煤矿矿区综合治理

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1、煤矿矿区综合治理摘 要：煤炭作为我国最主要的能源，在经济发展中发挥了重要作用。然而，长期传 统的粗放型生产经营方式引起许多诸多环境污染和生态破坏问题，并且也已 成为影响我国社会、经济和区域可持续发展的综合性制约因素。在分析煤矿 开采造成矿区土地资源浪费、水资源破坏和大气污染现状的基础上，根据可 持续发展思想，结合ISO14000环境管理标准，提出了以自然-经济-社会复合 生态系统理论为基础的矿区生态环境管理体系和“绿色开采技术”。关键词：煤矿开采；矿区生态；绿色开采；综合治理1 .煤矿的环保要求11.1 当前中国煤矿开采的现状11.2 环保型煤矿开采的起源21.2.1 传统煤矿的缺陷 21.2

2、.2 中国人民普遍思想素质的提高 21.2.3 国际环保呼声空前强烈22 .矿区生态综合治理 32.1 煤矿生态系统32.2 污染煤矿环境的主要影响因子 62.3 运用生态原理来规划和治理煤矿环境 72.4 煤矿区生态环境管理82.4.1 环境管理标准的特征及其意义 82.4.2 构建煤矿区生态环境管理体系的措施 93 .开发绿色开采技术实现可持续发展103.1 矿井保水开采技术研究 103.2 改革巷道布置和采煤方法，减少岩石巷道113.3 采空区充填技术研究113.4 减少煤矿瓦斯排放的技术研究 123.5 矿区土地复垦与综合治理技术研究 12结论14参考文献15致谢161 .煤矿的环保要

3、求1.1 当前中国煤矿开采的现状煤炭在我国能源结构中约占75 % ,在国民经济和社会发展中具有重要的地位和作 用。然而，长期以来，煤炭大规模的开发和利用主要沿用传统的、粗放型的生产经营方 式，造成大量污染物的产生和排放，引发许多环境污染和生态环境破坏问题。然而，由 于长期以来煤矿矿山追求短期的经济效益，对矿山的环境保护问题重视不够，造成了严 重的环境污染，特别是在煤炭行业不景气的时候，煤矿更是没有精力顾及环境保护，加 之管理监督不善，使煤矿环境状况更加恶化。尤其是过度及不合理地开采与开发，已对 矿山及其周围环境造成了严重的污染并诱发出了多种环境地质灾害。由于露天矿和井下 矿煤炭的开采，煤矿每年

4、从地表或地表深处开采出大量的煤炭和岩石，这不但会造成地 面塌陷，还有可能破坏地球表层的地质构造，诱发山体滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害， 此外，地面塌陷不仅导致土地资源劣化，而且破坏了土地原有的水循环系统，严重的会 造成土地荒漠化。煤炭开采的同时排出大量的煤什石，由于煤什石的堆积，占用大片的 土地，使地形地貌发生改变，遭到破坏，影响生态平衡。据统计，全国煤什石累计堆积已达 30亿t,占地55万m2,每年煤什石外排量为2 亿t,增加占地约3万m2。国有重点煤矿有121座什石山在自燃，排放大量烟尘、SQ、 CO H2S等有害气体，对矿区和大气污染严重。开采煤炭过程中，地下水系统被人为强制 性改变，一

5、些可开发的地下水源不复存在，大部分矿井水没有被处理而排放，引起地表 环境的污染，我国煤矿区水资源普遍缺乏，据统计，有71%勺煤矿缺水,40%的煤矿严重缺水，80%以上的煤矿职工饮用不洁水。而煤炭开采对地下水资源的破坏却相当惊人， 当前全国煤矿外排矿井水达22亿t ,选煤水0.28亿t,其它工业废水0.3亿t,生活污 水4亿t ;北方矿区平均吨煤破坏地下水资源约 10m,使生态环境恶化。特别是煤炭选 洗加工及其他附属工厂排出的工业污水，其危害更为严重，渗透流入农田，引起减产；排入河流、湖泊，会淤塞河道，抑制鱼类生长甚至引起死亡，渗入地下污染饮用水源， 尤其是洗煤水中的浮选药剂及聚丙烯胺药剂具有毒

6、性，并可诱发多种疾病，对人体健康 造成极大这些问题已经成为我国乃至世界各国政府和科技界共同关注的热点问题。并且 这些问题已不再是单一的环境要素问题，而成为影响我国社会、经济和区域生态环境发 展的综合性制约因素的系统问题。1.2 环保型煤矿开采的起源1.2.1 传统煤矿的缺陷传统的煤矿开采多以小煤矿为主，科技含量低，煤矿开采效率低下，一味追求经济 效益而忽视了对于环境的影响，忽视了资源环境的有限容量，虽然这种粗放型的发展曾 经一度为我国带来了无比巨大的经济腾飞， 帮助了我国的大工业的发展，但却对我们现 在的经济集约型环境友好型和谐社会的建设目标带来了极大的阻碍。因此对于新时期的大工业建设，环保节

7、约型煤矿开采势在必行。1.2.2 中国人民普遍思想素质的提高随着改革开放30年的建设，中国的综合国力，人民的思想素质水平得到了极大的提 高，对于煤矿开采，大多数人已经开始认识到我们不能继续污染我们的天空与绿水，不 能不给我们的子孙后代留下他们赖以生存的矿产资源。可持续发展方式给了我们目标， 经济集约型，环境友好型社会展原则，综合考虑矿业经济发展与矿区生态环境。当今社 会经济高速发展，人们生活水平日益提高，对能源特别是煤炭的需求量在大幅度增加， 不可能限制矿山资源开发利用，应根据可持续发保护关系，走矿业“绿色开采”道路。1.2.3 国际环保呼声空前强烈资源与环境问题是一个全球性的战略问题。世界自

8、然保护同盟、联合国开发署和世 界野生生物基金会共同提出了保护地球一可持续发展战略。我国制定的中国21世 纪议程把资源与环境问题提到了前所未有的战略高度。煤炭资源的开发也同样造成了 较大的环境污染，破坏了人类生存的自然环境，我国大规模的煤炭开展也证明了这一点。煤炭开采过程对环境的破坏是多方面的：水资源的污染与破坏、土地的破坏，排放出的 瓦斯造成的温室效应，再加之煤炭利用中产生的二氧化碳对大气的破坏等都严重限制了 煤炭工业的发展。事实上，正是出于对环境保护要求的考虑，人们越来越多地放弃作为 燃料的煤炭，去寻求高效、洁净的绿色能源。在这种大的环境保护前提下，煤炭的开采 技术必须放弃原来的那种粗放型开

9、采模式，而应充分考虑环保要求，采用既能提高资源 回收率，又不破坏自然生态环境的开采方法，走煤炭可持续发展的道路。2 .矿区生态综合治理环境与发展是当今国际与国内社会普遍关注的重大问题，经济与社会的发展离不开自然资源的开发利用和生态环境的依赖， 而资源的开发既给社会带来了财富， 也带来了 负面影响一一环境的损害。所以，资源的开发和对环境的保护策略是决定社会或某一地 区可持续发展的根本，资源开发利用引起的生态环境问题又是环境与发展的焦点问题。煤炭是中国的主要能源，约占一次能源构成的 74%中国原煤产量占世界第一位， 煤炭开采引起地表沉陷，并诱发大量地质灾害，造成土地挖损和占压，使矿区大量耕地 损害

10、与贫瘠，植被破坏、水土流失与土地沙漠化加剧，矿区生态环境日益恶化，给矿区 农业生产、人民生活及社会安定造成了极大影响， 亦严重制约了矿区的经济发展。煤炭 在为人类文明和社会进步做出巨大贡献的同时，也给矿区带来了严重的环境与社会问 题。因此，在煤矿的开发建设过程中，利用自然科学的基本原理与方法来研究煤矿环境 与人类工程活动，研究煤矿床开采和利用对环境可能引起的破坏方式与程度，提出防治措施，控制其不利因素，维护生态平衡，把人类工程活动造成的环境灾害影响降低到最 低程度。2.1 煤矿生态系统人类生存所依赖的生态环境，由各种各样的生态系统所组成。生态是生物和自然环 境存在的状态，生态学则是研究它们之间

11、关系的一门学科， 而生态系统则是指生命系统 和环境系统在特定空间的组合，它是自然界的基本单位。这个基本单位是由生物彼此之 问以及生物与周围环境之间不断影响、演变且达到动态平衡的统一体。生态系统具有一 定的结构和功能，并且不断地进行物质和能量的交换。 在开发煤炭资源之前，地表的状态一般为草原、农田、森林或荒地等，即地表生态系统一般为自然生态系统或半自然生态系统，具组成、能量流动及物质循环见图 5-1。1绿色植物菌类生一广者执八、执八、水矿物等无生命者动物人类消费者细菌真菌分解者 能量流动路线 物质流动路线图5-1地表生态系统构成示意图从图中可以了解到：生产者通过光合作用，把太阳能转变成化学能，贮

12、存在它所制 造的有机物质中供消费者需要分解者能使生物体分解成为无机物质，再将其转变成为可供植物利用的养分，保持着相对平衡状态。但是，处于一定时空范围内的生态系统，都 有其特定的能流和物流规律，在其内部潜育着脆弱性和再生性。当外部施加的影响不大 时，生态系统运用其内部自动调节能力对外力干扰或污染物进行化学、物理及生物的白净作用，减少其危害。当生态系统某一部分出现了机能异常时，就可能被不同部分的调 节所抵消，这样，再生性呈显性，生态系统则不会发生严重的退化或失调。但是，如果 肆意干扰原生态环境，影响生态的不利因素或有害有毒物质不断大量地产生，对已遭到破坏的生态环境也不采取补救措施，这些外部影响超过

13、了生态系统的调节能力，引起内 部结构和功能的失调，使得自动的调节机制能力逐渐消失，生态系统的脆弱性就会呈现， 能流和物流出现恶性循环，破坏了生态平衡，导致原生态系统的崩溃。在开采，加工和利用煤炭资源过程中，必然要对原自然（或半自然）生态系统进行改造，新开发出来的物 质和能量，参与到生态系统的物质循环和能量交换中去， 影响了原生态系统的动态生态 平衡，同时改变了自然环境的地质地理条件。地表植被遭到破坏，地表移动和变形改变 了原有地形，大量土地资源被占用或破坏，由其产生的煤研石、矿井废水等污染物，使 大范围内的自然环境发生了变化，原生态系统所具有的内部平衡的自动调节机制能力大 量丧失，打乱了生物圈

14、中原来就比较脆弱的生态平衡状态，形成了一个新的人工生态系 统一煤矿生态系统。煤矿生态系统是一个不独立、不完全且开放的生态系统，属于生物 圈中的一个子系统，具结构框图见图5-2。系统外部输入供气排泄废物供水土地矿产土地水矿产资源供生活用煤人类及动植物图5-2煤炭生态系统结构框图彳 输出煤炭排烟排烟 大 气 其中人类及动植物属于生命系统，其余部分属于环境系统。环境系统还包括被占用的土 地，如工业民用建筑物，交通和通信线路，以及附属的工厂，商业等。由于煤矿生态系 统是一个不完整的生态系统，所以，应当采用人工干预的方法来进行调节， 以便维持其 动态平衡。这就需要从系统外部输入大量能源和物质，而从系统内

15、部向外部输出煤炭， 并且，系统内部的排泄废物也不能在本系统内完全转化和分解，这就要输出到其它生态系统中去。煤矿生态系统的主要功能是生产煤炭，向系统外部输出。在煤矿生态系统形 成以前，原生态系统的主要功能一般为生物生产， 为人类提供生活资料和工业原料。 而 当煤炭开采结束后，煤矿生态系统的结构和功能将会逐渐消失， 演变为其它形式的生态 系统，其主要功能或是恢复生物有机体生产，或是商品生产，或两者兼备。2.2 污染煤矿环境的主要影响因子煤矿的形象很差，不仅指井下条件艰苦，而且地面的环境质量也很低。这主要是因 为煤炭工业具有明显的行业特点，开采、加工、贮运及利用等项技术都较落后，并且， 在一些地区，

16、人们对于生产和建设考虑得较多， 往往只是追求多采煤快采煤，而较少顾 及生态环境，不注意创建新的生态平衡，从而使煤矿生态环境继续恶化， 造成了一系列 不利于发展生产，又影响到社会生活的后果。这种不合理开发利用煤炭资源的现象，是 造成我国环境问题日趋严重的基本原因之一， 已到了亟待解决的地步。所谓煤矿环境问 题，是指在煤炭开采、贮运及加工利用过程中，给周围的生态环境带来的有害影响。主 要表现在以下几个方面：破坏和占用土地资源，废物排放对周围环境的污染，对地表原 有植被、地形及建筑物的不利影响，煤炭资源不合理开发和利用，以及由此引起的一系 列社会问题，煤矿环境问题原发影响因子有排废、地表沉陷、岩体移动、占用土地、噪 声振动、煤炭流失、