辛寨煤矿区生态建设与土地利用研究资源论文.doc

辛寨煤矿区生态建设与土地利用研究关键字：煤矿 生态建设 土地利用 资源化摘要 矿产资源是国民经济、社会发展和人民生活的重要物质基础，矿业已成为世界经济的重要基础产业。然而在大量开采矿产资源的同时，也引发了一系列的生态和环境问题，它们不仅威胁到人民的生命财产安全，而且严重影响和制约着经济的发展，同时也引发一系列的社会问题和矛盾。因此，如何改善矿区生态环境，促进资源循环利用成为亟待解决的问题。一、 自然地理条件和煤炭资源开发状况辛寨矿区位于山东省潍坊市西南部，地处山东半岛中部。矿产资源十分丰富，县内有金、银、蓝宝石、煤等矿产四十余种，储量丰富、分布广、品位高、开发前景广阔。其中辛寨煤矿区占地面积250平方公里，整整两个村庄大（因为采矿，两村庄村民已移居别处），大部分煤矿均主采3煤层。2009年，全矿区原煤产量4081.28万吨，已探明地质储量为15.04亿吨，预计储量还可供人开采二十余年。矿区东与昌乐县、安丘市毗连，南与沂水、沂源县接壤，西界淄博市，北邻青州市。交通便利， 青临铁路临朐段局部贯通，京津至沪宁的干线公路纵贯南北，县城距济青高速公路25公里，距胶济铁路20公里，近邻青岛、烟台、日照等重要港口。2009年青临（青州-临沂）高速开通，更增强了矿区与外界的联系。此外，临朐处泰沂隆起地带东北部，昌潍凹陷区南部，沂沭断裂带西岸，有褶皱断裂两种构造形态。境内地形复杂，平原占总面积的12.8%，丘陵为31.3%，余为山地。五镇之首沂山坐落于县境南部，其它山脉以此为端点，呈扇状向北展开，弥河、汶河及其支流多顺山谷而行，北部临朐城周围成冲积平原。境内为温带季风型大陆性气候，四季分明，雨热同期，干湿季明显。年平均降雨量700毫米左右，平均气温12.4，年平均日照2578.6小时，无霜期191天。由此看来，丰富的矿产资源，便利的交通，稳定的地质构造，有力的地形，较为充足的水资源，适宜的气候条件为辛寨矿区的开采与发展提供了强大的物质基础和开采条件。二、 煤矿区的生态与环境问题煤炭是关系我国国计民生的重要能源之一，煤矿产业也是我国经济的重要基础产业。然而在大量开采煤炭的同时，也引发了一系列的生态环境问题。辛寨煤矿区的生态和环境问题主要包括：矸石山、矿井水污染和采煤塌陷等。煤矸石是煤炭开采和加工过程中排放出的固体废弃物，是煤炭工业的副产物。在我国，煤矸石大量堆放形成矸石山。煤矸石不仅以其巨大的积存总量占用了山谷、山坡、平原地带的大片的好地良田，而且由于长期暴露地表，还受风吹、日晒、雨淋和地表、地下水的浸润，不断地被风化氧化，引起煤矸石的风化扬尘和化学反应等，释放出有毒有害气体，形成酸性雨和酸性水，并携带有害元素迁移等一系列问题，对周围生态环境造成了严重的污染，既影响农林牧业的生产与发展，又危害人体健康。水资源紧张已成为世界性问题，而我国的水资源供需矛盾更加突出，尤其北方地区多属于干旱与半干旱气候带，水资源尤为不足，而辛寨矿区正位于北方地区，由于煤矿开采过程中需要大量疏排地下水，一般采煤1吨需排放矿井水4吨，从而造成水资源的更加匮乏，目前我国煤矿区70%缺水，严重缺水约40%。矿井水的污染加剧了水资源紧张的局面，我国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25%,矿井水处理率低，未经处理的矿井废水排入地表后对矿区的地表水、地下水、土壤造成严重污染，严重地影响当地居民的工农业生产和生活，甚至严重影响人们的健康。采煤塌陷是煤炭井工开采引起的岩层和地表下沉现象。最新统计结果表明，目前我国沉陷区面积已达58.5万平方公里，造成大量土地破坏和移民搬迁，使矿区生态环境遭到严重破坏，严重制约了当地经济的可持续发展。煤矿开采及加工过程不可避免的会对生态环境造成破坏，引发地表沉陷、地下水破坏、环境污染、生态破坏和其他诸多的生态环境问题，困扰着煤矿的发展，如果处理的不好，不仅破坏环境、浪费资源，造成巨大的经济损失，还会引发一系列的社会问题，制约企业的发展，也不利于构建社会主义和谐社会。因此，改善矿区生态环境，促进资源循环利用迫在眉睫。三、 生态恢复治理1、煤矸石的综合利用煤矸石分为两部分，一是煤炭在采矿过程中产生的掘进矸石，热值相对比较低，不能作为低热值矸石电厂的原料，可代替黏土作为水泥厂的原料之一，也可造砖和塌陷区回填（一般不采用，因为煤矸石用于充填沉陷区，更扩大了矸石污染物的释放面积，对地表水和地下水都将产生严重威胁）；二是煤炭洗选过程中产生的洗矸，热值比较高，主要作为坑口矸石电厂的低热值燃料使用，其次也可作为造转、造水泥等的原料。通过塌陷区矸石回填技术、水泥生产矸石代替技术及低热值循环流化床燃烧技术，建立起煤矸石综合利用链网，实现煤矸石的综合利用消纳煤炭采掘和洗化过程中产生的煤矸石。2、矿井水的资源化技术矿井水可分为含一般悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和洁净矿井水。矿井水的资源化应根据不同的矿井水类型，采用不同的处理工艺。含一般悬浮物的矿井水采用混凝、沉淀、过滤及杀菌水处理工艺净化该矿泉水，能有效的去除矿井水中的悬浮物和胶体。处理后的水质稳定，各项指标均能符合国家生活饮用水卫生指标，因此可直接饮用。高矿化度矿井水处理工艺不仅包括混凝、沉淀等工序外，其关键工序是脱盐。目前处理高矿化度矿井水主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法。酸性矿井水的处理工艺中有中和法、人工湿地处理、微生物处理和利用粉煤灰处理等。目前采用较多的是中和法，主要采用碱性物质石灰石或石灰做中和剂。除了上述三种矿井水外，还有一些矿井水属于纯净水，基本符合国家生活饮用水的水质标准，对这类矿井水可在井下建立专用管道和清水仓，消毒后直接供应居民作为生活用水饮用。3、采煤塌陷区的生态恢复治理辛寨矿区沉陷地复垦模式主要分为以下几种类型：一是生态农业复垦模式，发展生态农业；二是建筑用地复垦模式，复垦土地用于迁村居民的住房建设；三是生态旅游复垦模式，利用待复垦地类型特征，发展因地制宜的生态旅游。此外，在生态恢复治理的过程中，发展土地可持续利用与建设循环经济也尤为重要。四、 土地可持续利用 “土地可持续利用”应该涵盖下述几个方面的重要内容:(1)从生态学意义上来说，是保持特定地区的所有土地均处于可用状态，并长期保持其生产力和生态稳定性。 (2)从社会一经济学意义上来说，是保持特定地块特定用途，如食物安全和收入学不页士学位论文土地习，持续利用战略币开究来源。农民可能从他们自己的观点出发，并由他们自己的理解和定义，他们的观点和行动在确定现有土地利用方式是否具有持续性问题上起着重要作用。 (3)从时间上看，土地可持续利用不仅着眼于眼前，更着眼于永久的未来;从空间上看，不是着眼于一部分人，而是着眼于全体人类。(4)从系统论看，土地可持续利用是在人口、资源、环境和经济协调发展战略下进行的，这就意味着土地可持续利用是在保护生态环境的同时，要促进经济增长和社会繁荣。(5)从与传统土地利用方式的比较看，土地可持续利用更加强调土地利用的可持续性、土地利用的协调性和土地利用的公平性如何才能做到可持续利用土地呢？它主要遵循以下几个原则：1、 开发土地优选用于农业原则。辛寨矿区塌陷前为高产粮区，因煤炭开采塌后成为中低产田，耕地数量减少、质量退化，粮食产量降低。基于土地资源不足及人多地少、人地矛盾的现实，土地复垦应优选用于农业，将增加耕地作为开发复垦的主要目标，在确保耕地的基础上，因地制宜、充分优化土地利用结构，综合提高土地利用产出率，以缓解矿区人多地少的紧张局面，促进矿区生态环境和社会经济的持续发展。2、 因地制宜原则。土地复垦的工程措施和土地利用方向的确定均应因地制宜。夏家山村的塌陷土地类型多样，破坏程度各不相同，开发治理时应综合考虑地形条件、排水条件、地质采矿条件和土壤条件等，因地制宜，已达到合理、高效、省时、节资的目的。对坡地还耕种粮，积水地开挖精养鱼塘养鱼，栽植浅水藕等水生蔬菜，对不适宜发展农作物的种植的荒地，根据情况种植林果，满足城市和矿区需求。3、 与当地总体规划相一致原则土地复垦方案总体设计既要统筹考虑与其他复垦工程的衔接，又要考虑与当地土地利用总体规划和城市发展规划相一致。4、 土地复垦综合效益最大原则再将增加耕地作为开发的主要目标的同时，还要坚持综合开发，打破传统农业体系，构建具有现代意义的可持续发展的生态农业体系。既要考虑以较少的投资获取最大的经济效益，又要使复垦的社会、生态效益最佳，保证土地复垦综合效益最大。因此，对复垦的经济效益分析，不仅要看经济效益本身，而且还要从矿区、社会的角度来衡量其贡献和影响，使二者有机结合起来。5、 新垦土地水土流失及其控制防止水土流失也是煤矿区土地复垦的一个重要方面，水土流失不仅仅只是因为对煤矿区土地挖掘、压占、沉陷等破坏形式引起的，还可能是由于土地利用不当，矿区地表、地下水水文条件改变等原因引起的。鉴于煤矿区水土流失包括地表径流的增加、垂直入渗的减少及水量循环的破坏、地表地下水文参数的破坏以及土壤的水蚀、风蚀和重力侵蚀等方面，在煤矿区复垦的工程中要选择合理的复垦技术，科学利用土地资源，完善矿区内的农业基础配套设施，在复垦区植树造林、种植牧草，防止水土流失。 由上述原则可知，土地再利用是土地可持续用的必要环节，也是更好实现土地可持续利用土地的根本途径。五、土地再利用辛寨集团土地复垦与土地再利用发展规划立足对辛寨集团及所在区域情况调研的基础上，通过对集团优劣势分析，找出循环经济发展制约因素，挖掘发展的潜力，确定发展的关键指标，建立明确的指标体系，制定产业规划方案，构建具有特色的循环经济发展模式。总体规划模式主要有：1、 集约化农业生态模式煤矿区土地破坏程度较轻的区域，虽然会因为土地挖掘或沉陷造成地表凹凸不平，但此类土地破坏区域内一般没有积水，而且土层并未发生较大的改变，土壤养分变化不大，只要采取工程措施对地表进行简单的修复整平，同时改善田间配套设施，即可恢复土地原有的实用价值。复垦后的土地只要执行种植业生产功能，以高产、高质、高效农业发展为目标，建成以当地优势农作物为主，兼顾土特产种植和加工一体化的商品粮食生产基地；充分利用景观的空间镶嵌性与多熟种植原理，合理组合作物的空间结构，科学安排轮作顺序，逐步扩大间种、套种面积，提高复种指数；引进推广先进耕作经营管理技术，提高农田集约化利用程度；完善复垦区内农田水利、道路和农田防护林体系，合理布置田间灌排系统，做到灌排结合，旱涝保丰收，努力使待复垦土地成为煤矿区甚至该地区主要的粮食生产基地。2、 果草林生态模式复垦后的土壤肥力较差，土地生产能力较弱，可以选择栽种对土壤条件要求不高、生长力强的果树，如苹果、梨、柿子等进行果园小区规划；并在建园过程中或者建园之前营造防护林，降低风速减少灾害，增加空气温度和湿度，促进提早萌芽和有利于传粉媒介的活动，同时选择栽植适生草种，改善土壤理化性状，通过绿草翻耕提高土壤肥力，提高土地生产力，为后期种植农作物提供良好的用地条件。3、 农林渔禽生态模式在高潜水位煤矿区，即使地表挖损和沉陷程度不大，也常常造成终年积水状况。这类沉陷区的复垦土地利用方向是以水产养殖和饲养禽畜为主，兼顾发展林业、农业，土地复垦主要采用挖深垫浅法，对沉陷较深的区域运用挖掘机或泥浆泵继续挖深，使其形成适合放养鱼虾的水产养殖基地，并在其周围建禽畜饲养基地用来饲养猪、鸡、鸭，构建“禽畜鱼虾”立体养殖；同时将挖出的土方垫在沉陷较浅的区域，通过土地整平技术，用来种植农作物并建造防护林带；并改进田间水利设施条件，形成水产、禽畜、农田、林带相间的景观格局，达到养殖和种植业共同发展的目的，构建良好的农林渔禽生态模式。4、 建筑用地生态模式在煤矿区由于挖损和沉陷而形成的凹形地貌和周围的矿物废弃物所导致的堆垫地貌，可以用来开发建筑用地和生产建筑材料。对于已经稳定、不再继续下沉的凹形地貌，运用充填法，分层充填，分层压实，工程结束后可以在新复垦的土地上建造低层住宅，同时利用采矿产生的固体废弃物来生产建筑材料，比如利用煤矸石生产矸石砖、空心砌块、地板砖等或将矸石代替黏土生产水泥或者作为活性剂与水泥配合使用。5、 旅游生态模式生态旅游是具有保护自然资源和维护当地人民生活双重责任的旅游活动，是回归大自然的旅游方式。对于积水面积较大的凹形地貌，可以在此兴建水上公园、钓鱼池、水上游乐场等休闲娱乐场所，为矿区农民创造良好的休闲娱乐场所，同时还能吸引外地游客，促进矿区旅游业的发展。 在大力发展土地再利用的同时，为了节约资源和保护环境，固体废弃物的资源化利用也亟待解决。六、煤系固体废弃物资源化再利用途径1、粉煤灰资源化再利用途径：用于生产建材产品。粉煤灰烧结砖、生产水泥熟料及用作混合材料、生产陶粒、砌块、加气混凝土、墙体材料等，都是国家推广的成熟技术。用于建筑工程。将细度大、活性高、含碳量低的高质量粉煤灰用于取代水泥做混凝土掺合料，不仅可以减少水泥等材料用量、改善混凝土性能，而且在一些特殊混凝土中已成为必须的混合搀和材料。用于道路工程。粉煤灰在道路工程中可作为主要材料或辅助材料，做造路基层和底基层，路堤、路面修复及回填料、灌浆料等。用于农业。粉煤灰施与土壤，可改善土壤的物理结构，提高地温和节水能力。用于填筑材料。粉煤灰可用于工程回填、围海造地、矿井回填等方面。其他再利用途径。粉煤灰中还含有大量的有用元素