利用煤石山和电厂废弃的土地整治与景观恢复

利用煤石山和电厂废弃的土地整治与景观恢复

随着中国采矿规模的日益扩大，采矿业的问题日益严重。我们要尽可能多地保护中国的矿产资源，必须努力保护它。全国国土总体规划纲要中明确提出;要大力复垦工矿企业废弃的土地,能源基地的建设必须注意保护生态环境。为此,开发矿区土地整治与景观恢复的研究应成为土壤工作者为国民经济建设服务的一项紧迫而重要的任务。一、采矿地理位置及开采环境问题我国是以煤为主要能源的国家,煤碳开采不论哪种方式均要占用大量土地,破坏地表生态,改变自然景观。尤以露天开采为甚,它强烈地改变了开矿地区原来的景观生态要素及生态环境。在数十年的开采期间,往往有数亿吨原煤采出,有几倍于此的表层物质被剥离运出,每日排放数万立方米的疏干水,还要建设大量的其它生产,运输设施和新居住区,必然大大改变当地原有的土地利用类型和结构,建造出新的景观类型,我国现有露天煤矿十一处。设计能力1645万吨,正在建设和准备开发的露天矿五处,1990年将产煤3500万吨。据抚顺东、西露天矿和内蒙平庄等七处露天矿统计。露天坑及排土场占地面积为25万亩,平均每采万吨煤占地7.6亩。开采煤矿的主要环境问题是地表坍陷与矸石山占地。据开滦、峰峰等40个矿务局的统计,到1984年因煤矿开采坍陷的农田累计达135.6万亩,平均每采万吨煤坍陷0.5—8.2亩,坍陷深度从数厘米至十几米不等,最深达35米,如淮北煤田采空区为36平方公里,地面坍陷6.3万亩,从1958—1979的二十年间有二万多农民失去耕地。予计在2000年前该矿区还将坍陷8.8万亩,有的村庄将失去全部土地。目前全国统配煤矿已积存煤矸石12亿吨以上,占用土地约6万多亩;而每年还要新排矸石1亿吨,矸石利用率不足20%。此外,电厂的粉煤灰渣占用土地,污染环境。其危害更甚于矸石山。全国大电厂的年排灰量约2000万米我国铁矿石年开采量近1亿吨,露天矿开采占90%,剥离物排土场和开采场占地也是一个很大的问题。全国1500余个露天矿山,占地总面积在2000万亩以上,虽然大部分为山地,但也有一部分为可耕地,如鞍山附近的4个露天铁矿就占用了可耕地近万亩,每年还要征用1000亩,使周围村庄耕地不断减少。采矿占地是一个世界范围的普遍问题。如美国采矿工业用地约为147.7万公顷,每年破坏的土地达6万公顷。苏联七十年代采矿用地约200万公顷,仅露天开采每年占地就达3—3.5万公顷,这些土地如不及时加以整治,就会失去使用的经济价值,使矿区逐步沦为荒芜萧条之地。因此,矿山开发要少占土地,保护土壤资源,对已经破坏或不可避免的将要破坏的土地应分别进行复土造田,植树种草以及采取其它土地整治工程,建造和恢复景观,维护景观生态环境的平衡协调。二、申报审批制度全国国土规划纲要要求;露天开采的矿区要有复垦规划,并作为工程设计不可缺少的内容上报审批,保证实施。露天矿的生产建设要与小流域治理相结合,利用剥离的土石方复垦和造田,电厂的排灰要尽可能综合利用妥善处理。1.石和坍陷区贮灰场复土造田的利用将煤矿建井,生产和洗煤厂排弃的矸石,有计划的直接充填坍陷区造地复田是减少污染和占地行之有效的措施。徐州矿务局利用矸石充填坍陷区造地1253亩,其中1013亩用于扩建工业广场和建房,234亩新造地还给农村建房,并在村前园后矸石上面复土40—50厘米,种蔬茶和瓜果,产量同原有农田一样。但仅靠矸石造地复田,即使全部利用也只能解决20～30%的问题。如果利用坑口电站的粉煤灰,利用煤矿的坍陷区作为贮灰场,然后复土造田,既防止了环境污染,又使采煤破坏的土地重新成为可利用的宝贵的土地资源。据估计,电厂建山谷贮灰场排灰,每立方米费用5.46元,利用坍陷区排灰费用可降到2.09元,因此在有条件的坑口电站,建立坍陷区贮灰场并复土造田是值得大力提倡的。淮北电厂(75万KW)年排灰量80万立方米,已采用充填坍陷区造田431亩。他们先把坍陷区的表土挖出,充灰后再在灰渣上复土40厘米,1983年首次试种玉米,棉花,大豆等农作物317亩,长势良好,其余114亩地上盖的试验房屋经一年观测未见下沉和变形。2.养鱼业对土地的生长对煤矿坍陷占地全部充填复田显然是不可能的,也无此必要。按照经济效益和环境效益相统一的原则,应该是因地制宜采取综合治理和利用。在坍陷内挖深垫浅以恢复部分农田,有条件的地方亦可将旱地改水田。对面积大,坍陷深,积水量大的地方,不可能复田则应改造进行水产养殖。其优点为;水体封闭;水位稳定;边滩适合鱼类产卵;面积适中,便于管理和捕捉;投资少见效快。如淮北矿区1981年坍陷区产鱼16.2万公斤,占全市鱼产量的一半,亩产高者达300公斤,该局现有可养水面三万亩,其产值比相应面积的耕地收效高。坍陷区边滩或较浅水面还可以种植芦苇,莲藕,菱角等水生作物。3.改善原矿场地面植被盖度国外常采用推平压实和复土绿化的方法,防止自燃和排出酸性物,保护自然环境。如美国的一座煤矿,将堆高25米的矸石堆推平到原高度的1/3,同时整平凹凸不平的原矿场地面,用圆盘机施放土壤中和剂,混和土层15厘米,再复土30厘米,然后施用石灰和N、P、K肥再播种燕麦、苴蓿和三叶草,使地面植被盖度增加到70%。他们还采用多种适合于采矿土地的多年生牧草来进行绿化。据73个矿务局统计,我国现有矸石山762座,其中有自燃现象的188座,占地14万亩,也可以吸取国外经验进行治理。开滦煤矿就准备在较短时间内将积存的12座矸石山推平造地复田。4.矿区建设及综合治理的结合对于近水平或缓倾斜的多煤层煤田,应尽量采用内排土工艺,以减少占地和利于复土造田,如霍林河,元宝山,平朔等煤田已确定采用单斗汽车开采工艺。对于气候,土质较好的多数矿区,用机械或人工对排土场稍加整平,经2—3年自然熟化即可耕种,有的当年即可耕种。以抚顺矿务局为例,这是一个老矿区,30年累计剥离,掘进岩石9亿方,堆积高度20多米,长15公里,部分矸石堆内部自燃。从1971年起,在排土场上陆续办起23处农场,种植水稻等,逐步成为农副业生产基地。他们采取先平整矸石堆,拣出不能风化的大块矸石,然后多次耕翻以促进土壤熟化,垫土20厘米,逐年施肥改良土壤,前后9个冬春推平大小矸石堆232处,灭掉17处发火冒烟地,容土20多万立方米,造地2190亩,使一处排土场变成了良田,亩产从50多公斤提高到250余公斤。综上所述,造地复田,综合治理要注意做到几个结合,即与搬迁村庄,矿区建设相结合。先期统一规划,与防止环境污染相结合;与矿区排矸、排灰,矿水净化,垃圾处理等相结合;不设永久的矸石山,表土和剥离物不能混合排弃,与当地农民耕作和发展多种经营相结合;与长远的改良土壤,改造农田等相结合;与附近的电厂排除灰渣相结合。在设计上应使露天开采和复田成为一个统一的采矿工艺过程,开发建设时同步进行。5.金船的作业情况黑龙江省盛产黄金矿,采金毁地的现象日益发展,如牡丹江市有7条采金船,采金同时,耗地900亩。我们在穆陵县有名的百里金川河西乡调查了4条采金船的作业情况,采金地是当地最好的水稻田,亩产400公斤以上,采金船平均年剥离60万平方米,挖深5米,采后留下一片片废弃坑、包,多年积存下的毛砂岗长达数里。现在他们已经注意到这个问题开始采取随采随复的方式,每条采金船配2—4台推土机,先推出表层的1米深的黑土,平出予采场,采后将毛砂岗推平,复土成田。新复田种水稻头两年单产偏低,在150公斤左右。林口、双峰县有的小沟膛内的采金地,进行了复土造林,效果也不错。三、环境对策的初步探索我国有一系列正在建设和准备建设的大型露天煤矿(伊敏河,霍林河,元宝山,平朔,东胜,准噶尔等)位于半干旱半湿润地区,属于生态脆弱地带。随着矿区开发而来的巨型剥离,道路网建设与人口聚居,新居民区建设等所造成的大面积地面景观破坏,比在其它地区更加难以恢复和建立新的生态平衡。伊敏河矿区规划开采的一、二露天矿,占地面积4.95万亩,其中包括暗栗钙土干草原,伊和诺尔等四湖,第一性生产力较高的一级阶地草甸草场,每年鲜草产量减少近万吨,如按矿区总体规划,占用草场20多万亩,牧草将减少4万吨。霍林河露天煤矿达到1000万吨年产时,将占地8755公顷,最终占地达1.33万公顷,数千公顷的草场将受到不同程度的影响和破坏。元宝山露天矿开发后,将分别占用上百公顷的高产农田和经济林。我们通过在霍林河矿区进行的环境影响评价工作,初步摸索出了一条依据现代生态学原理,建立以污水土地处理系统和林业生态工程为主体的林,草,矿三位一体生态区的环境保护对策新途径。霍林河矿区位于大兴安岭西麓,是科尔沁草原的一部分,为附近牧业乡的良好夏季营地,在开发当地地下黑色资源的同时,怎样尽力保护地上的绿色资源就成为一个主要的任务。为了保证矿区较高的工业开采能力,减轻由此而产生的各种环境压力,维持并促进草原牧业生产的发展,需要建立包括大气净化林,水土护持林,防风固沙林和污水处理区人工林在内的综合防护林体系;对于生活区的污水采用土地处理系统,以代替昂贵的污水生化处理站。它包括以污泥微生物消化为中心的污水水库系统,以土壤——植物生态系统为中心的污水灌溉系统。配合以三废排放前的工业污染源治理;以电气化,煤气化代替燃煤,减轻环境污染负荷等措施,通过生态工程建立新的矿区——草原系统,塑造社会,经济,自然配合协调的新的地面景观。对于煤田开采区和排土场的地景整治,关键措施之一就是需要采用各种先进的技术手段快速恢复植被。这里的立地条件恶劣