河北省關(guān)閉煤礦山生態(tài)修復(fù)途徑探討

　　[摘要]近年來(lái)，越來(lái)越多的煤礦面臨關(guān)閉或已關(guān)閉，產(chǎn)生了一系列的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。在對(duì)河北省主要礦區(qū)關(guān)閉煤礦山多要素調(diào)查的基礎(chǔ)上，闡述了煤礦關(guān)閉退出后存在的各種地質(zhì)災(zāi)害與殘存可觀的礦井資源。以關(guān)閉礦山生態(tài)修復(fù)為目的，詳細(xì)分析了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和資源綜合利用現(xiàn)狀。分別從地質(zhì)災(zāi)害防治、殘存剩余礦井資源、地形地貌景觀和土地資源占用等方面，提出了建立關(guān)閉煤礦生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，編制地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、評(píng)價(jià)、資源利用指南和煤礦剩余資源再利用等方面的建議。

　　[關(guān)鍵詞]關(guān)閉煤礦山;生態(tài)修復(fù);剩余資源;地質(zhì)災(zāi)害

　　0引言

　　煤炭是我國(guó)的主要能源，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期大規(guī)模地開采，許多煤礦資源趨于枯竭，或已枯竭關(guān)閉，或因政策關(guān)閉，從而形成轉(zhuǎn)型煤礦。在“十三五”期間，中國(guó)關(guān)閉煤礦數(shù)量多達(dá)5500余處、退出落后煤炭產(chǎn)能10億t/a以上。中國(guó)工程院重大咨詢項(xiàng)目“我國(guó)煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略研究”預(yù)測(cè)：到2030年，我國(guó)去產(chǎn)能關(guān)閉煤礦數(shù)量將達(dá)到15000處[1]。“十四五”規(guī)劃提出生態(tài)文明建設(shè)實(shí)現(xiàn)新進(jìn)步，污染物排放量持續(xù)減少，進(jìn)一步對(duì)關(guān)閉煤礦山生態(tài)修復(fù)制定目標(biāo)導(dǎo)向[2]。

　　煤炭開發(fā)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了巨大財(cái)富的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些礦山問(wèn)題。早期煤炭的大規(guī)模開發(fā)，再加上有小、亂、散、粗放型開采，構(gòu)成了諸如工業(yè)廣場(chǎng)廢棄、大量土地壓占、地表塌陷、煤矸石污染、水土流失、景觀破壞嚴(yán)重等一系列礦山環(huán)境問(wèn)題[3]。隨著國(guó)家淘汰落后產(chǎn)能和化解過(guò)剩產(chǎn)能政策的實(shí)施，大批煤礦被關(guān)閉。關(guān)閉煤礦區(qū)域的自然生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，迫切需要對(duì)關(guān)閉礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)工作的規(guī)劃和研究。

　　1河北省關(guān)閉煤礦現(xiàn)狀

　　“十三五”期間，河北省去產(chǎn)能工作圍繞堅(jiān)決去、主動(dòng)調(diào)、加快轉(zhuǎn)，開展了大量的相關(guān)工作。近年來(lái)，河北省按照國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革部署開始實(shí)施化解過(guò)剩產(chǎn)能工作，制定了多項(xiàng)淘汰落后產(chǎn)能、化解過(guò)剩產(chǎn)能等政策[4]。2016—2020年5a期間，河北省實(shí)際化解煤炭過(guò)剩產(chǎn)能146處，其中關(guān)閉煤礦139處、縮減產(chǎn)能7處。截至2020年底，河北省剩余煤礦為64個(gè)，其中生產(chǎn)礦井34個(gè)，含大型礦井19個(gè)、中型礦井11個(gè)、小型礦井4個(gè)。

　　1.1地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題

　　在過(guò)去幾十年的時(shí)間里，由于煤炭資源的大力開采，對(duì)河北省水資源、土壤環(huán)境和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。其中地質(zhì)災(zāi)害主要體現(xiàn)在地面塌陷、采煤沉陷坑、地裂(群)縫等。水資源的破壞主要體現(xiàn)在地下水平衡遭到破壞、水位下降加重用水負(fù)擔(dān)、巖溶水系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能衰退、第四系孔隙水反補(bǔ)給巖溶水等。

　　1.2地形地貌景觀和土地資源占用與破壞問(wèn)題

　　煤炭長(zhǎng)期開采形成的采空區(qū)引發(fā)大范圍的地面塌陷，大氣降水匯集到塌陷區(qū)形成積水區(qū)，破壞原有農(nóng)田、林地等，改變了原始地形地貌。此外，煤炭開采過(guò)程產(chǎn)生的煤矸石等固體廢棄物嚴(yán)重破壞了礦區(qū)原生地形地貌景觀，尤其是一些位于重要自然保護(hù)區(qū)、景觀區(qū)、居民集中生活區(qū)、重要交通干線、河流湖泊兩側(cè)可視范圍內(nèi)的周邊礦山，對(duì)區(qū)域景觀環(huán)境造成的影響越來(lái)越受到關(guān)注。這些礦山在生產(chǎn)期間產(chǎn)生的揚(yáng)塵更是形成近兩年河北省霧霾天氣的因素之一。

　　1.3關(guān)閉煤礦剩余資源

　　在煤礦關(guān)閉后，剩余了大量的資源，包括賦存剩余煤炭、煤層氣、煤矸石、礦井水、廢棄土地、地下空間、地?zé)岬取��?duì)河北省主要礦區(qū)關(guān)閉煤礦山多要素調(diào)查的基礎(chǔ)上，初步掌握了研究區(qū)主要關(guān)閉煤礦剩余煤炭資源、土地、煤層氣(瓦斯)、遺留物資、礦井水、地下空間、煤矸石等資源情況。

　　2國(guó)內(nèi)外關(guān)閉煤礦生態(tài)修復(fù)成功案例

　　2.1國(guó)外對(duì)關(guān)閉煤礦山生態(tài)修復(fù)成功案例

　　早在第二次世界大戰(zhàn)前，美國(guó)及其他發(fā)達(dá)國(guó)家就已出臺(tái)了相應(yīng)的政策法規(guī)，以強(qiáng)制執(zhí)行采礦后生態(tài)修復(fù)。如1977年頒布的SMCRA法規(guī)更成為其他國(guó)家的學(xué)習(xí)典范。其中德國(guó)、荷蘭、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家主要針對(duì)各個(gè)關(guān)閉煤礦山的空間資源、地面資源、礦井水等資源進(jìn)行利用改造，開拓了關(guān)閉礦井資源化再利用改造生態(tài)的模式，取得了一些成功的案例。如：德國(guó)將大型工業(yè)基地改造為一個(gè)以煤-鐵工業(yè)景觀為背景的大型景觀公園;結(jié)合關(guān)閉煤礦遺留的工業(yè)遺跡，新建了一個(gè)大型的購(gòu)物中心，同時(shí)開辟了一個(gè)工業(yè)博物館。

　　2.2國(guó)內(nèi)對(duì)關(guān)閉煤礦生態(tài)修復(fù)成功案例

　　我國(guó)對(duì)關(guān)閉煤礦山生態(tài)修復(fù)工作萌芽于上世紀(jì)50年代末，起步發(fā)展在20世紀(jì)80年代后期，直到現(xiàn)在技術(shù)逐步成熟。煤礦開采不僅造成了土地資源和生態(tài)環(huán)境的破壞，還嚴(yán)重影響到了礦區(qū)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在過(guò)去幾十年對(duì)關(guān)閉煤礦山生態(tài)修復(fù)治理過(guò)程中，有效地恢復(fù)和保護(hù)了開采沉陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境，取得了一些很好的成績(jī)。如：徐州賈汪潘安湖風(fēng)景區(qū)利用采煤沉陷區(qū)，按照“宜農(nóng)則農(nóng)、宜水則水、宜生態(tài)則生態(tài)”的原則，形成層次豐富、空間景觀豐富、植被物種豐富的生態(tài)濕地空間;河北省邢臺(tái)市利用集中能源邢東礦采空區(qū)，建立集多元化一體的園博園。

　　3河北省關(guān)閉煤礦生態(tài)修復(fù)途徑

　　隨著科技進(jìn)步，在全球范圍內(nèi)關(guān)閉煤礦山的生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括受損土地恢復(fù)[5]、廢棄礦井資源再開發(fā)、合理開發(fā)和保護(hù)未利用廢棄地、地質(zhì)災(zāi)害防治、生態(tài)景觀建設(shè)等都有了顯著的發(fā)展和進(jìn)步，為我國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展提供了理論支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。以下從關(guān)閉煤礦山地質(zhì)災(zāi)害防治、地形地貌景觀和土地資源占用與破壞、廢棄礦井資源再利用等3個(gè)方面進(jìn)行途徑探討。

　　3.1地質(zhì)災(zāi)害防治途徑分析對(duì)采礦造成的地面塌陷、地裂縫等土地破壞情況進(jìn)行定量分析和評(píng)估，為科學(xué)、合理地選擇復(fù)墾方法、方案及耕地?fù)p失補(bǔ)償?shù)忍峁�決策依據(jù)。土地復(fù)墾與生態(tài)重建要按照“宜平則平，宜深則挖，宜充則填”的原則，因地制宜部署塌陷地區(qū)土地復(fù)墾工程。總結(jié)出采煤塌陷地的治理恢復(fù)方案主要包括6種模式：①深沉陷區(qū)水面養(yǎng)殖復(fù)墾整理模式;②淺沉陷區(qū)復(fù)墾造地種植模式;③煤矸石充填沉陷區(qū)復(fù)墾建筑用地模式;④粉煤灰充填沉陷區(qū)復(fù)土營(yíng)造人工林復(fù)墾模式;⑤深淺交錯(cuò)未穩(wěn)定沉陷區(qū)用于魚鴨混養(yǎng)、果蔬間作的復(fù)墾模式;⑥利用大水面沉陷區(qū)興建水上公園復(fù)墾模式。

　　3.2剩余資源再利用途徑分析河北省主要礦區(qū)關(guān)閉后，剩余了可觀的土地、礦井水、地下空間、剩余煤炭、煤層氣、煤矸石等多種資源，特別是土地資源與剩余煤炭資源量的利用，在地表殘留了大量的廢棄設(shè)備與土地資源。這些剩余的設(shè)備與土地資源均可以再度使用，若直接對(duì)這些煤礦進(jìn)行徹底關(guān)閉與廢棄，不僅會(huì)造成資源的巨大損失，還會(huì)影響到生態(tài)環(huán)境及當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)性發(fā)展[6]。

　　關(guān)閉煤礦資源再利用主要體現(xiàn)在綜合利用剩余的如下資源：地下空間的抽水蓄能發(fā)電，對(duì)剩余煤炭資源進(jìn)行地下氣化，礦井水再利用(包括地下水原位或抽出凈化與利用技術(shù)、地下水庫(kù)技術(shù)及地下水熱聯(lián)用技術(shù))，關(guān)閉煤礦瓦斯抽放技術(shù)等，使得這些資源可以變廢為寶。

　　3.3地形地貌景觀和土地資源占用途徑分析建議以景觀恢復(fù)和土地資源開發(fā)為主[7]。在城市發(fā)展區(qū)周邊，結(jié)合城市發(fā)展，通過(guò)對(duì)廢棄礦山的工程整治，改變成可供利用的土地資源;自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園和文物古跡保護(hù)區(qū)內(nèi)，通過(guò)山景、水景、人文景觀的再造和遺跡資源的保護(hù)，挖掘或創(chuàng)建新的旅游資源，建立休閑度假勝地或環(huán)境生態(tài)園區(qū);交通干線兩側(cè)覆土綠化，恢復(fù)或重建生態(tài)景觀。

　　4河北省關(guān)閉煤礦山生態(tài)修復(fù)途徑建議

　　關(guān)閉煤礦區(qū)域生態(tài)環(huán)境并非一成不變，可能由于持續(xù)沉陷或其他因素發(fā)生較大變化，也可能達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，而維持一種平衡。建議在維護(hù)良好的地質(zhì)環(huán)境、降低和避免地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的前提下，采用多種手段和辦法，對(duì)煤礦山開采形成的地質(zhì)災(zāi)害成因、數(shù)量、強(qiáng)度、范圍和后果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使得地質(zhì)環(huán)境保護(hù)、治理與關(guān)閉煤礦地質(zhì)資源的開發(fā)利用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，最終形成“山水林田湖草”相間的格局。

　　4.1建立關(guān)閉煤礦生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立關(guān)閉、生產(chǎn)礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)礦井動(dòng)態(tài)信息有效管理，為后續(xù)的資源開發(fā)、利用、環(huán)境保護(hù)提供基礎(chǔ)信息。開展關(guān)閉、生產(chǎn)礦井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)的煤礦資源、環(huán)境管理系統(tǒng)，為資源的精準(zhǔn)利用和規(guī)劃部門提供決策支持。

　　4.2編制地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、評(píng)價(jià)與資源利用指南編制關(guān)閉煤礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、評(píng)價(jià)與資源利用技術(shù)指南，構(gòu)建關(guān)閉井工礦地表形變預(yù)測(cè)方法及柱式采空區(qū)煤柱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，研發(fā)關(guān)閉礦井地質(zhì)災(zāi)害治理關(guān)鍵技術(shù)與材料，保障關(guān)閉井工礦地面建構(gòu)筑物及土地再利用安全，促進(jìn)河北省在閉坑礦井地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、調(diào)查、評(píng)價(jià)、資源再利用、環(huán)境管理方面的規(guī)范化。對(duì)已經(jīng)關(guān)閉的煤礦，完善閉坑管理，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉煤礦資源利用與生態(tài)保護(hù)協(xié)同發(fā)展;對(duì)即將要關(guān)閉的煤礦盡快開展關(guān)閉礦井資源再利用規(guī)劃，充分銜接生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)規(guī)劃，提前編制資源再利用及生態(tài)修復(fù)方案。

　　[參考文獻(xiàn)]

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　　[6]袁亮，姜耀東，王凱，等.我國(guó)關(guān)閉/廢棄礦井資源精準(zhǔn)開發(fā)利用的科學(xué)思想[J].煤炭學(xué)報(bào)，2018，43(1)：14-20.

　　[7]楊利平.采煤沉陷對(duì)土壤生態(tài)修復(fù)的影響[J].能源科技，2021，19(3)：27-29.

　　作者：張素朋

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