陕北榆阳煤矿生态环境现状及其恢复治理措施

作者简介：马景国(1968.9–)，男，1992年7月毕业于中国矿业大学环境工程专业，本科学历，现任陕西中能煤田有限公司环保办公室主任，主要从事矿井灾害治理及矿井生态治理的研究工作。手机[phone]，电话[phone]陕北榆阳煤矿生态环境现状及其恢复治理研究马景国(陕西中能煤田有限公司，陕西榆林719000)摘要：陕北榆林是我国能源分布高度密集的煤炭产业基地，随着矿产资源的开发和利用不仅带动了榆林经济高速发展，同时也对榆林生态环境造成了严重破坏，使得原本脆弱的生态环境更加恶化。基于此，本文以陕北榆阳煤矿为例，对该矿生态环境现状分析，找出影响生态环境破坏的主要矛盾，提出生态环境保护与恢复治理的有效对策措施，改善和恢复煤矿生产带来的生态环境问题，以实现榆林矿区生态环境的良性循环和可持续发展。关健词：陕北榆林；榆阳煤矿；生态环境；治理措施；可持续发展中图分类号:171.4文献标识码:AEcologicalEnvironmentStatusAssessmentandRemediationCountermeasuresintheYuyangCoalMineofNorthernShaanxiMaJing-guo(ShanxiZhongnengCoalfieldCompanyLtd,Yulin,Shanxi719000,China)Abstract:YulinChina'senergydistributionishighlyconcentratedcoalindustrybase,withthedevelopmentandutilizationofmineralresourcesnotonlyledtorapideconomicdevelopmentofYulin,Yulinalsocausedseriousdamagetotheecologicalenvironment,makinganalreadyfragileecologicalenvironmentworse.Basedonthis,thispaperYUYANGmine,forexample,theecologicalenvironmentoftheminesituationanalysis,identifytheimpactofecologicaldamageoftheprincipalcontradiction,proposedenvironmentalprotectionandrestorationofeffectivecountermeasurestoimproveandrestorecoalproductionhasbroughtecologicalandenvironmentalproblemsinordertoachieveYulinmineecologicalenvironmentandsustainabledevelopmentinavirtuouscircle.Keywords:northernShaanxiYulin；Yuyangcoalmine；ecologicalenvironment；controlmeasures；SustainableDevelopment榆神府矿区地处毛乌素沙地与黄土高原丘陵沟壑区的过渡地带[1]，属荒漠草原生态系统，气候干旱、水资源匮乏、沙质荒漠化问题严重，植被类型单调，植被覆盖度较低，生态环境比较脆弱。近年来，随着能源矿产基地的大规模建设与开发，不仅带动了榆林地区经济的快速发展，同时为我国创造丰厚的物质财富，已经成为陕西省乃至国家经济社会发展的重要引擎；然而随着能源矿产基地建设的大规模扩张，开发区域生态环境面临的压力不断扩大，给生态环境带来巨大压力，生态环境建设已成为榆林煤炭产业能否实现可持续发展的重大现实问题[2-4]。而解决好煤炭企业的生态环境问题对保证陕北可持续发展具有重要的现实意义[5-12]。因此，本文以陕北榆阳煤矿为例，通过对该矿区生态环境状况分析，找出生态环境恶化的主要矛盾，并以此为切入点，提出榆阳煤矿对当地的生态环境保护与恢复治理措施和建议，有重点、有步骤地实施能源矿产资源的合理利用和开发，促进榆林能源矿产基地建设与生态环境建设改善协调发展，实现榆林能源矿产基地的可持续发展。1榆阳煤矿井田概况陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿位于陕西省榆林市榆阳区，距榆林市西北约12km处，行政隶榆林市榆阳区的小纪汗乡管辖。榆阳煤矿前身为榆林市恒远煤矿，2003年3月被陕西中能煤田有限公司收购，范围扩大至13.0258km2，生产规模1.20Mt/a；2012年7月，采用充填式试验开采，生产规模增加至1.5Mt/a；截止2012年期末，井田地质储量30.47Mt，可采储量为15.8Mt。目前煤矿主采为3号煤层，井田开拓方式为采用斜-立混合开拓方式，根据煤矿生产能力及煤层赋存条件，采用长壁式采煤法，顶板管理原采用垮落法顶板控制，现采用充填式控顶法。区内主要水系为南边界外芹河及东部7km外的红石硖水库，另外还分布有大小不等的小海子，有保柱海子、臭海子，近年来因水位下降，很少有水。从投产到目前为止已形成4.6398km2采空区，生态环境受到严重影响，使得当地脆弱的生态环境有进一步恶化的趋势。榆阳煤矿开发过程对生态环境的影响主要因素有：地上井场、工业场地建设对土地资源的影响；井工开采作业，引发地表沉陷，地下水及地表水渗漏，对土地资源、土壤、地下水及地表水、地表植被及景观产生影响，进一步造成土地沙化及水土流失；矿井水排放对地表水、地下水、地表植被及土壤等的影响；煤矸石堆放占压土地，对自然植被及景观等产生一定的影响。2煤矿生态环境现状2.1敏感区生态环境治理现状受榆阳煤矿开采影响的3个村庄均以安置完毕，搬迁遗址区（面积2.49km2）范围内，拆除的建筑（约9000t）尚未清运，建筑垃圾堆放破坏生态环境。未来5年开采区范围内敏感目标主要为奚家伙场和肖家伙场。2.2已有塌陷区生态环境治理现状煤矿开采形成采空区塌陷区总面积为4.6398km2，其中采空区面积3.3936km2，塌陷区面积1.2462km2，塌陷区范围内土地已被平整，并进行植树种草，植被覆盖率达25%以上。2.3煤矿环境污染现状榆阳煤矿为原煤生产企业，目前煤矿正常运营，环境影响评价批复中要求的环评设施均已建成运行，并通过国家环保办验收。根据榆林市环境监测总站2012年11月对榆阳煤矿工业场地污染物排放情况的监测结果进行排污达标分析。2.3.1大气环境污染现状（1）煤尘煤尘主要来源于临时排矸场、工业场地筛选系统、储煤场及煤炭外运等。煤尘无组织排放监测结果见表1-1。表1-1颗粒物无组织排放监测结果监测点位上风向参考点下风向1#监控点下风向2#监控点下风向3#监控点监测结果mg/m³0.183~0.2040.228~0.2630.205~0.2340.238~0.275执行标准（mg/m³）：《煤炭工业污染物排放标准》监控点与参考点浓度差值＜1.0。（2）锅炉烟气主斜井工业场地锅炉房设2台SZL10-1.25-AⅡ型蒸汽锅炉，配套建设1座60m烟囱，麻石水膜除尘器+固硫剂。副立井工业场地锅炉房内设ZIL1.4-0.7/95/70-A2型热水锅炉4台，配套建设1座25m烟囱，麻石水膜除尘器+固硫剂。锅炉烟气污染物排放监测结果见表1-2表1-2锅炉烟气污染物排放监测结果污染物烟尘二氧化硫氮氧化物监测结果mg/m³80534227执行标准（mg/m³）：《煤炭工业污染物排放标准》。2.3.2水环境污染现状煤矿生产产生的废水主要包括井下矿井用水和生活污水，产生量分别为21600m3/d和600m3/d。井下矿井涌水采用混凝、沉淀、过滤等工艺处理，设计处理规模25000m3/d。矿井水主要污染物检监测结果见表1-3，均符合相关环保标准。表1-3矿井水排放监测结果污染物化学需氧量悬浮物石油类PH监测结果mg/L2290.038污染物汞锰砷监测结果mg/L0.000010.430.007ND执行标准（mg/L）：《煤炭工业污染物排放标准》。生活污水采用地埋式一体化污水处理设备（厌氧、好氧及兼氧生化处理）进行二级生化处理，设计规模750m3/d。生活污水主要污染物检监测结果见表1-3，均符合相关环保标准。表1-3矿井水排放监测结果污染物生化需氧量阴离子洗涤剂动植物油PH监测结果mg/L6.20.060.357.8污染物类大肠杆菌氨氮挥发酚化学需氧量监测结果mg/L8300.4270.00127执行标准（mg/L）：《煤炭工业污染物排放标准》。2.3.3固体废物处理现状榆阳煤矿开采期间，固体废物处理主要包括：井下矸石排放量为36t/d，全部充填井下废弃巷道，不出井；地面生产选矸排放量为136t/d，用于神华阳光神木发电有限责任公司发电；锅炉灰渣排放量为1177.6t/a，销售至附近水泥厂做添加剂或作为建筑材料进行综合利用；生活垃圾排放量为1t/d，分类收集，定期运往榆阳区卫生行政部门制定的垃圾处理场处理；地面生活污水处理站污泥经机械脱水后由市政环卫部门统一清运，而矿井水污水处理站的污泥，经浓缩池浓缩和机械脱水后外售。3生态环境保护与恢复治理措施3.1生态环境治理功能分区通过生态环境调查，本矿区的生态功能区主要分为分为场地区、采空区、塌陷区及开采区，具体生态功能区情况见表2。表2生态功能分区情况表分区各功能区特点编号名称面积（km2）1场地区0.2701工业场地2采空区3.3986草地，耕地3塌陷区1.2462草地、耕地及进场道路等4开采区4.6037草地，耕地，肖家伙场等5取砂区1.2500草地、林地6搬迁遗址区0.0294建筑垃圾7小计10.798/3.2生态环境治理措施根据榆阳煤矿生态环境调查及其治理措施，本煤矿分为取砂区、搬迁遗址区及开采区，生态环境治理措施分区情况见表3所示。表3生态功能分区情况表分区治理措施编号名称面积（km2）1取砂区1.2500进行土地平整，实施林草地恢复治理2搬迁遗址区0.0294遗留的建筑垃圾进行清运，土地平整，实施林草地恢复治理3开采区2.5718充填式开采4小计3.8512/3.2.1搬迁遗址区生态恢复的治理措施（1）土地平整对不积水而起伏不平的塌陷地，因地块保墒、保水、保肥效果差，不便耕种，可以通过就地平整法进行挖补平整，保证整个塌陷区海拔标高基本一致，平整后的土地标高要高于洪水位标高，以利于耕种和植物的生长。（2）林地治理措施根据地形坡度、坡向、土壤质地及土层厚度等，选择适宜品种，适地造林，增加植被覆盖度。（3）草地治理措施土地整理后，选择优良的草种播种，进行草地改良；复垦阶段严禁放牧。通过以上搬迁遗址区生态恢复治理措施，可以有效改善当地的生态环境，同时建立一定规模的植被等监测定点，对取砂区和搬迁遗址区范围内的生态环境进行实时监控，以调整年度计划。3.2.2取砂区生态恢复的治理措施榆阳煤矿周边风积砂的持水性较好，故在地表存在一定数量的植被，但由于风积砂较为贫瘠，肥力较低，所以现存的生态系统较脆弱。地面采砂作业开始之后，可以通过整体规划，计划性地开展土地复垦工作。风积砂挖取后，地表将直接呈现为被风积砂压覆的土壤，通过及时采取适当的土地熟化措施，改良土壤的肥力，对土地进行整理、复垦，实现地表环境的改善。3.2.3开采区的治理措施榆阳煤矿采用高水膨胀材料充填工艺，工艺流程主要分为：配比搅拌、工作面充填两个环节。（1）配比搅拌子系统风积砂、粉煤灰、水泥和水在使用前储存方式是：经过筛分的风积砂存放在砂仓内，粉煤灰、水泥分别存放在各自的圆筒仓内，水存在水池内。材料配比按每立方米充填料风积砂366.3kg、粉煤灰366.3kg、辅料81.6kg及矿井水700kg进行。配比搅拌主要在地面充填站（如图1）进行。（2）工作面充填工艺工作面充填管布置在充填支架后部，每个15~20m设置一根布料管。工作面充填管在每个设置布料管的地方接一个三通阀，利用三通阀切换控制充填料浆，按照由低向高顺序依次进行充填。工作面正常充填顺序为：检查准备→灰浆推水→砂浆推灰