【正文】 ， 植被稀疏 ， 水土流失及沙漠化嚴(yán)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(guó)煤礦區(qū)最突出的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一。煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)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(lái)了嚴(yán)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(fēng)蝕沙漠化和水土流失復(fù)合侵蝕最為嚴(yán)重的地區(qū)。 晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦業(yè)系?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 44 煤礦開(kāi)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(mén)預(yù)測(cè) ， 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(fēng)大沙多 ， 植被稀少 ， 沙漠化問(wèn)題嚴(yán)重 ， 因而對(duì)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(yán)重威脅。 土地治理對(duì)策－－土壤復(fù)墾技術(shù) 國(guó)家有關(guān)土地復(fù)墾的規(guī)定出臺(tái) ， 土地復(fù)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(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。土地復(fù)墾技術(shù)大體有疏干法、挖深墊淺法、充填復(fù)墾、生態(tài)工程復(fù)墾。 （ 1） 疏干法是開(kāi)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(fù)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(jìn)行地表整修能保證土地恢復(fù)利用的塌陷區(qū) ； 其優(yōu)點(diǎn)是投資少、見(jiàn)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(xué)院礦業(yè)系專科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 （ 2） 挖深墊淺法是用挖掘機(jī)械將塌陷的區(qū)域再挖深 ， 形成水 (魚(yú) )塘 ， 取出的土方用于充填塌陷淺的區(qū)域形成耕地 ， 達(dá)到水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)種植并舉的因其操作簡(jiǎn)單、適用面廣、經(jīng)濟(jì)效益高、生態(tài)效益顯著 ， 被廣泛用于采煤塌陷地的復(fù)墾。 （ 3） 充填復(fù)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(fù)田 ； 適用于有足夠的充填材料且充填材料無(wú)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(fù)墾又解決了礦區(qū)固體廢棄物的處理問(wèn)題 ， 所以經(jīng)濟(jì)效益顯著。 （ 4） 生態(tài)工程復(fù)墾就是將土地復(fù)墾工 程技術(shù)與生態(tài)工程技術(shù)結(jié)合起來(lái) ， 綜合運(yùn)用生物學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)技術(shù)以及系統(tǒng)工程學(xué)等理論 ， 運(yùn)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(duì)破壞土地所設(shè)計(jì)的多層次利用工藝 ； 其目的是促進(jìn)各生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置 ， 實(shí)現(xiàn)物質(zhì)、能量的多級(jí)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(jì)、生態(tài)和社會(huì)綜合效益 ； 該方法目前正在試驗(yàn)推廣 ， 具有很大的發(fā)展前景。 煤礦開(kāi)采對(duì)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(chǎng)的建設(shè)、矸 石堆放、開(kāi)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(dòng)破壞面積最大。如陜西黃陵礦區(qū) ， 因?yàn)E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(kāi)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(kāi)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(kāi)山修路、露天采礦剝離等引起的。這些劇烈的煤炭開(kāi)采與建設(shè)活動(dòng) ， 特別是不合理的活動(dòng)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(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)與更新，從而對(duì)礦區(qū)生物資源造成了嚴(yán)重?fù)p害。主要表現(xiàn)為 :第一，煤炭開(kāi)采活動(dòng)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(dòng)范圍，影響了生物生存活力，導(dǎo)致生物多樣性受損。例如，烏海地區(qū)因煤炭開(kāi)發(fā)直接破壞的天然草牧場(chǎng)高達(dá) 140000hm2；將使包括四合木、綿晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦業(yè)系?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(kāi)采對(duì)礦區(qū)及周圍水體、大氣和土壤的嚴(yán)重污染，導(dǎo)致某些生物減少，甚至滅絕，最終導(dǎo)致礦區(qū)生物多樣性受損。第三，在進(jìn)行煤礦區(qū)生態(tài)修復(fù)和重建的過(guò)程中，人為引入的外來(lái)物種入侵，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重干擾和破壞，致使原有 物種大量滅絕，導(dǎo)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(kāi)采過(guò)程中帶來(lái)的噪聲污染已越來(lái)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(lái)自鑿石、放炮、采煤、通風(fēng)、運(yùn)輸、提升、排水等所用的各種機(jī)電設(shè)備。據(jù)調(diào)查 ， 目前煤礦井 下工作場(chǎng)所的噪聲級(jí)已超過(guò)國(guó)家規(guī)定的允許值 90dB，有的高達(dá) 110dB。煤礦噪聲具有強(qiáng)度大、聲級(jí)高、連續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、頻帶寬等特點(diǎn)。長(zhǎng)期暴露于強(qiáng)噪聲作業(yè)環(huán)境中 ， 不僅會(huì)對(duì)礦工的聽(tīng)覺(jué)器官造 成損傷，還會(huì)引發(fā)多種其他疾?。环恋K通信聯(lián)絡(luò)，容易發(fā)生工傷事故。此外，噪聲還會(huì)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(yùn)輸 沿路不安 晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦業(yè)系?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 礦區(qū)景觀環(huán)境損害 作為一個(gè)地理單元 ， 煤礦區(qū)不僅蘊(yùn)藏著煤炭等礦產(chǎn)資源 ， 還形成了獨(dú)特的地質(zhì)地貌景觀和生態(tài)景觀 ， 加之人文、社會(huì)、歷史等方面的因素 ， 使得它成為一個(gè)集礦產(chǎn)價(jià)值、生 態(tài)價(jià)值、人文價(jià)值、地質(zhì)價(jià)值等多種價(jià)值于一體的復(fù)雜綜合體。由于在煤炭開(kāi)采過(guò)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(fēng)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(lái)視覺(jué)污染 ， 更重要的是給人類歷史文化和科學(xué)研究造成了不可彌補(bǔ)的損失。 5． 礦區(qū)生態(tài)綜合治理 環(huán)境與發(fā)展是當(dāng)今國(guó)際與國(guó)內(nèi)社會(huì)普遍關(guān)注的重大問(wèn)題 ， 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)自然資源的開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的依賴 ， 而資源的開(kāi)發(fā)既給社會(huì)帶來(lái)了財(cái)富 ， 也帶來(lái)了負(fù)面影響 —— 環(huán)境的損害。所以 ， 資源的開(kāi)發(fā)和對(duì)環(huán)境的保護(hù)策略 是決定社會(huì)或某一地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的根本 ， 資源開(kāi)發(fā)利用引起的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題又是環(huán)境與發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題。 煤炭是中國(guó)的主要能源 ， 約占一次能源構(gòu)成的 74%， 中國(guó)原煤產(chǎn)量占世界第一位 ，煤炭開(kāi)采引起地表沉陷 ， 并誘發(fā)大量地質(zhì)災(zāi)害 ， 造成土地挖損和占?jí)?， 使礦區(qū)大量耕地?fù)p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(huì)安定造成了極大影響 ， 亦嚴(yán)重制約了礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。煤炭在為人類文明和社會(huì)進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí) ， 也給礦區(qū)帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境與社會(huì)問(wèn)題 。 因此 ， 在煤礦的開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中 ， 利 用自然科學(xué)的基本原理與方法來(lái)研究煤礦環(huán)境與人類工程活動(dòng) ， 研究煤礦床開(kāi)采和利用對(duì)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(hù)生態(tài)平衡 ， 把人類工程活動(dòng)造成的環(huán)境災(zāi)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(xué)則是研究它們之間關(guān)系的一門(mén)學(xué)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(gè)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(dá)到動(dòng)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(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。在開(kāi)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(xué)院礦業(yè)系?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 態(tài)系統(tǒng) ， 其組成、能量流動(dòng)及物質(zhì)循環(huán)見(jiàn)圖 51。 能量流動(dòng)路線 物質(zhì)流動(dòng)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(guò)光合作用 ， 把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 ， 貯存在它所制造的有機(jī)物質(zhì)中供消費(fèi)者需要分解者能使生物體分解成為無(wú)機(jī)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(duì)平衡狀態(tài)。但是 ， 處于一定時(shí)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(dāng)外部施加的影響不大時(shí) ， 生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)用其內(nèi)部自動(dòng)調(diào)節(jié)能力對(duì)外力干擾或污染物進(jìn)行化學(xué)、物理及生物的白凈作用 ， 減少其危害。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)了機(jī)能異常時(shí) ， 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(huì)發(fā)生嚴(yán)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(duì)已遭到破壞的生態(tài)環(huán)境也不采取補(bǔ)救措施 ， 這些外部影響超過(guò)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(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)制能力逐漸消失 ， 生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性就會(huì)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(dǎo)致原生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。在開(kāi)采 ， 加工和利用煤炭資源過(guò)程中 ， 必然要對(duì)原自然 (或半自然 )生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行改造 ， 新開(kāi)發(fā)出來(lái)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(dòng)態(tài)生態(tài)陽(yáng)光 （綠色植物 菌類） 生產(chǎn)者 （動(dòng)物 人類） 消費(fèi)者 （水 礦物等） 無(wú)生命者 （細(xì)菌 真菌） 分解者 熱 熱 熱 晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦業(yè)系專科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 平衡 ， 同時(shí)改變了自然環(huán)境的地質(zhì)地理?xiàng)l件。地表植被遭到破 壞 ， 地表移動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制能力大量喪失 ， 打亂了生物圈中原來(lái)就比較脆弱的生態(tài)平衡狀態(tài) ， 形成了 一 個(gè)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(gè)不獨(dú)立、不完全且開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng) ， 屬于生物圈中的一個(gè)子系統(tǒng) ， 其結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖 52。 圖 52 煤炭生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 其中人類及動(dòng)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(dòng)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(xué)院礦業(yè)系?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)不完整的生態(tài)系統(tǒng) ， 所以 ， 應(yīng)當(dāng)采用人工干預(yù)的方法來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié) ， 以便維持其動(dòng)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(dāng)煤炭開(kāi)采結(jié)束后 ， 煤礦生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能將會(huì)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(fù)生物有機(jī)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?yàn)槊禾抗I(yè)具有明顯的行業(yè)特點(diǎn) ， 開(kāi)采、加工、貯運(yùn)及利用等項(xiàng)技術(shù)都較落后 ， 并且 ，在一些地區(qū) ， 人們對(duì)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(huì)生活的后果。這種不合理開(kāi)發(fā)利用煤炭資源的現(xiàn)象 ， 是造成我國(guó)環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)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(wèn)題 ， 是指在煤炭開(kāi)采、貯運(yùn)及加工利用過(guò)程中 ， 給 周圍的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的有害影響。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 :破壞和占用土地資源 ， 廢物排放對(duì)周圍環(huán)境的污染 ， 對(duì)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(kāi)發(fā)和利用 ， 以及由此引起的一系列社會(huì)問(wèn)題 ， 煤礦環(huán)境問(wèn)題原發(fā)影響因子有排廢、地表沉陷、巖體移動(dòng)、占用土地、噪聲振動(dòng)、煤炭流失、資源浪費(fèi)、景觀不整及社會(huì)問(wèn)題等。以上的煤礦環(huán)境 問(wèn)題 ， 正是由于