【正文】 ， 植被稀疏 ， 水土流失及沙漠化嚴重 ， 生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱。因此 ， 水土流失和土地沙漠化成為我國煤礦區(qū)最突出的生態(tài)環(huán)境問題之一。煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過程中挖掘地表、堆棄土渣、破壞土地和植被 ，從而減少了地面植被的覆蓋 ， 造成地表徑流和地表糙度改變 ， 使土壤抗蝕指數(shù)降低 ， 加劇 了水土流失和土地沙化 ， 不僅損害礦區(qū)生態(tài)環(huán)境 ， 而且為周圍地區(qū)帶來了嚴重的環(huán)境污染和安全威脅。例如 ， 陜西榆林神府東勝礦區(qū)是黃 河流域風蝕沙漠化和水土流失復合侵蝕最為嚴重的地區(qū)。 晉城職業(yè)技術(shù)學院礦業(yè)系?？茖W生畢業(yè)設(shè)計 23 圖 44 煤礦開采肆意破壞植被 劇烈的水土流失不僅加重了河道排洪輸流能力 ， 而且大量泥沙污染了水源泉域供水水質(zhì)。據(jù)陜西省水保部門預測 ， 礦區(qū)一、二期年增土壤侵蝕量 ， t為原生侵蝕量的。年增入黃河泥沙量 %。由于礦區(qū)鄰近毛烏素沙漠 ， 氣候干旱 ， 風大沙多 ， 植被稀少 ， 沙漠化問題嚴重 ， 因而對周邊地區(qū) 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活及黃河水道均構(gòu)成了嚴重威脅。 土地治理對策－－土壤復墾技術(shù) 國家有關(guān)土地復墾的規(guī)定出臺 ， 土地復墾作為煤礦塌陷地處理的主要方法之一得到了大力推廣和應(yīng)用 ， 并取得了很好的社會、經(jīng)濟效益。土地復墾技術(shù)大體有疏干法、挖深墊淺法、充填復墾、生態(tài)工程復墾。 （ 1） 疏干法是開挖大量排水渠 ， 使塌陷區(qū)的積水排干再加以必要的整修 ， 使塌陷區(qū)不積水并得以恢復利用 ； 適用于潛水位不太高、地表下沉不大 ， 采用正常的排水措施和進行地表整修能保證土地恢復利用的塌陷區(qū) ； 其優(yōu)點是投資少、見效快 ， 且不改變土地原用途 ， 也可避免村莊和建筑物不必要的遷移。 晉城職業(yè)技術(shù)學院礦業(yè)系專科學生畢業(yè)設(shè)計 24 （ 2） 挖深墊淺法是用挖掘機械將塌陷的區(qū)域再挖深 ， 形成水 (魚 )塘 ， 取出的土方用于充填塌陷淺的區(qū)域形成耕地 ， 達到水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)種植并舉的因其操作簡單、適用面廣、經(jīng)濟效益高、生態(tài)效益顯著 ， 被廣泛用于采煤塌陷地的復墾。 （ 3） 充填復墾是利用礦區(qū)附近的煤矸石、粉煤灰、露天礦剝離廢物等充填采煤塌陷地復田 ； 適用于有足夠的充填材料且充填材料無污染或其污染可有效防治的地區(qū) ， 因其既解決了塌陷地復墾又解決了礦區(qū)固體廢棄物的處理問題 ， 所以經(jīng)濟效益顯著。 （ 4） 生態(tài)工程復墾就是將土地復墾工 程技術(shù)與生態(tài)工程技術(shù)結(jié)合起來 ， 綜合運用生物學、生態(tài)經(jīng)濟學、環(huán)境科學、農(nóng)業(yè)技術(shù)以及系統(tǒng)工程學等理論 ， 運用生態(tài)系統(tǒng)的物種共生和物資循環(huán)再生原理 ， 結(jié)合系統(tǒng)工程方法 ， 針對破壞土地所設(shè)計的多層次利用工藝 ； 其目的是促進各生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置 ， 實現(xiàn)物質(zhì)、能量的多級分層利用 ， 不斷提高其循環(huán)轉(zhuǎn)換效率和土地生產(chǎn)力 ， 獲得較大的經(jīng)濟、生態(tài)和社會綜合效益 ； 該方法目前正在試驗推廣 ， 具有很大的發(fā)展前景。 煤礦開采對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞 煤礦生產(chǎn)與建設(shè)破壞森林植被 煤礦區(qū)森林植被的破壞主要是由于礦山工業(yè)廣場的建設(shè)、矸 石堆放、開山修路、地面塌陷與濫砍濫伐引起 ， 其中以濫砍濫伐和人類工程活動破壞面積最大。如陜西黃陵礦區(qū) ， 因濫砍濫伐已有 15333667ha的森林受到不同程度的破壞 ， 使森林中的喬木減少、灌木增多 ， 覆蓋率下降 20%30%僅開鑿修路工程就已造成 80100ha森林植被遭到破壞 ，而這種破壞仍隨礦區(qū)的開發(fā)建設(shè)而加劇。 生物資源的損害 煤礦區(qū)生物資源的損害主要是由于礦山工業(yè)建設(shè)、矸石堆放、開山修路、露天采礦剝離等引起的。這些劇烈的煤炭開采與建設(shè)活動 ， 特別是不合理的活動改 變了礦區(qū)內(nèi)以及周邊地區(qū)水體、土壤等環(huán) 境的初始條件，破壞了區(qū)域內(nèi)營養(yǎng)元素的循環(huán)與更新，從而對礦區(qū)生物資源造成了嚴重損害。主要表現(xiàn)為 :第一，煤炭開采活動造成生物的生存環(huán)境或棲息地被破壞。由于礦井采礦及其配套工程設(shè)施諸如交通線、建筑物等的建設(shè)，使得礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)原有的大面積連續(xù)的生物環(huán)境被人為分割成許多面積較小的不規(guī)則板塊，甚至是完全消失。限制了生物的活動范圍，影響了生物生存活力，導致生物多樣性受損。例如，烏海地區(qū)因煤炭開發(fā)直接破壞的天然草牧場高達 140000hm2；將使包括四合木、綿晉城職業(yè)技術(shù)學院礦業(yè)系?？茖W生畢業(yè)設(shè)計 25 刺、革苞菊、蒙古扁桃在內(nèi)的世界珍稀殘遺瀕危野生植物從地球上消失。第 二，由于煤炭開采對礦區(qū)及周圍水體、大氣和土壤的嚴重污染，導致某些生物減少，甚至滅絕，最終導致礦區(qū)生物多樣性受損。第三，在進行煤礦區(qū)生態(tài)修復和重建的過程中，人為引入的外來物種入侵，對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成嚴重干擾和破壞，致使原有 物種大量滅絕，導致礦區(qū)生物物種單一，生態(tài)系統(tǒng)退化。 圖 45 所到之處 生物罕跡 噪聲污染 煤炭開采過程中帶來的噪聲污染已越來越受到人們的關(guān)注。煤礦噪聲有井下噪聲和地面噪聲兩種 ， 井下噪聲主要來自鑿石、放炮、采煤、通風、運輸、提升、排水等所用的各種機電設(shè)備。據(jù)調(diào)查 ， 目前煤礦井 下工作場所的噪聲級已超過國家規(guī)定的允許值 90dB，有的高達 110dB。煤礦噪聲具有強度大、聲級高、連續(xù)時間長、頻帶寬等特點。長期暴露于強噪聲作業(yè)環(huán)境中 ， 不僅會對礦工的聽覺器官造 成損傷，還會引發(fā)多種其他疾病；妨礙通信聯(lián)絡(luò)，容易發(fā)生工傷事故。此外，噪聲還會污染周圍環(huán)境，影響礦區(qū)周邊居民的正常生活。 圖 46 煤炭運輸 沿路不安 晉城職業(yè)技術(shù)學院礦業(yè)系專科學生畢業(yè)設(shè)計 26 礦區(qū)景觀環(huán)境損害 作為一個地理單元 ， 煤礦區(qū)不僅蘊藏著煤炭等礦產(chǎn)資源 ， 還形成了獨特的地質(zhì)地貌景觀和生態(tài)景觀 ， 加之人文、社會、歷史等方面的因素 ， 使得它成為一個集礦產(chǎn)價值、生 態(tài)價值、人文價值、地質(zhì)價值等多種價值于一體的復雜綜合體。由于在煤炭開采過程中 ， 采掘土方、堆棄廢石及尾礦、排放污染物 ， 破壞了礦區(qū)地質(zhì)地貌原有的形態(tài) ， 影響了自然風景觀瞻 ， 毀壞了珍貴的地質(zhì)遺跡和名勝古跡。不僅給人們帶來視覺污染 ， 更重要的是給人類歷史文化和科學研究造成了不可彌補的損失。 5． 礦區(qū)生態(tài)綜合治理 環(huán)境與發(fā)展是當今國際與國內(nèi)社會普遍關(guān)注的重大問題 ， 經(jīng)濟與社會的發(fā)展離不開自然資源的開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的依賴 ， 而資源的開發(fā)既給社會帶來了財富 ， 也帶來了負面影響 —— 環(huán)境的損害。所以 ， 資源的開發(fā)和對環(huán)境的保護策略 是決定社會或某一地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的根本 ， 資源開發(fā)利用引起的生態(tài)環(huán)境問題又是環(huán)境與發(fā)展的焦點問題。 煤炭是中國的主要能源 ， 約占一次能源構(gòu)成的 74%， 中國原煤產(chǎn)量占世界第一位 ，煤炭開采引起地表沉陷 ， 并誘發(fā)大量地質(zhì)災害 ， 造成土地挖損和占壓 ， 使礦區(qū)大量耕地損害與貧瘠 ， 植被破壞、水土流失與土地沙漠化加劇 ， 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境日益惡化 ， 給礦區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活及社會安定造成了極大影響 ， 亦嚴重制約了礦區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。煤炭在為人類文明和社會進步做出巨大貢獻的同時 ， 也給礦區(qū)帶來了嚴重的環(huán)境與社會問題 。 因此 ， 在煤礦的開發(fā)建設(shè)過程中 ， 利 用自然科學的基本原理與方法來研究煤礦環(huán)境與人類工程活動 ， 研究煤礦床開采和利用對環(huán)境可能引起的破壞方式與程度 ， 提出防治措施 ， 控制其不利因素 ， 維護生態(tài)平衡 ， 把人類工程活動造成的環(huán)境災害影響降低到最低程度。 煤礦生態(tài)系統(tǒng) 人類生存所依賴的生態(tài)環(huán)境 ， 由各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)所組成。生態(tài)是生物和自然環(huán)境存在的狀態(tài) ， 生態(tài)學則是研究它們之間關(guān)系的一門學科 ， 而生態(tài)系統(tǒng)則是指生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合 ， 它是自然界的基本單位。這個基本單位是由生物彼此之間以及生物與周圍環(huán)境之間不斷影響、演變且達到動態(tài)平衡的統(tǒng)一體。 生態(tài)系統(tǒng)具有一定的結(jié)構(gòu)和功能 ， 并且不斷地進行物質(zhì)和能量的交換。在開發(fā)煤炭資源之前 ， 地表的狀態(tài)一般為草原、農(nóng)田、森林或荒地等 ， 即地表生態(tài)系統(tǒng)一般為自然生態(tài)系統(tǒng)或半自然生晉城職業(yè)技術(shù)學院礦業(yè)系?？茖W生畢業(yè)設(shè)計 27 態(tài)系統(tǒng) ， 其組成、能量流動及物質(zhì)循環(huán)見圖 51。 能量流動路線 物質(zhì)流動路線 圖 51 地表生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 從圖中可以了解到 :生產(chǎn)者通過光合作用 ， 把太陽能轉(zhuǎn)變成化學能 ， 貯存在它所制造的有機物質(zhì)中供消費者需要分解者能使生物體分解成為無機物質(zhì) ， 再將其轉(zhuǎn)變成為可供植物利用的養(yǎng)分 ， 保持著相對平衡狀態(tài)。但是 ， 處于一定時空范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng) ， 都有其特定的能流和物流規(guī)律 ， 在其內(nèi)部潛育著脆弱性和再生性。當外部施加的影響不大時 ， 生態(tài)系統(tǒng)運用其內(nèi)部自動調(diào)節(jié)能力對外力干擾或污染物進行化學、物理及生物的白凈作用 ， 減少其危害。當生態(tài)系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)了機能異常時 ， 就可能被不同部分的調(diào)節(jié)所抵消 ， 這樣 ， 再生性呈顯性 ， 生態(tài)系統(tǒng)則不會發(fā)生嚴重的退化或失調(diào)。但是 ， 如果肆 意干擾原生態(tài)環(huán)境 ， 影響生態(tài)的不利因素或有害有毒物質(zhì)不斷大量地產(chǎn)生 ， 對已遭到破壞的生態(tài)環(huán)境也不采取補救措施 ， 這些外部影響超過了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力 ， 引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的失調(diào) ， 使得自動的調(diào)節(jié)機制能力逐漸消失 ， 生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性就會呈現(xiàn) ，能流和物流出現(xiàn)惡性循環(huán) ， 破壞了生態(tài)平衡 ， 導致原生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。在開采 ， 加工和利用煤炭資源過程中 ， 必然要對原自然 (或半自然 )生態(tài)系統(tǒng)進行改造 ， 新開發(fā)出來的物質(zhì)和能量 ， 參與到生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量交換中去 ， 影響了原生態(tài) 系 統(tǒng)的動態(tài)生態(tài)陽光 （綠色植物 菌類） 生產(chǎn)者 （動物 人類） 消費者 （水 礦物等） 無生命者 （細菌 真菌） 分解者 熱 熱 熱 晉城職業(yè)技術(shù)學院礦業(yè)系?？茖W生畢業(yè)設(shè)計 28 平衡 ， 同時改變了自然環(huán)境的地質(zhì)地理條件。地表植被遭到破 壞 ， 地表移動和變形改變了原有地形 ， 大量土地資源被占用或破壞 ， 由其產(chǎn)生的煤研石、礦井廢水等污染物 ， 使大范圍內(nèi)的自然環(huán)境發(fā)生了變化 ， 原生態(tài)系統(tǒng)所具有的內(nèi)部平衡的自動調(diào)節(jié)機制能力大量喪失 ， 打亂了生物圈中原來就比較脆弱的生態(tài)平衡狀態(tài) ， 形成了 一 個新的人工生態(tài)系統(tǒng)一煤礦生態(tài)系統(tǒng)。煤礦生態(tài)系統(tǒng)是一個不獨立、不完全且開放的生態(tài)系統(tǒng) ， 屬于生物圈中的一個子系統(tǒng) ， 其結(jié)構(gòu)框圖見圖 52。 圖 52 煤炭生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 其中人類及動植物屬于生命系統(tǒng) ， 其余部分屬于環(huán)境系統(tǒng)。環(huán)境系統(tǒng)還包括被占用的土地 ， 如工業(yè)民用建筑物 ， 交通和通信線路 ， 以及附屬的工廠 ， 商業(yè)等。由于煤礦生系統(tǒng)外部輸入 土地 水 礦產(chǎn)資源 生 活 大 氣 人類及動植物 生 產(chǎn) 供水土地礦產(chǎn) 供生活用煤 排泄廢物 輸出煤炭 破壞地表 排泄廢物 供氣 排煙 供氣 排煙 晉城職業(yè)技術(shù)學院礦業(yè)系專科學生畢業(yè)設(shè)計 29 態(tài)系統(tǒng)是一個不完整的生態(tài)系統(tǒng) ， 所以 ， 應(yīng)當采用人工干預的方法來進行調(diào)節(jié) ， 以便維持其動態(tài)平衡。這就需要從系統(tǒng)外部輸入大量能源和物質(zhì) ， 而從系統(tǒng)內(nèi)部向外部輸出煤炭 ， 并且 ， 系統(tǒng)內(nèi)部的排泄廢物也不能在本系統(tǒng)內(nèi)完全轉(zhuǎn)化和分解 ， 這就要輸出到其它生態(tài)系統(tǒng)中去。煤礦生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是生產(chǎn)煤炭 ， 向系統(tǒng)外部輸出。在煤礦生態(tài)系統(tǒng)形成以前 ， 原生態(tài)系統(tǒng)的主要功能一般為生物生產(chǎn) ， 為人類提供 生活資料和工業(yè)原料。而當煤炭開采結(jié)束后 ， 煤礦生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能將會逐漸消失 ， 演變?yōu)槠渌问降纳鷳B(tài)系統(tǒng) ， 其主要功能或是恢復生物有機體生產(chǎn) ， 或是商品生產(chǎn) ， 或兩者兼?zhèn)洹? 污染煤礦環(huán)境的主要影響因子 煤礦的形象很差 ， 不僅指井下條件艱苦 ， 而且地面的環(huán)境質(zhì)量也很低。這主要是因為煤炭工業(yè)具有明顯的行業(yè)特點 ， 開采、加工、貯運及利用等項技術(shù)都較落后 ， 并且 ，在一些地區(qū) ， 人們對于生產(chǎn)和建設(shè)考慮得較多 ， 往往只是追求多采煤快采煤 ， 而較少顧及生態(tài)環(huán)境 ， 不注意創(chuàng)建新的生態(tài)平衡 ， 從而使煤礦生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化 ， 造成了一系列不利于發(fā) 展生產(chǎn) ， 又影響到社會生活的后果。這種不合理開發(fā)利用煤炭資源的現(xiàn)象 ， 是造成我國環(huán)境問題日趨嚴重的基本原因之一 ， 已到了 亟待 解決的地步。所謂煤礦環(huán)境問題 ， 是指在煤炭開采、貯運及加工利用過程中 ， 給 周圍的生態(tài)環(huán)境帶來的有害影響。主要表現(xiàn)在以下幾個方面 :破壞和占用土地資源 ， 廢物排放對周圍環(huán)境的污染 ， 對地表原有植被、地形及建筑物的不利影響 ， 煤炭資源不合理開發(fā)和利用 ， 以及由此引起的一系列社會問題 ， 煤礦環(huán)境問題原發(fā)影響因子有排廢、地表沉陷、巖體移動、占用土地、噪聲振動、煤炭流失、資源浪費、景觀不整及社會問題等。以上的煤礦環(huán)境 問題 ， 正是由于