露天矿环境保护教案

1、第一章露天矿环境爱惜） 接受从32 学时 2学分露天矿环境爱惜的基本概念第一节相关的专业术语1.露天矿（ surface mine, open pit mine, opencut mine地表开挖的方式把有用矿物移出的矿山企业；2. 地采矿、井工矿（ underground mine ）3. 露天煤矿（ surface coal mine, open pit coal mine） 这里的环境主要是指人 4. 环境爱惜（ environmental protection 类赖以生存的自然环境（natural environment）；环境爱惜一般含义 为,人类在其一切活动中尽可能少的破坏环境和对

2、已被破坏环境进行 治理,以便达到与自然环境和谐共存的自觉意识和行为；5. 露 天 矿 环 境 保 护 （ environmental protection of surface mine, environmental protection in surface mine）6. 土地复垦（ land reclamation） 土地复垦泛指将采矿等人为活动 破坏的土地因地制宜地复原到所期望状态的行动或过程；7.矿区土地复垦（ land reclamation in mining areas） 是指综合运用采矿学、自然生态学、环境科学、土壤学、生物学、区域规划等 理论和相关的工程技术,依据采矿工程特

3、点,对采矿过程中因挖损、塌陷、占压等造成破坏的土地实行综合整治措施,使其复原到可供利 用状态的行动或过程；8.复原、复原（ restoration, recovery）doesnt change the 9.占压、占用（ occupation ）10.挖损（ excavation ）11.破坏（ damage, destruction）12.排土场、矸石山 waste dump, spoil pile 13.采场（ open pit stope）14.沉陷、塌陷（ subsidence ）15.边坡（ highwall ）16.露天矿境域（ pit limits）17.Yes, we may

4、live in the West, but that fact that we are Chinese. We are proud of that. 18.工程复垦（ engineering reclamation） 就是依据事先的设计参数、利用方向和工艺流程对已被破坏的土地进行整治；如整形、覆 土、充填、疏干排水、道路建设等；19.生物复垦（ biological reclamation） 是在工程复垦的基础上,通过肥化土壤、植被种植、农作物耕作以及相关的生物化学方法,恢复被破坏土地的肥力和生物生产效能；20.生态环境（ ecological environment） 已复垦土地的面积与21

5、.生态平稳（ ecological balance）22.土地复垦率（ ratio of land reclamation被采矿破坏土地总面积之比；其次节 相关的基础理论与专业学问1. 采矿学 underground mining、露天采矿学 surface mining2. 土地测量学（ land survey）3. 生态学 ecology 4. 环 境 科 学 与 环 境 工 程 environmental science and environmental engineering 5. 土壤学 soil science 6. 园林学 horticulture, gardening 7.

6、系统分析与规划设计 system analysis and designing 8. 数学规划 mathematical programming 9. 人工智能与专家系统 artificial intelligence and expert system 10. 地质学 geology 11. 水力学 hydraulics 12. 农学agriculture 13. 统计学 statistics 14. 运算机技术 computer technique 15. 虚拟现实技术 VR-virtual reality 16. 复原生态学（ Restoration Ecology）复原生态学在加强生态

7、系统建设和优化治理方面具有重要的理论意义和实践意义,它致力于争辩那些在自然灾变和人类活动压力下遭受破坏的自然生态景观的复原与重建问题；这里谈到的“ 复原 ” ,是指生态系统原貌或其原先功能的再现； “ 重建 ” 就可以包括在不行能或不需要再现生态系统原貌的情形下 营造一个不完全雷同于过去的甚至是全新的生态系统；复原生态学是80 岁月进展起来的现代生态学分支；1980 年, Gairns 主编的 受 害 生 态 系 统 的 恢 复 过 程 The recovery process in Damaged Ecosystem 一书,集中了 38 位专家对复原过程争辩的理论和实例的说明,从不同角度探讨

8、了受害生态系统复原过程中的重要生态学理论和应用问题；土地 的 恢 复 , 退 化 土 地 和 废 弃 地 的 改 造 与 生 态 学 The Restoration of land ,The ecology and reclamation of derelict and degraded land Bradshaw and Chdwick, 1980和复原生态学,一种生态学综合途径 Restoration Ecology, A Synthetic approach to ecological researchJordan et al ,1987 也是其中的代表作； 复原生态学是 1984年在麦

9、迪逊举办的植物园 55 周年学术会议的论文集,虽然没有系统全面地阐述复原生态学的基本理论和内容,也没有进一步明确复原生态学的定义,但明确指出复原生态学环境技术和生态技术是一门综合科学；国际上较有影响的文摘刊物“ CABS Current Advances in Ecological & Environmental Sciences ”设 有 “ Reclamation and restoration”栏 目 ,Ecological Abstract 设 有 restoration ecology 栏 目 , 另 外 ,Biological Abstract 和Forest Abstract 的

10、相关栏目下都收录了大量有关恢 复 生 态 学 的 文 献 ； 根 据 对 CABS Current Advances in Ecological & Environmental Sciences1995 1997 年的统计来看,三年共收录论文 590多篇；其中有关土地利用及土壤复原的文章最多,占总数的近1/3 ,其次是有关森林的复原,另外是有关草地、河流、湖泊和湿地复原的论文,采矿废弃地 和特殊污染环境的生态复原也占较大比例,其它仍有关于石楠灌丛、荒漠、海 岸以及城市等生态复原方面的论文；总之,国外有关复原生态学的争辩以大的 生态复原工程的实践为主,科学争辩是在这一过程中进行的；我国的复原生态

11、学争辩,前期主要是以土地退化,特殊是土壤退化为主,并且土地退化和土壤退化往往交叉在一起；主要针对水土流失、风蚀沙化,草 场退化及盐渍化对农林牧业的危害进行,也包括岩化、裸土化、砾化、土地污 染及肥力贫瘠化等；有关土地退化和土壤退化,龚子同1990 认为,从生态学观点来看,土地退化就是植物生长条件的恶化,土地生产力的下降；史德明 1996 认为,土壤退化有广义和狭义的两种含义,广义的含义指在不受人类活动的自然条件下形成的,目前人类尚难把握其发生与进展；狭义的含义是指由于人类不合理的生产活动和自然因素的综合结果,导致生产力的衰退甚至完全丢失的过程；史培军 1993 认为,土地退化是天 即气候方面的

12、影响 、地 即地表物质与地貌方面的影响 、人 即人类物质文化活动的影响 相互作用形成的,天的影响决 定着土地退化是必定的和广泛的,地的影响准备土地退化是类型多样的和区域 性的,人的影响准备着土地退化的程度和可转变性；近期,有关生态系统退化的争辩除继承前期的争辩内容外,重点逐步转移 到区域退化生态系统的形成机理、评判指标及复原与重建的争辩上；“ 八五”“ 生态环境综合整治争辩” 、“ 我 期间,中国科学院组织有关科研单位进行了国主要类型生态系统结构、功能及提高生产力途径争辩” 等项目；这些争辩主要依靠中国生态系统争辩网络 CERN的不同类型试验站按统一目标和方法进行的；国家自然科学基金委员会也组

13、织有关科研单位,开展了“ 草原退化缘由、过程、机理及复原途径” 和“内蒙古典型草原草地退化缘由、过程、防治途径及优化模式 ” 及“ 亚热带退化生态系统的复原争辩” 等课题；这些争辩已取得了颇有意义的成果,并为地方自然资源的连续利用和生态环境的爱惜发挥了重 要的作用；17. 相关的法律与法规 1）建设项目环境爱惜设计规定；2）建设项目环境爱惜治理条例；3）锅炉大气污染物排放标准；4）地表水环境质量标准；5）污水综合排放标准；6）工业企业厂界噪声标准；7）土地复垦规定；8）中华人民共和国环境爱惜法 ；9）中华人民共和国环境影响评判法10）中华人民共和国水土保持法11）中华人民共和国草原法12）中华

14、人民共和国防沙治沙法13）中华人民共和国清洁生产促进法14）中华人民共和国土地治理法15）中华人民共和国矿产资源法16）中华人民共和国煤炭法第三节 实施露天矿环境爱惜或矿区生态环境重建的意义露天煤矿生产与矿区生态环境重建一体化,是指综合运用采矿工程和环境工程等相关专业学问与技术,对矿山工程和生态环境重建进行统一的评判、规划与设计,使得矿山工程与生态环境重建在工艺、工序和时空关系上和谐进展的有序动态过程；留意：露天煤矿生产与矿区生态环境重建在评判、规划与设计上的同步性,在工艺配臵上的趋同性,在工序支配上的和谐性,在时空关系上的前瞻性；1. 实现露天煤矿生产与矿区生态环境重建一体化,是煤矿企业自身

15、和国民 经济可连续进展的必定要求与必定结果；（1）矿区生态环境重建不应是在采矿显现环境问题之后才实行的一种后患 治理措施,而应在开采之前就推测可能发生的生态环境问题,在生产中尽量避免或削减开采对环境的破坏,计策是超前的；（2）矿区生态环境重建所追求的主要目标不是原始的环境,而是主动依据 采矿生产的时空进展次序和最终符合人类需求和价值取向,重建一个高水平、可连续系统,计策是主动的；（3）矿区生态环境重建不是仅对采矿造成的污染进行限制、赔偿和投资,而是从社会 经济 自然复合生态系统的角度,突出人与生态环境的关系,追求整体和谐、共生和谐和进展和谐,计策是和谐的；（4）矿区生态环境重建不是单纯工程技术

16、、治理项目,而是从矿区的社会 形状、经济结构、产业布局、人类行为、价值伦理等进行区域综合规划、评价、整治和治理,计策是高效的；（5）矿区生态环境重建更加追求与矿山生产的和谐有序进展,而且越来越多的吸纳了人类的科研成果和技术手段,计策是科学的；（6）矿区生态环境重建促使相关学科交叉融合,催生新兴科技成果与技术 手段,而这些科技成果又不断推动矿区生态环境重建提高层次,转变着人们的“ 煤炭开发只会败坏生态环境” 的陈旧观念,计策是辩证的；2. 煤炭能源的开发是我国国民经济进展的重要基础,而土地资源,生态环 境,又是人类赖以生存的最重要条件,在两者必需同时兼备的情形下,其中最 关键的问题是使被破坏的生

17、态环境尽快复原其生态功能,以促进矿区的可连续 进展；必要性之一：露采对生态环境破坏大、复原难 露天煤矿的生产过程,实际就是对原有生态环境的破坏过程；采矿中技术 含量越高,采矿设备越先进,破坏速度越快,力度也越大；由于采煤的需要,大面积的挖损（矿坑） ,压占（外排）,植被消逝使原有的地貌发生变化；据调查我国露天开采每万吨煤约破坏土地面积0.22 公顷,今后 30 年累计破坏面积135000 公顷,到 2022 年年均破坏土地面积 66000 公顷；随着国家经济进展,对煤炭需求仍将逐年增加；而煤炭开采导致大量的土地破坏,生态环境受损将 更加严肃；我国的大型露天煤矿大多处于干旱、半干旱的生态脆弱区,

18、冬春冰冷多风,夏秋降水集中,温凉少风,蒸发量是降水量的4-5 倍,植被原先稀疏,经大型露采扰动,原先脆弱的生态环境无疑是雪上加霜；必要性之二：对生态环境污染重,影响广 露采破坏植被,丢失了水土保持功能,造成水土流失,岩石暴露,荒漠 化,并对地下水系遭到严肃破坏；在采排过程中,产生大量的粉尘,对四周生 态环境的影响,远超过矿区开采范畴；大量固体废弃物的堆放,造成水土污 染；洗选后的矸石,堆放自燃,污染大气,恶化生态环境；必要性之三：对生态环境灾难大,缺失重 几乎全部矿山都不同程度地遭受到滑坡、倒塌、泥石流灾难的危害,特殊 是露天矿山； 1991 年 10 月 29 日零时 10 分,安太堡矿南排

19、土场靠工业广场一 侧发生大规模滑坡,滑体最大走向长度 1095 米滑后倾向最大宽度 665 米（其 中滑体宽 420 米绿坡底冲出距离 245 米）,滑体垂高 135 米,海拔高度 1315-1000 10 4 立方米,这次滑坡,不仅造成了重大的经济损 1450 米,滑落体积约 失,而且严肃威逼着工业广场的安全与生产的正常运营；必要性之四：复原生态环境,是解决我国人多地少的有效途径 矿区生态环境复原投入及环境成本把握又是缓解土地资源的压力；我国人多地少,人均耕地面积已降至0.1 公顷,不足世界人均耕地1/4 ,我国耕地的人口承载力已处于临界状态；历年破坏土地已达333.3 万公顷,其中可耕地面

20、积削减令人担忧；据对矿山典型调查,冶金矿山占中耕地约 20%,煤炭矿山占中耕地 70%,以此推算,全国因矿山开采而削减的耕地面积已达 133.3 万公顷,如此速度进展下去,再不治理,不要说社会的可连续进展,人类到底给自己留下了多少生存的余地；必要性之五：执行法律、法规,促进生态环境建设矿区生态环境复原投入与环境成本把握也是国家法律法规所要求的；1999年新土地法规定： “ 特殊珍爱,合理利用土地,切实爱惜耕地是我国的基本国策” ,“ 占用耕地与开发复垦耕地相平稳” 和“ 占多少,垦多少 ” 的原就；国务院 1988 年颁布土地复垦规定中指出“ 合理利用土地,改善生态环境”和“ 谁破坏,谁复垦

21、” 的原就； 1989 年环境爱惜法规定： “ 开发利用自然资源,必需实行措施爱惜生态环境” 等国家法律、法规的规定；必要性之六：复原生态环境,是人类生存与进展所需 由于土地资源,生态环境是人类赖以生存的最重要条件,而露天煤矿开 采,可以说是吃祖宗饭,以牺牲生态环境为代价而猎取经济效益；如不准时治 理复原生态环境,就后患无穷；直接危及人类的生存和可连续进展；3. 改善工农关系,缓解人多地少的冲突 为此应在可行性报告中有明确规定,治理复原中有技术标准；坚持原就,编制规划,建立目标,资金到位；生态环境复原资金应纳入生产成本,开采与 复原同步进行,并且有特地的生态环境复原机构,达到破坏一片,治理复原

22、一 片,从而在露天煤矿生产过程中保证矿区生态环境复原的顺当进行；其次章 露天矿环境爱惜进出现状第一节 概述1. 从环境爱惜的角度动身,现代化露天煤矿具有以下特点：1）开采强度大,推动速度快,每年形成数千万立方米,甚至上亿立方米的 固体废弃岩土；2）占地面积大,被扰动的土地达数十公顷至数百公顷；3）影响范畴广,几乎扰动了大气圈、土壤圈、岩石圈、水圈和生物圈；4）开采时间长,服务年限一般为几十年,甚至上百年；5）地貌构造特殊,俗称 “ 挖坑造山 ” 运动,采掘形成的露天矿坑和松散物 料对既成的排土场构成了特殊的人工地貌；6）涉及领域广,包括采矿学、地理学、土壤学、农学、林学、生态学、社 会学等；7

23、）目标要求高；不是最初环境的简洁复原,而是依据采矿工程的时空进展 次序和最终符合当地人们的生存需求和价值取向,对生态系统的组成、结构和 功能进行积极的规划和调控,重建一个高水平、可连续进展的生态系统；2. 国内外土地复垦方法的比较：世界各主要采煤国家露天开采产量所占比例如下：德国76.6%,澳大利亚71.2%,印度 70.5%,美国 67.0%（02 年为 62%）,俄罗斯 58.2%,南非 52.9%,波兰 32.0%,中国 5.0%；我国露天煤矿土地复垦主要依据当地的气候条件和原始土地状况,目前可分为以下类型：1）农林产业型；包括抚顺西露天煤矿、阜新海州露天煤矿、义马北露天煤矿等；前两者在

24、排土场上种植农作物,后者已建成了近3000 亩的蔬菜园、良田和经济林；2）畜牧产业型；包括霍林河南露天煤矿和伊敏河一号露天煤矿,复垦均以 牧草种植为主；3）绿化环境型；包括安太堡露天煤矿、安家岭露天煤矿、黑岱沟露天煤矿 等,复垦主要是种植耐旱易成活的草木；4）景观副业型；如马家塔露天煤矿,在复垦区建成了小型园林公园和水上 餐饮休闲地；相比之下,国外较好的土地复垦方法有：1）在露天矿设计阶段,利用 地势地貌；CAD和 GIS 等技术设计出露天矿生产终止后的2）较多地利用采空区作为内排土场（主要取决于煤层产状和埋藏深度）；3）剥离岩土的分别堆放与腐殖土的爱惜；4）露天矿区水环境的综合整治；5）露天

25、矿区的生态复原；6）比较完备的相关法律法规,如强制性的土地复垦和复垦后的土地国家回 购政策等；其次节 国内进出现状我国煤炭资源量占一次能源资源总量的90%以上,每年消耗的一次能源中煤炭占 70%以上,而且今后相当长的一段时期内这种状况都不会有大的变化；我国适于露天开采的煤炭资源储量大约为490 亿 t ；目前,我国露天矿煤炭产量占总产量的 5%左右,估量到 2022 年将达到 12-14%；据统计,我国露天开采每 万吨煤炭约破坏土地（ atb 实际已达 0.33ha ）0.22ha ,其中挖掘破坏 0.12ha ,外排土场占压0.1ha ；露天开采时破坏土地面积为露天矿采场本身面积的2-11倍

26、,今后每年露天采煤破坏土地面积将以10%,甚至更高的速率递增；我国矿山企业的土地复垦工作最早可追溯到 20 世纪 50 岁月末；当时的土地复垦工作只是个别单位自发地组织进行的,具有代表性的单位有：1957 年辽宁省桓仁铅锌矿将废弃的尾矿池进行了覆土造田；1958 年郑州铝厂小关矿在设计中考虑了土地复垦问题,利用排弃物造地千余亩；1964 年广东坂潭锡矿利用剥离废土边采矿边回填采空区,开创了当年征地当年补偿的良好先例；1988 年颁布了土地复垦规定之后,我国矿山土地复垦工作走上法制化轨道；由 1996 年以前的统计数据,我国露天煤矿的土地复垦率仅为 1%；1999 年对安太堡露天煤矿等 12 个

27、主要的露天煤矿进行调查统计,采场与排土场的土地复垦率为 12.5%,排土场的土地复垦率为 19.5%；最好的是安太堡露天煤矿,其排土场土地复垦率已达 51%；我国矿区土地复垦理论争辩始于 80 岁月初,大致可分为两个阶段；1. 第一阶段从 1980 年到 1989 年,马恩霖等编印了露天矿土地复垦 、与邻家聪和陈于恒等翻译了前苏联的矿区早地复田中的矿山测量工作,介绍引进了国外土地复垦的做法和体会；在此期间,我国第一个正式立项的土地复垦科研课题“ 煤矿塌陷地早地复田综合治理争辩” 由煤科总原汤水分院等单位完成,提出了适合我国东北矿区特点的矸石和粉煤灰充填、挖深垫浅工程复垦技术；中国矿业高校培养了

28、一名硕士生（1988 年）,以淮北矿区为例争辩矿区土地复垦模式；这一阶段理论争辩的成果有：1）借鉴国外的体会,结合我国的具体情况为制定土地复垦规定供应了理论依据；2）提出并开展了矿区土地复垦模式争辩,主要是适于不同类型破坏土地的工程复垦技术；2. 其次阶段以 1989 年颁布土地复垦规定为标志,相关争辩组织的建立,以及争辩队伍的专业 化、多学科交叉和高水层次化使土地复垦理论争辩蓬勃兴起；长沙黑色矿山设 计争辩院、冶金设计争辩总院、煤科原唐山分院、山西农业高校、中国矿业大 学、中科院地理所和生态环境争辩中心、北京高校、煤科原行长环境爱惜争辩 所等单位均有特地的土地复垦和生态环境争辩室、争辩所或课

29、题组,争辩人员 中有采矿、地质、测量、农学、地理学、土壤学、环保、水利、生态学、土地 规划与利用、林学等专业,规模大、领域广、层次高；而且,在该争辩领域已 经培养出数名博士后和博士、硕士学位获得者,是科研一线的主力军；目前,主要的争辩方向和成果有： 矿区土地复垦规划理论与方法（中国矿业高校张 国良、胡振骐、卞正富） ；矿山土及复垦土壤的特性与改良（胡振琪等）；开采沉陷土地复垦工艺争辩（胡振琪、张绍良等）； 我国土地复垦政策与战略争辩（张立诚等） ；露天煤矿土地复垦理论与方法争辩（山西农业高校白中科等）；露天矿生产与生态重建一体化理论与方法争辩（才庆祥等）；各露天煤矿进行的土地复垦试验与时间（安

30、太堡、黑岱沟、霍林河等）； 中华人民共和国环境影响评判法 与规划、设计、建设项目实施手册；煤科员杭州环境爱惜争辩所主办的煤矿环境爱惜（全国中文核心期刊） ；固体排弃物的综合利用（兖矿集团、徐矿集团等）；第三节 国外进出现状国际上, 80 岁月末至 90 岁月以来,矿区土地复垦理论争辩也处于高潮时期；除国外一些组织召开特地的国际土地复垦会议外,有关的国际采矿学术会议也把矿山环境或矿山土地复垦列为主要议题；目前,较为活跃的争辩方向有：矿山开采对生态环境的影响机制与生态复原争辩；垦中的应用； 无覆土的生物复垦及抗腐蚀复垦工艺；CAD与 3S在土地复 矿山复垦与矿区水资源及其它环境因子的综合考虑；清洁

31、采矿工艺与矿山生产的生态爱惜；废弃矿井及其巷道的再利用；复垦土地的利用方向争辩（赛车场、高尔夫球场、农田、城镇建设、林业、公园等） ； 矿区水环境的综合治理与利用；第三章 相关的法律法规第一节 土地复垦规定1. 土地复垦立法背景土地复垦规定是由国家计委、国家土地治理局、煤炭部和财政部共同起草； 1986 年开头调研, 1987 年 11 月提出关于加强土地复垦的规定（草案）,先后有国务院11 个有关部门参加争辩协商、18 个部省市参加看法,1988 年 10 月 21 日国务院第 19 号令正式发布了土地复垦规定 ,于 1989 年1 月 1 日起实施；2. 土地复垦规定的基本内容规定共 26

32、 条,主要内容如下：1）明确了土地复垦的宗旨；即 生态环境 ” ；“ 加强土地复垦工作,合理利用土地,改善2）明确了土地复垦的含义和范畴；凡是在生产建设过程中,因挖损、塌 陷、占压等造成破坏的土地,实行整治措施,使其复原到可供利用状态的活 动,称作土地复垦；凡因从事开采矿产资源、烧制砖瓦、燃煤发电、兴修水 利、农田基本建设,修筑铁路、大路和各种道路以及各种建筑物和废弃物压占 等一切活动,人为造成土地破坏和废弃的都属于土地复垦范畴；3）明确了土地复垦的基本原就；即“ 谁破坏,谁复垦 ” ；凡是一切单位和个人因各种活动造成土地破坏的都必需履行土地复垦义务；4）明确了土地复垦工作的治理体制；“ 各级

33、人民政府铁道治理部门负责管理、监督、检查本行政区域的土地复垦工作” ；5）对有复垦任务的建设项目作了具体严格的规定；“ 有复垦任务的建设项目,其可行性争辩报告和设计任务书应当包括土地复垦的内容；设计文件应当有土地复垦的章节；工艺设计应当兼顾土地复垦的要求” ；6）确定了土地复垦的主要形式,开创了土地复垦资金渠道,明确了复垦后 的土地检查验收程序和复垦土地使用权的归属；7）明确了违法行为的法律责任和惩处的具体规定；3. 土地复垦规定的特点 1）权威性 2）规范性 3）协同性 4）强制性 4. 土地复垦规划的编制 土地复垦规划的编制原就要因地制宜,兼顾经济效益、生态效益和社会效益,综合和谐进展；1

34、）土地复垦需要与生产建设统一规划、合理支配,并结合生产实际情形逐 年实施；2）土地复垦规划要与当地的城镇、道路、河流等建设以及生态环境爱惜统 一规划、综合治理,与土地利用总体规划相和谐,使地区建设布局合理,有利于生产,便利生活,美化环境,促进生态的良性循环；3）土地复垦要与矿山及其相邻企业的排矿、排土、排灰、排渣等统一规 划,充分利用废弃物回填或充填挖损、塌陷的土地和采空区；其次节 国外有关土地复垦的法规美国早在 20 世纪 30 岁月起在 26 个州,先后制定了有关露天开采土地复垦方面的法规；内容包括复垦合同的签订、矿产勘探破坏土地的复垦、复垦的调查与评判,土地平整和植被复原等规定；1977

35、 年颁布了美国露天矿土地复垦和治理法,成立了露天矿区土地复垦办公室,使以后的露天矿区土地复垦率达 85%以上；英国于 1951 年通过一项复垦法规,并设立了土地复垦基金和相应的土地复 垦工作机构；原苏联在 1976 年颁布了关于有用矿物和泥炭开采、地质勘 察、建筑及其他工程的土地复垦、肥沃土壤的储存及其合理利用的规定；法 国政府 1979 年发布法令,规定了停业的采矿场必需用土方工程、清理工程及 1952 年颁布了采矿法,规定了采矿后必需进 种植等方法复垦场地；捷克于 行土地复垦工作, 1956 年的农业土壤爱惜法进一步明确了企业进行土地复 垦的责任；波兰、加拿大、德国等都在早期制定了相应的土

36、地复垦法规或规定,使矿山土地复垦率基本都能达到 50%以上；第三节 中华人民共和国环境爱惜法本法共六章四十七条,于 1989 年 12 月 26 日起实施；1. 本法制定的目的、对环境的定义、县以上国家政府主管部门；2. 国家环境质量标准与检测规范的制定,环境监管方法与监管机构；3. 爱惜和改善环境的范畴、具体对象与方法；4. 排污标准及其治理要求；5. 相关的法律责任和惩处依据与方法；第四节 中华人民共和国大气污染防治法本法共六章五十条, 1988 年 6 月 1 日起实施；1. 总就,本法制定的目的及负责实施的各级政府部门；2. 大气污染防治的监督治理；3. 防治燃煤产生的大气污染；对燃煤

37、器具和企业的要求、对煤炭质量的要 求、对煤炭及相关固体物品存放的要求、对硫和粉尘排放的要求与把握措施；4. 防治废气、粉尘和恶臭污染；5. 相关的法律责任；第五节 中华人民共和国环境噪声污染防治法本法共八章六十四条,自 1997 年 3 月 1 日起实施；依据噪声源,将其分为工业噪声、建筑施工噪声、交通运输噪声、社会生 活噪声；第六节 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 本法共六章七十七条,自 1996 年 4 月 1 日起实施；第七节 中华人民共和国水污染防治法 本法共七章六十二条,自 1984 年 11 月 1 日起实施；第四章 煤炭资源开发对生态环境的影响第一节 概述1. 煤炭工业进展

38、中存在的主要问题 总结我国 “ 九五 ” 以来煤炭工业进出现状及存在的问题,可以看出煤矿环 境爱惜与改善受诸多因素的制约,也能够折射出矿区生态环境重建工作严肃滞 后的深层次缘由；1）组织结构不合理； 2022 年,全国矿井平均每处产煤只有3 万余吨；国有重点煤矿矿井平均年生产才能 80 万吨,是先进采煤国家的 1/3 左右； 119 家国有重点煤矿平均每个企业年销售煤炭 440 万吨,市场占有率不到 0.5%；没有形成产、运、销一体化综合经营体系,经营效益受外部条件制约严肃；2）技术和装备水平低；全国煤矿非机械化采煤占60%以上,大中型矿井生产设备老化,小型和乡镇煤矿生产工艺落后,破坏和铺张资

39、源现象特殊严肃；3）产品结构单一； 2022 年全国原煤入选比例只有 值产品少；35%左右,洁净和高附加4）煤矿安全事故居高不下；重大、特大事故频繁发生,全国一次性死亡 10 人以上的事故煤矿占 80%；这种污染和破坏对人是全方位的；5）国有煤炭企业尚未摆脱困境；职工工作环境恶劣,待遇低,企业自身和 社会负担重；6）资源枯竭矿区转产困难；富余人员专业和就业难,影响社会稳固；7）矿区环境综合治理进展缓慢；污染和破坏环境的增长速率远大于环境恢 复和治理的进展速率；8）技术治理手段落后,从业人员素养低；2. 煤炭工业面临的形势和市场需求1）总体上来说,世界煤炭需求量将连续增长；据推测,到2022 年

40、,世界石油消费量年均增长1.9%,自然气消费量年均增长2.6%,煤炭消费量年均增长 2.2%；亚洲大部分国家煤炭消费年均增长 0.6%；将来五年,世界煤炭贸易量将以年均3.8%左右,欧洲国家年均下降 3.6%的速度增长；2）我国在亚洲煤炭贸易市场中仅占 20%的份额,煤炭出口增长潜力较大；3）“ 十五 ” ,乃至 “ 十一五 ” 期间,国民经济增长速度估量为年均 8%左右,煤炭需求量稳步上升,年均增长 2022 万吨以上；4）加强矿区环境综合治理；以土地复垦为重点,和谐各方面力气,建立各 种类型的矿区生态重建示范基地,逐步形成与生产同步的生态复原建设机制,使矿区土地复垦、生态重建工作取得明显成

41、效,大中型煤矿矿井水复用率达 60%以上,外排水达标率 100%；从以上对煤炭工业存在的主要问题和面临的形势分析,可以进一步懂得煤炭矿区土地复垦与生态重建工作严肃滞后的深层次缘由,以及进一步推动煤炭 矿区土地复垦与生态重建工作严的紧迫性、必要性和艰巨性；其次节 煤炭开采对环境的影响1. 对土地的直接破坏 主要表现为对土地的挖损、占压、塌陷；如,安太堡露天矿目前已挖损和占压土地 31579 亩；三河尖煤矿已形成了 近 4000 亩；2. 对土地的间接破坏 主要表现为：11000 余亩的塌陷地,其中积水面积1）土壤的酸化、盐碱化和盐渍化,由于塌陷区易形成封闭式湖泊、固体 排弃物中有害元素与物质析出

42、造成的,越往深层表现越甚；固体排弃物在风雨 的腐蚀下,其中的 Ca、Mg、K、Na 等单一元素和重碳酸等盐类成分淋失,溶于 地表和地下径流中集合到低洼处,在经过蒸发作用使四周土壤酸化、盐碱化和 盐渍化；另外,排土场堆垒承压,抬高地下水位,增加矿化度,也加剧了土壤 的盐碱化；2）土地沙化和土壤贫瘠化；剥离物排弃使潜层沙土表面化,其它帮忙作 业也可以是土地沙化；裸沙 1 亩,风力和水力腐蚀将影响邻近 3 亩土地；沙化 土壤有机含量将削减 79.2%,全氮量削减 77.7%,全磷量削减 15.5%,物理性粘 粒削减 50%,造成原始土壤的严肃贫化；3）水土流失；水土流失主要是由风力和水力腐蚀造成的；

43、霍林河矿区的风力腐蚀模数为15000t/km2.a,水力腐蚀模数为21000t/km2.a,排土场年风蚀量 15.75 万 t 以上,年水土流失量18.36 万 t 以上；胜利一号露天矿在一期达产年时推测新增水土流失量 143275.12t/a ,二期达产年时推测新增水土流失量218445.12t/a ,二期达产后推测水土流失量将逐年增加8220t/a ；排土场腐蚀模数是原地貌模数的 1.42 倍,特殊的是排土场边坡径流模数只有平台的 1/3 ,但腐蚀模数是平台的 10 倍；这主要是由于边坡陡而松散,易冲蚀,并没有因径流模数比平台的小,而腐蚀模数也比平台的小；3. 对景观和植被的破坏1）全部挖

44、损、占压、塌陷和其它一切对地表的人为扰动,都会破坏原有的自然景观和生态植被；2）煤炭赋存的自然位臵,使人们很难顾及地表自然景观和生态植被； 3）采矿对自然景观和生态植被的破坏有时是毁灭性的、不行逆的； 4）采矿对空气、土壤的污染,地下水域水土流失都会对自然景观和生态植被造成不良影响；4. 对永久性建筑与设施的破坏 不均匀沉降,地表开裂,岩层移动或滑动,泥石流与岩体倒塌等；一般要求露天矿境域和煤矿塌陷区要与永久性建筑和设施保持200 米以上的距离；如,义马露天煤矿的境域距陇海铁路只有 50 米,抚顺西露天开采场边坡变形 引起抚顺石油一厂建筑物和储油设施的倾斜、变形和开裂,矿区塌陷引起的建筑物变形

45、、开裂和倒塌更是不胜枚举；5. 噪声与振动噪声与振动源主要有以下类型：1）空气动力源；如风机、风扇、跳汰机和风阀等； 2）机械动力源；如铆枪、振动筛、溜槽、各种采掘设备和运输设备,以及其它各种机械设备；3）电磁动力源；如电机、电焊机、电器设备等；4）人工动力源；如爆破、人力施工等；三河尖煤矿：风机运转时白天产生的噪音为57dbAdecibel,夜间超标12dbA ；在工业广场范畴内,主井提升、原煤洗选及锅炉引风机等作业时产生较强的噪音,在围墙外所测噪声值白天为55dbA ,夜间超标10dbA ；淮北石台煤矿中心风井产生噪音最大值为95db,平均值为 87.5dbA ,是典型的强低频噪声；一般情

46、形下,选煤厂内的噪音都在 75db 以上；6. 烟尘与粉尘及有害气体 1）烟尘排放 矿区内集中供热锅炉、生产炸药锅炉、燃煤电厂等排放的烟尘；2）煤及煤矸石自燃产生的烟尘 采场工作面、采场煤邦暴露时间过长、煤层氧化燃烧；采坑内不行采煤层、煤层顶板缺失煤作为剥离物进入排土场过长引起自 燃；选煤厂选后矸石自燃；露天储煤厂和储煤堆自燃；烟尘中含有 SO2、NO X、 CO、H2S 等有害气体,对生态系统构成影响；遇到雨 水和潮湿的空气生成酸性硫化物,其腐蚀性特殊强,从钢铁、水泥构件到人体 均会受到腐蚀和侵害；3）矿区粉尘 粉尘沉淀在植物叶片,影响植物的光合作用,太阳爆晒温度上升,灼伤植 物；矿区尘源主

47、要来自大型设备剥离的采掘、运输、排土作业时粉尘；煤的采 掘、运输、储煤、粉碎及作业过程粉尘；帮忙设备作业粉尘；穿孔爆破粉尘；选煤厂；道路运输粉尘等；4）煤层气排放 煤层气的主要成分是甲烷；直接排放、燃烧排放、通风系统排放,甲烷是 一种重要的温室效应气体,能使对流层中的臭氧增加,使平流层中的臭氧减 少；烟尘与粉尘及有害气体对环境的污染是全方位的；对水、空气（包括气味）、动植物的健康造成直接损害；这些污染源借风、雨等自然媒介,其污染范畴远远超出矿区本身；7. 对地表水和地下水系的破坏与地下水流失 山西省每采 1t 煤,缺失 3m 3 甚至更多的水资源；潞安五阳煤矿矿井水日排 3；放量为 1.3 万

48、 t ；元宝山露天矿日排水量 45-50 万 m1）采场挖损面积多达十几平方公里、采深多达800 米,破坏地表水系和地下水系,降低地下水位,地下水严肃流失；安太堡矿露天开采,从地表到开采 底部深达 200 米,过去沟谷中的泉眼水自流,经挖掘后已成枯泉；2）排土场占地面积多达十几平方公里、排弃高度达 水系和地下水系,抬高地下水位；100 米以上,破坏地表3）采场内泵站排水、采场内和采场外钻孔与巷道疏干排水,地下水流失的 主要方式；排水沟和防洪沟,转变地表水汇流与径流系统；4）污染水系和水源；自然界中各物种均按自然界中的生态平稳关系即自我调剂、相互和谐、相 互补充和相互制约的原就共存于自然界中；5

49、）井工采煤对地下水的影响 对地下松散孔隙水的影响；煤矿开采导致地下孔隙水补给及四周基岩裂 隙水侧向补给的削减,同时某些含水层底板被采煤裂隙所波及,进而又增加了 含水层向下部基岩的垂直入渗,因此,采煤疏干了区域孔隙水,如山西的阳泉 等地,由于河谷四周皆为采空区,因而两侧基岩裂隙水侧向补给河谷冲积层的 途径基本切断,上游河川径流量受采煤的影响来水削减,水位显著下降,曾使阳泉矿区约 180 眼第四系浅井因受采煤影响而干枯报废,约 降,使部分村庄人畜饮水及村办企业用水显现困难；163 眼水位明显下对地层裂隙水的影响；在自然条件下,煤、水资源共存于地质体中,各 有自身的赋存条件和变化规律；由于煤矿排水打

50、破了地下水原有的自然平稳状 态,形成以矿井为中心的降落漏斗,使地下水向矿坑汇流,在其影响半径范畴 内,地下水流速加快,水位下降,贮存量削减,局部由承压转为无压,使煤系 地层裂隙水受到明显的影响；如山西昔阳与吕梁等缺水山区,由于煤矿排水形 成以矿区为中心的降落漏斗,致使煤系地层的地下水水平运动转向垂直流入矿 坑,使含水层水位大幅度下降,在其影响范畴内,泉水断流,水井水位下降,流量削减,局部地下水被疏干,使人畜饮水受到严肃影响,因此,地下开采使 含水层受破坏,地下水直接涌入矿坑,转变了自然条件下补、径、排关系,形 成“ 三水 ” 入渗一矿,进行外排,再入渗、再外排的恶性循环状况,地下水受 到严肃缺

51、失；对深层岩溶水的影响；深层岩溶水主要是煤系底部奥灰岩溶水,分布于 各大煤田边缘和底部；如岩溶水是山西的主要含水层,是该省工农业供水的主 要水源；由于煤矿开采使深层岩溶水变成矿坑水,转变了岩溶水的补、径、排 关系,对煤矿邻近的固定供水水源造成极大的影响,特殊是许多煤炭开发层位 于奥灰岩溶水水位以下,很简洁发生断裂导水,它不仅造成溶岩水严肃缺失,也给水资源带来了严肃影响,并且有可能造成恶性突水事故；如在山西太原、轩岗等地曾都多次发生了恶性突水事故,直接影响到当地的用水；对地下水的污染；煤矿开采不但对地下各类水的正常循环与补给产生影 响,而且造成地下的严肃污染；以山西为例进行说明：从坑水的水质特点

52、看,其 pH 值超标,多为酸性水,这是由于含煤地层中硫含量高,且有硫铁矿伴煤 分布,在自然状态下含水层水体与煤系地层相隔,而当煤矿开采后,各含水层 发生水力联系,氧化成酸过程大大加快而形成酸性水,污染地下水；其二,硫 酸根离子含量偏高,硫铁矿在充分接触水体和空气后反应生成硫酸及其化合 物,从而使矿坑水中硫酸根离子的含量偏高；其三,总硬度偏大,矿坑水在氧化成酸的过程中对含水体围岩不断溶蚀,使水中Ca2+增多；第四,铁离子含量高,自然水中铁离子含量一般较低,因采煤,煤系地层中的硫铁矿氧化形成铁 的可溶化合物而加入矿坑水,使铁离于的含量增高；第五,毒理学成分增高,酚类有机物在自然条件下转化困难,故自

53、然状态下煤系地层水体中很少检出,而在开采条件下其有机反应加快,矿坑水中酚含量增加,90以上矿坑水有酚检出, 36以上超标；第六,汞主要与煤系地层中的黄铁矿与朱砂伴生,在煤 矿开采条件被破坏的情形下,朱砂被加速氧化溶解,而使汞离子进入水体,导 致汞的超标率达 22.9 ；第七,受矿坑水污染的地表水,直接补给浅层地下 水,致使浅层地下水也受到不同程度的污染,如：阳泉桃河赛鱼段以下至阳泉 水文站,为中等污染区,地下水化学类型为硫酸重碳酸钙镁型水,硫酸盐严肃超标；盂县县城以下至温池段挥发酚最大超标倍数达63 倍,超标率为 8.1 ；第八,在山西采煤对石炭系、二叠系含水层的破坏使其含水层的水转化成为矿

54、坑水,显现与矿坑水相同的水质特点；6）井工采煤对地表水的影响 对地表水资源的影响,第一,随着煤矿开采量的不断增加,矿坑排水量 也随之增大,当矿坑水排出地表后,直接使矿区邻近的地表水受到不同程度的 污染,往往由于河水的自净才能很弱,在河水断流时期,河道容纳的几乎全是 污水；因此,未经处理的矿井污染水直接排放,造成对地表水、土壤等的环境 污染,使河水中鱼死虾亡；同时,在矿井水流经之地,转变了土壤的湿化性 质,PH降低,从而抑制了农作物的生长,致使农业生态环境也受到不良影响；其次,由于煤层浅埋藏区煤矿开采采空面积不断扩大,采空区导水裂隙带和地 面塌陷范畴也随之扩大,造成河川径流量大量渗漏,使地表水与

55、地下水、矿坑 水发生了直接的水力联系,如在阳泉矿区,由于长期大面积采煤使采空范畴逐年加大,造成采空塌陷、裂隙遍布矿区,调查说明,矿区70以上显现裂缝或地面塌陷现象,因此,地表水在汇流区及径流区水量漏失严肃,河川径流明显 削减；对地表生态环境的影响,因疏排地下水,使地下水动力条件转变,经常 发生地面塌陷等环境灾难,这样给地表环境及生态带来极大的破坏,如破坏地 表水源,导致水库干枯,河泉断流；破坏房屋建筑及工程设施,影响道路交通 安全；引起突水、地表水回灌,恶化矿山安全作业环境；破坏耕地,加大水土 流失,转变生态平稳等；在某些地区,矿区的工业广场和职工生活区的地面沉 降已对部分工业和民用建筑产生了

56、不同程度的变形破坏,如近年来在两淮矿区和徐州大屯矿区等,因疏排厚冲积掩盖层中孔隙水引起了矿井井壁破坏,该问 题已越来越受到煤矿科技工作者的重视；地下水的大量流失同样引起地表沉降,但比塌陷来得均匀些；8. 岩土边坡的影响 露天矿边坡主要包括采场边坡、排土场边坡,最直接的影响就是边坡物质 运动,如滑坡、倒塌、泥石流、地面变形等多种地质灾难；露天矿资源开采完 后需要闭坑,此时地质环境也会发生一系列的变化,主要表现在以下几个方 面：1）露天开采边坡岩体的采动破坏、地质构造的扰动、地下水位的变化等原 因诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等环境灾难,而地面变形又危及周边地 区的工业企业和居民建筑的安全；2）

57、坑内和外排土场排放的油母页岩、含煤矸石会形成大面积自燃,严肃地 污染周边的大气环境,对工人的作业安全、居民健康造成危害；3）排弃物及与煤相伴生的多种常见有害元素例如重金属等通过地表水、地 下水渗透,造成水质污染；4）矿坑、排土场暴露的岩体、边坡没有植被掩盖,大片土地荒废,产生大 量的扬尘及有害气体,影响空气质量,危害市民健康,对生态环境相当有害；5）露天煤矿中,岩土边坡占有相当大的比重,而且爱惜特殊困难,常显现 反复现象,对安全生产的影响特殊严肃；当前露天煤矿的大多数边坡都是土质 边坡,争辩其稳固性对露天煤矿的安全生产具有重要意义；6）露天于井工联合开采 随着采深的增加或者为了多回收煤炭资源,

58、露天采煤逐步向露天、井工联 合开采的方向进展；许多矿山在开采边帮煤层时大多考虑了平硐,开采深部煤 层时也有考虑转入地下开采的情形；如此的综合开采方法对矿区生态环境的影 响就会显现出新的特点；许多露天矿由于历史缘由或是起初设计等因素,周边边坡邻近或是稍远处 有居民区和民用建筑,或是建有永久建筑,例如选煤厂、发电厂等,甚至是为 了经济进展不得不在城市邻近建矿山,由于上述缘由使得周边地区的生态环 境、工业民用建筑物、生活区、密布的地下油气管道等,对矿坑发生的地质灾 害外力作用特殊敏捷、特殊脆弱,灾难影响后果也是相当严肃；露天开采矿坑后,周边岩层地应力的平稳就遭到了很大的破坏,接受平硐 开采边帮煤层时

59、,对地层又会产生很大扰动,依据现场资料,边帮四周岩层内 的应力都会向平硐集中,并在硐口形成一个集中区,这将给平硐的爱惜甚至是 边坡的稳固带来很大的困难；9. 矿区 “ 三废” 的排放 1）废气；2）废水；3）废渣；第五章 露天矿土地复垦方法第一节 基于生态环境的露天矿分类1. 按原始地势地貌分类 : 平原地貌相对高程 50m；丘陵地貌相对高程 200m；高原海拔高度 +1000m以上；盆地；2. 按区域气候分类：温带；亚热带；热带；寒带；高原气候区域；3. 按自然植被条件分类：针叶林带；阔叶林带；灌丛和萌生矮林带；荒漠带；草原和稀树灌木草原带；草甸和草本沼泽带；4. 按表土层厚度分类：薄表土（

60、 16m）；5. 按矿体形状分类：层状矿床；不规章矿床；6. 按矿体倾角分类：近水平矿床（ 45 o）；7. 按矿体层数和厚度分类：单层矿床；多层矿床；薄层矿床（ 10m）；8. 按人口密度分类：人口密集区（ 400 人/km 2）；人口集中区（ 100400 人/km 2）；人口稀有去（ 100 人/km 2）；9. 按区域生态环境分类：生态环境爱惜区；生态环境宜人区；生态环境紧迫区；生态环境脆弱区；生态环境恶劣区；10. 按采出矿物（或物料）分类：露天煤矿 黑色冶金露天矿 露天铁矿 有色冶金露天矿 露天铜矿、露天铝土矿 化工露天矿 露天磷矿、白云石、高岭土 建材露天矿 石材、花岗岩、沙、土