电厂的厂房与重要设施受到破坏，损失超 过数亿元。阜新海州露天矿从1953年投产1990年止，共发 生滑坡等灾害75次，造成巨大的经济损失和人员伤亡；其 它露天矿的滑坡也不少，而小规模的地质灾害更是屡见不 鲜。因此，滑坡、塌陷等地质灾害贯穿于露天矿开采的始终, 并有可能延续到闭坑卮(2) 露天矿开采还引发许多生态环境恶化及缓变性的灾 害。如矿坑裸露的煤、可燃矿物，排土场排放的煤歼石等有 可能造成局部区域自燃，引起温室效应影响小气候，有害气
8、体污染地区大气环境。危害人们健康，排弃物中的有害元素 通过地表水、地下水渗透，造成水质污染和周围农田盐渍化; 矿坑、排土场裸露的废岩土，经剥蚀风化，受风力作用产生 大量粉尘及有害气体，危害人民健康等等。这些问题日积月 累就变成了长期污染空气、水质、农田的缓变性灾害而影响 人类生存环境，而且如不及时治理，则在露天矿闭坑后仍将 继续产生影响。1.5露天矿闭坑后地质环境的变化与环境地质灾变发 展趋势露天矿闭坑后地质环境将发生改变，环境地质灾变有进 一步发展的趋势，主要体现在水文地质环境的变化。露天矿 闭坑前为维持正常生产与边坡安全的全套疏干排水系统，在 采矿结束后不可长久维持，一旦停止，则地表水、地
9、下水将 向矿坑汇集，原来的疏干边坡（简称为干边坡或干坑）将逐渐 充水成为湿边坡，使边坡岩体含水量增大，强度大幅下降， 地下水水位上升，边坡稳定性下降，从而发生滑坡、塌陷等 地质灾害。许多露天开采的矿山，下部曾由地下开采过，岩体受到 扰动、破坏发生沉陷，再在露天开采与地下开采的复合作用 下，边坡岩体被切割、再度破坏与扰动，随着终采闭坑，边 坡将加陡至最终帮坡角，这样脆弱的边坡在自然与人工营力 如暴雨。地震或矿震等作用下更易发生滑坡、塌陷。所以，如不能提前采取合理的治理措施，则露天矿闭坑 后地质环境必然恶化，环境地质灾害发生的危险性也必然增 大。2露天煤矿开采引发环境问题的原因我国露天煤矿开采环境
10、问题复杂、多样、特殊、敏感， 由于特定历史因素对矿业城市地质环境和生态环境的影响 和破坏非常巨大。随着国家环保意识增强，80年代以来建的 新矿区环境状况有所改善，有的矿区达到了较好水平，如神华集 团神东公司的马家塔露天矿就比较好地解决了露天开采中 环境恢复和治理问题。因此总结这方面的经验教训意义是重 大的，对搞好露天煤矿开采环境问题的防治是非常必要的。在计划经济时期，煤矿企业利润都上缴国家而很少投人 由开采造成的环境问题治理经费。如抚顺西露天矿、阜新海 州露天矿这样的国有大型矿山企业，所产煤炭、所创利润和 效益基本上均上缴国家，而几十年来开采带来的严重的环境 危害却留给了地方，露天煤矿开采初期
11、和中期环境危害的范 围均较小，没有引起决策者、管理者和采矿者的注意。加上 环保意识薄弱而使环境隐患越积越多，几十年后造成了环境 的恶化和灾害的发生。无法回避的是，历史沉淀这些环境问 题。只有依靠各级政府加大投入或积极组织才能逐步地治理 和恢复。以往传统的地质、采矿、管理学科没有或很少将矿山环 境勘查、评价、预测、管理、立法、执法与露天煤矿勘查、 露天煤矿建设、设计、生产、闭坑有机地贯穿始终结合起来。 各学科均有自己的侧重点，如露天采矿学就追求剥离最少、 采煤最多，只要不滑坡，边坡越陡越好，很少考虑地面变形 或闭坑后灾害，很少以综合的长远的经济效益、社会效益和 环境效益作为本学科研究追求的出发点
12、。露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动 使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者 有战略眼光和战略胸怀，不仅仅关注自身的、近期的经济效 益和繁荣，还应从保持社会经济可持续发展、爱护一人类居 住的家园的高度去从事露天煤矿开采，主动地、积极地利用 开采工程改善、美化周边环境，变有害为无害。变不利为有 利，实现资源开发和环境保护的协调发展。3露天煤矿开采环境问题的治理对策(1) 区分环境问题历史旧账和新账，从而明确环境恢复 治理的主体和责任人。要由目前的矿山企业来承担历史遗留 的环境问题的治理显然是不现实的。因此尽早区分历史旧账 和新账，是明确环境恢复治理责任、内容、资金来源和
13、实施 主体的重要前提。对于历史旧账，应主要由政府承担，主要依靠国家、省 市政府投资、组织治理。而新账必须主要由企业承担，严格 执行“谁破坏谁治理、谁负责”的原则。抚顺西露天矿、海 州露天矿这样的老矿，由于历史原因造成的环境问题主要由 国家、政府承担治理恢复，而进入市场经济后由于露天开采 引发的新的环境问题则必须由企业承担，进入企业生产成 本，负责治理恢复；而新建矿山则必须从勘察、立项、设计、 建设、生产开始就从法制上、管理上明确责任人，并负责到 矿山闭坑，确保环境得到恢复和改善。(2) 完善、修改的制定包括露天煤矿开米在内的有关标 准、规范，使矿山开采的环境管理和治理具有可操作性、规 范，使矿
14、山环境管理和治理具有可操作性、针对性和科学性。 实现露天煤矿开采从勘查、建设、生产、闭坑全过程的管理 和监督有法可依。实现露天煤矿开采环境的改变一破坏一恢 复一重建的良陛循环。促进可持续发展。这就从源头避免、 减少了环境问题的危害和地质灾害的发生。(3) 露天煤矿建设开采的规划要充分考虑开采至最终境 界可能带来的环境问题和灾变。规划和设计中要充分考虑不 要在可能的环境灾变区设计民用与工业建筑。这一条对新建 露天煤矿是必要的。(4) 在地质环境问题较严重的露天矿，建立环境地质监 测网站和地质灾害预警系统。主要针对已经建设和正在生产 的露天煤矿且环境灾变问题已经存在并影响、危害地面建筑 和人民生命
15、财产安全情况下建立。如抚顺发电厂及地面兴平 路等均建有地面变形监测线网，实时监测并预测变形趋势， 为及时采取灾害防治措滋，避免损失提供依据。(5) 老的露天煤矿开采已几十年，造成的环境地质灾害 已成事实的情况下，防治对策建议遵循两条原则：一是避让 原则。不要在灾害区内布置工程建设和居民建筑，已有的尽 量考虑搬迁二是针对性治理原则，对不宜搬迁的重要设置 和建筑，采取针对性治理措施，如加固、屏蔽、采矿回填、 边坡压脚等。宣进行几个方案的技术经济比较，要综合考虑 技术可行性、经济台理性和安垒风险性。(6) 对于新建露天煤矿，决策者、管理者，采矿者应站 在保护生态环境和可持续发展的战略高度，主动的通过
16、采矿 工程活动改善和重建周边地区的环境。如平朔安太堡露天煤 矿就做出了有益可喜的成绩。通过开露天采矿、修水库、改 河道、改变地形和地层层位、调整土壤结构、防止水土流失、 复垦种植等，不但避免了环境的恶化，而且通过露天煤矿开 采，建设生态环境更好的新矿区。4结语露天煤矿开采所诱发的种种环境问题产生的影响是直 接的、深远的，尤其是对生态环境的影响，而对这些环境问 题的防治也是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应 用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、 工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策，追求最优的 经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭开采与环境保护 协调发展，实现矿区的可持续发展。参考文献：1 周伟，白中科，袁春，付慧，东露天煤矿区采矿对 土地利用和土壤侵蚀的影响预测，农业工程学报2007(3)： 552 刘志斌，大型露天煤矿闭坑后的生态环境问题及其 对策，露天采矿技术20
