煤礦區(qū)土地生態(tài)環(huán)境損害的綜合治理技術(shù)

2004年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 2100433B

主要完成人：胡振琪、郭達(dá)志、姜光杰、徐雪林、龔乃勤、張吉瑞、王安民、吳 侃、盛業(yè)華、單衛(wèi)東

主要完成單位：中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）、中國礦業(yè)大學(xué)、平頂山煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、國土資源部土地整理中心、皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司、徐州賈汪區(qū)國土資源局、潞安礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

本書從技術(shù)層面系統(tǒng)地介紹了煤礦區(qū)三廢治理技術(shù)及循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。全書共分成兩篇：上篇是末端治理技術(shù)，包括煤礦區(qū)廢水（礦井水、生活污水、洗煤廢水）來源及處理技術(shù)，煤礦區(qū)固體廢物（煤矸石、粉煤灰、生活垃圾、煤泥）來源及處理、處置技術(shù)，煤礦區(qū)廢氣（瓦斯氣、粉塵、煙氣）來源及治理技術(shù)，及煤礦區(qū)生態(tài)治理與修復(fù)技術(shù)等內(nèi)容；下篇為清潔生產(chǎn)及循環(huán)經(jīng)濟(jì)，包括煤炭開采、加工及利用過程中的清潔生產(chǎn)技術(shù)和煤礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、實(shí)例等。

本書可供環(huán)境科學(xué)與工程、能源工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生參閱。

煤炭開采對(duì)生態(tài)的影響主要有兩個(gè)方面:①是煤礦生產(chǎn)排污對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，主要表現(xiàn)為廢氣、廢水、廢渣排放對(duì)生態(tài)的影響，即污染生態(tài)影響;②是煤炭開采引起的地表沉陷對(duì)生態(tài)環(huán)境的直接破壞，即非污染生態(tài)影響。地表沉陷是地下采動(dòng)破壞發(fā)育到地表的一種表現(xiàn)形式。在沉陷過程中，地表高度、坡度、水平位置發(fā)生變化。因此，對(duì)位于沉陷影響范圍內(nèi)的地下水、土地、植被、建(構(gòu))筑物等都將受到不同程度的影響。

(1)開采沉陷對(duì)土地資源的影響

采煤沉陷使地表變形，形成地表移動(dòng)盆地，產(chǎn)生地裂縫和塌陷坑，破壞了原有的地表形態(tài)。地表坡度的變化，使原有的徑流發(fā)生改變，坡度大徑流量大，引起的水土流失和土壤侵蝕也越嚴(yán)重。地表裂縫的產(chǎn)生，地表水與地下水向深部滲漏，使?jié)撍幌陆?，?dǎo)致土壤濕度減小，土地變得更加干燥。同時(shí)，土壤中的營養(yǎng)元素也會(huì)隨著裂隙、地表徑流流入采空區(qū)或洼地，造成許多地

方土壤養(yǎng)分短缺，土地承載力下降。另外，當(dāng)沉陷深度超過該區(qū)地表潛水位時(shí)，土地受淹而常年積水，處于沉陷邊坡區(qū)域的土地，易發(fā)生鹽漬化，造成土地質(zhì)量退化。

(2)開采沉陷對(duì)植物的影響

地表大面積塌陷，影響植物的生長發(fā)育，甚至造成綠色植物的大幅度的減少。土地塌陷對(duì)植物的影響情況與礦區(qū)的地形、地貌、地質(zhì)、區(qū)域氣候、地下潛水位高低等自然要素和采礦條件有關(guān)，可按地形、地貌和潛水位高低大致劃分為4個(gè)影響區(qū)類:

a.高潛水位的平原礦區(qū)。通常高潛水位平原礦區(qū)地面沉陷后，地表會(huì)出現(xiàn)積水。位于常年積水區(qū)的土地不能耕種，綠色植物大幅度減少;位于季節(jié)性積水的土地會(huì)減少種植茬數(shù)或造成嚴(yán)重減產(chǎn)。

b.低潛水位的平原礦區(qū)。在潛水位較低的平原礦區(qū)，由于開采沉陷使地勢(shì)變低和抬高潛水位，一方面在雨季很容易出現(xiàn)洪澇，使土地沼澤化;另一方面，在旱季潛水蒸發(fā)變得強(qiáng)烈，地下水易于攜帶鹽分上升到地表，使土地鹽堿化。土地出現(xiàn)沼澤化和鹽堿化，使作物生長明顯受到抑制，在一些重鹽堿土上甚至寸草不生。在草原地帶，由于潛水位上升影響牧草的生長發(fā)育，積水區(qū)會(huì)變成沼澤地，使牧草絕產(chǎn)。

c.丘陵礦區(qū)。在丘陵地區(qū)，當(dāng)?shù)叵麻_采使地表上凸部分下沉?xí)r，將減小地面凸凹不平的程度，有利于植物生長;當(dāng)?shù)叵麻_采使地表下凹部分下沉?xí)r，將增大地面的凸凹不平的程度，不利于植物生長;另外，在干旱的丘陵地區(qū)，如果地下開采引起地表裂縫發(fā)育，將使地表水易于流失，土壤變得更為干燥，亦會(huì)影響植物的生長。

d.山區(qū)礦區(qū)。在山區(qū)，開采沉陷對(duì)植物的影響情況主要與區(qū)域氣候和地質(zhì)條件有關(guān)。一般情況下，山區(qū)開采沉陷對(duì)植物影響不大。但在某些干旱的山區(qū)，由于開采沉陷引起的地表裂縫、臺(tái)階、塌陷坑、滑坡等破壞形式，地表水流失嚴(yán)重，土壤微氣候變得更為干燥，土地更容易被風(fēng)、水等侵蝕，也嚴(yán)重影響植物生長，造成農(nóng)作物減產(chǎn)。

(3)開采沉陷對(duì)水資源的影響

一方面由于開采沉陷，地表出現(xiàn)下沉、裂縫、塌陷坑等破壞形式，這些破壞在一定程度上改變了地面降水的徑流與匯水條件，使地表水通過裂縫滲入地下，引起河流水系的流量減少，嚴(yán)重時(shí)地表水系甚至出現(xiàn)斷流現(xiàn)象;另一方面沉陷過程中，煤系上覆巖層受到破壞，巖層裂隙增多，煤系上覆巖層的含水層在水位和流向上受到干擾，地下水沿著發(fā)育的裂隙加速向采空區(qū)或深部巖體滲漏，使水位降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致地下水疏干，井泉干涸。由于水源的破壞，直接影響到礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和居民生活用水。

(4)開采沉陷對(duì)地表建(構(gòu))筑物的影響

沉陷對(duì)地表建(構(gòu))筑物的影響，一般有以下幾種情況:

a.地表大面積、平緩、均勻的下沉和水平移動(dòng)，一般對(duì)建筑物影響不大，但當(dāng)下沉量很大而地下潛水位又很高時(shí)，由于沉陷后盆地積水很深，排水困難，將使建筑物長期浸泡在水中而導(dǎo)致破壞;

b.地表傾斜使采動(dòng)影響范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物產(chǎn)生歪斜，會(huì)使管道、公路和鐵路的坡度改變。道路坡度的變化使車輛的運(yùn)行阻力增大或減小，以致交通事故增加;

c.地表曲率變化破壞建筑物基礎(chǔ);

d.水平變形使建筑物表面產(chǎn)生裂縫，使地下管道被拉斷，公路路面開裂，鐵路的軌距和軌縫等發(fā)生變化。

除以上影響之外，開采沉陷有可能對(duì)野生動(dòng)物也產(chǎn)生一定影響。這是因?yàn)橐吧鷦?dòng)物的生長繁殖要有適宜的環(huán)境條件，由于開采沉陷使礦區(qū)的自然景觀發(fā)生劇變，影響綠色植物的生長發(fā)育，改變了動(dòng)物的棲息環(huán)境，因而，使一些野生動(dòng)物由于不適應(yīng)環(huán)境的變化或由于缺少食物而死亡或遷移。一般說來，開采沉陷會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)原有野生動(dòng)物的種群和數(shù)量下降。2100433B

中文名稱

礦區(qū)[土地]復(fù)墾

英文名稱

land reclamation in mining area

定　　義

對(duì)礦區(qū)已破壞的土地進(jìn)行的土地復(fù)墾。

應(yīng)用學(xué)科

煤炭科技（一級(jí)學(xué)科），煤礦環(huán)境保護(hù)（二級(jí)學(xué)科），礦區(qū)生態(tài)破壞與恢復(fù)（三級(jí)學(xué)科）