煤矿矸石场生态恢复与治理措施探讨
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作者:温玉强 王笑峰 郭显峰 张原培
摘要：随着煤矿开采力度的进一步增大，煤矿开采中和开采后遗留的生态环境破坏问题也一度引起社会的高度关注，进行煤矿开采区域及周边的生态环境恢复和治理是煤矿开采区域环境保护的重要措施。其中煤矿矸石场的生态恢复和治理就是其中的重难点。本文就煤矿矸石场的生态环境破坏问题进行分析，探究矸石场生态恢复和治理的必要性，结合煤矿矸石场的生态治理现状及其中存在的主要问题，探索在煤矿矸石场的生态恢复和治理中的有效措施，为促进煤矿矸石场的有效生态保护和利用，促进煤矿采后恢复治理提供有效借鉴。
关键词：煤矿;矸石场;污染;生态恢复;治理
中图分类号：X171.4 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）08-0-03
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.110
Discussion on ecological restoration and treatment measures of coal mine gangue farm
Wen Yuqiang， Wang Xiaofeng， Guo Xianfeng， Zhang Yuanpei
（Heilongjiang university，Haerbin Heilongjiang 150080，China）
Abstract：With the further increase of coal mining，the problem of ecological environment damage in and after coal mining has attracted the attention of the society.The restoration and treatment of ecological environment in and around coal mining area is an important measure of environmental protection in coal mining area.The ecological restoration and management of coal gangue field is one of the most important problems.This paper analyzes the ecological environment damage of coal gangue field，explores the necessity of ecological restoration and treatment of coal gangue field，and explores the effective measures in the ecological restoration and treatment of coal gangue field，combining with the current status of ecological management of coal gangue field and the main problems in it.To promote the effective ecological protection and utilization of coal gangue farms and to promote the recovery of coal mine management after mining to provide effective reference.
Key words：Coal mine;Gangue farm;Pollution;Ecological restoration;Governance
采礦过程中，从井下或露天矿采场采出的或混入矿石中的岩石（废石）叫矸石，堆置废石或矸石的场地的位置叫“矸石场”，这一场所因为大量的矸石堆积，对于场地应用较大，且矸石的处置难度大，生态恢复治理困难。目前，针对煤矿矸石场的生态恢复和治理工作已经成为各大煤矿环保工作的重点内容，是煤矿企业在采矿中和采矿后需要重点治理的对象，在矸石场的生态恢复和治理中，已经积累了一定的成功经验，当然，相关的生态恢复和治理措施也有待进一步完善。
1 煤矿矸石场带来的主要污染
1.1 对于大气环境产生污染
一般在煤矿矸石场的场所选择中，会要求将矸石场设置在下风向位置，这主要是因为矸石场自身含有一定的发热量，其中还存在很多的气体排放，一般煤矿矸石场的发热量在4.18-12.5MJ/kg，在煤矿的开采中，多多少少会含有少量的煤炭成分，这些因素会导致矸石场在高温环境下或是外界影响下出现自燃现象，导致大量二氧化硫气体的排放，自燃中，还会排放出大量的CO2、CO、H2S等有害气体，这些气体排放到大气中，会对大气产生严重的污染。矸石场在有机物质的氧化分解中，还可能会生成一定量的氮氧化物以及苯等有害物质，天气干燥的情况下，矸石场中的烟尘较大，如果存在局部高温高压情况，还会引发爆炸事故发生，这些不仅会对周边大气产生严重污染，对于相关人员安全也会产生一定的威胁。
在一些调查研究中，通过对于大型煤矿矸石场进行现场实测发现，在矸石场自燃情况下，每平米一天释放的CO、SO2、H2S气体量分别为10.8kg、5.6kg和0.6kg，在调研周边的居民以及煤矿工人的呼吸道疾病中发现，这些地区的人群发生呼吸道疾病的概率明显更高。在矸石场周边，植被破坏严重，植物生长困难，且矸石场中含有大量的硫化物，对于周边建筑也会产生一定的腐蚀作用。在大风天气，扬尘是矸石场常见的一种污染现象，一般风力达到四级，扬尘现象就会出现，严重污染周边大气环境。 1.2 对于土壤和植被产生污染
在地区荒漠化治理以及生态环境规划设计中对于共同采样点的监测数据显示，煤矿采样点的Hg以及Cd污染指数都在1以上，平均污染指数更是达到了2.15和6.84，其中Hg以及Cd是造成土壤污染的主要污染源。
矸石场之所以会对周边的土地以及农田庄稼、植被等产生危害，主要的原因是在矸石场地表移动变形中容易出现裂缝，并形成漏斗状的塌陷，导致农田、土地等收到分割影响，导致无法形成大面积的规模化土地，土地利用效率低下。矸石发生淋溶水对于地表土层的原始内聚力以及附着力都会产生一定的改变，造成水土以及肥力流失严重，土地养分流失。干事中的硫化物还会发生水化反应，生成硫酸盐等水解产物，造成土壤污染，不利于作物成长。农作物因为矸石场的灰尘覆盖，影响了其光合作用，不利于作物生长发育，在煤矿生产的几十年时间内，因为煤矿区域的环境污染造成的对农作物青苗损害的赔偿费用高达几百万元，煤矿企业为此付出了较大的代价。
1.3 对于水环境产生污染
矸石场是露天设置的，在发生降水的情况下，会出现淋溶以及浸泡，在风化作用下，会导致矸石中含有的重金属以及其他有害物质流出，流入地区的地表水以及地下水中，会造成水环境的严重污染，在相关的矿区环境影响评估报告中，也一度指出对于矿区周边环境产生严重危害的，不仅仅是有害的固化物质，其中可溶性物质产生的污染更为严重，且治理起来更加麻烦，难度更大。
2 煤矿矸石场生态恢复和治理的必要性
2.1 保護环境，推动矿区可持续发展的必然要求
煤矿矸石场对于周边的大气环境、土壤、植被、生物多样性、水环境等等都会产生严重的污染和破坏，严重危及周边生物以及居民的生态环境，在当前推行可持续发展的战略规划下，必须要对于矸石场的生态进行恢复和治理，减低矸石场的污染因素，通过恢复治理，提升矸石场的再利用，促进矸石场生态环境的改善和修复，让周边的生态恢复正常，居民生活环境得到改善，促进区域的可持续发展。
2.2 降低煤矿企业环境成本的必然要求
多年来，煤矿企业因为矸石场污染治理以及破坏事件造成的企业成本不断上升，企业在对于农田作物的破坏赔偿上就付出了几百万元，要降低煤矿企业的生态治理成本，促进企业达到环保要求，保证企业的正产有序生产，加强矸石场的生态恢复和治理很有必要。
3 煤矿矸石场的生态治理现状及其中存在的主要问题
3.1 治理重视度不足，矸石场污染问题突出
目前，针对煤矿矸石场的污染治理和生态恢复工作的开展，煤矿企业对此的重视度还不够，煤矿企业将更多的关注点放在煤矿生产效率的提升上，致力于对于煤炭开采过程的效率提升管理优化，但是，对于矸石场的生态恢复和治理工作往往是比较滞后的。很多煤矿先是大力开采煤矿，对于矸石进行大量堆积，等到开采完成后，因为要应付环保部门的要求，才开始进行矸石场的污染防治，进行一些生态恢复措施实施，但是这种生态恢复和治理更多的是为了迎合相关部门的检查工作需要，流于形式，不能真正发挥有效的治理效果。且忽视了在矸石生产过程中的治理措施落实，后期治理起来难度更大，成效更低。
3.2 治理措施不科学，治理方法不全面
很多煤矿在进行矸石场的环境治理和生态恢复中，采取的治理措施并不完善，很多治理的方法也比较落后，严重影响了治理的效果。在开展矸石场的生态恢复和环境治理中，很多煤矿企业的治理目标就是保证能够通过环保部门的验收，以免影响下一步的工作，因此，在开展治理的过程中，仅仅是对于比较严重的污染要素进行治理，没有建立起比较完善的综合治理制度和措施落实，治理的效率低下，治理方法单一等等，无法真正实现矸石场的生态环境恢复。尤其是在生态治理和恢复的过程中，没有有效的生态恢复规划，相关的植被恢复不到位，选择的恢复方法不科学等等，都导致治理效果并不理想。
3.3 缺乏有效的管理责任制，整顿不到位
针对煤矿矸石场的污染治理和生态恢复工作，相关的煤矿企业对于这一管理工作没有有效的落实相关的责任制，导致煤矿矸石场的治理工作不能有效落实，针对煤矿矸石场的生态恢复和治理工作开展，煤矿矸石场相关施工企业往往也忽视建立完善的现场管理责任制，没有对于相关的污染治理、污染管理、污染防范、生态恢复等工作进行责任细化，导致在管理工作中，相关工作落实不到位，管理成效不理想，遇到问题后相互推诿，管理水平低下。
此外，针对矸石场的污染治理和生态恢复工作的监督检查中，相关部门的检查工作也不到位，导致检查不及时，相关的问题不能得到及时的解决和整顿。对于检查中遇到的问题，检查部门制定了相应的整顿方案，但是对于整顿的具体情况也不能及时进行监督检查，确保整顿到位，导致相关问题依然得不到有效解决。
4 煤矿矸石场的生态恢复和治理中的有效措施
4.1 提升治理重视度，优化煤矸石生态治理方法
针对目前煤矿矸石场生态恢复和治理中存在的问题，相关煤矿企业要提升对于矸石场污染治理的认识，明确矸石场污染治理和生态恢复对于企业发展已经环境保护的重要性，并将矸石场污染治理和生态恢复工作作为主要的工作内容之一，积极开展矸石场的污染防治和生态恢复工作，落实相关的治理和恢复措施。在进行矸石场的污染治理和生态恢复工作中，要采取科学有效的治理方法，结合矸石场的具体情况，制定比较完善的矸石场污染防治和生态恢复措施。
根据相关的矸石场生态恢复和治理规范要求，严格执行相关的治理措施。进一步优化矸石的堆存，必须采用分层填埋、逐层压实的方式，一般3～5m的矸石必须用1m左右黄土层进行隔离，碾压压实，杜绝由下而上顺坡倾倒;采取控制煤矸石高度和坡度（最好小于30度）、表面压实、黄土覆盖结合局部注浆等工程措施，有效控制矸石山自燃;同时必须稳定坡面，修建马道，便于机械施工;砌筑挡墙，防止矸石塌方。治理后矸石堆场，要呈梯田状，从地面开始每隔高差5米做一条马道，用以治理期间的施工通行以及治理后对矸石山的维护作业，马道之间边坡坡度为30°。同时马道内侧设置一条排水沟，用以排除矸山上的雨水，马道排水沟之间由边坡导流渠串联起来，最终将雨水汇集排走。坡削坡整治后，首先坡面采用碎矸和黄土分层碾压，然后进行黄土覆盖碾压护坡（一般覆盖厚度要求在0.8～1m），以便绿化种植林草。修建排水沟，汇集降雨，避免雨水沿坡面流淌过程中冲刷覆土，防止矸石外露自燃。通过科学有效的矸石场污染治理和生态恢复措施落实，切实提升矸石场的生态恢复和治理效果。 4.2 注重生态治理，促进综合发展
在进行矸石场的生态恢复和治理过程中，相关煤矿企业要进一步对于生态治理和恢复工作提升认识，明确生态恢复的有效途径，对于矸石场进行综合治理。首先，要完善生态恢复和治理的基础设施建设，通过加装设施，促进矸石场污染治理的安全提效。对储煤场装卸煤作业扬尘污染突出问题，加装喷淋设施;对运煤道路两侧煤渣、煤泥、杂物、垃圾进行了彻底的清理、打扫，并修整运煤通道两边雨水沟，保证运煤卸煤环境干净整洁。针对矿储煤场因冲车装置造成的污水、污泥横流现象，将冲车装置进行改造，加装自动感应装置，有效缩短冲车时间;合理规划储煤场空置地点，拉渣平整，保证运煤区域平整安全;对矸石山进行绿植覆盖，积极铺设绿色防尘网，按照要求不定时喷淋，保持湿润不着火、不起尘，为矸石山披上了清凉的绿衣衫。
同时，加大对污染源的治理，对农炼油厂原料、设备进行了清理、拆除，有效的改善空气质量，推进矸石场环境保护工作再上新台阶。目前针对煤矿矸石山治理方案主要包括矸石山灭火、山体整形、排矸场封场以及覆土绿化。尤其是覆土工作，对于区域生态恢复具有重要通，在对于矸石场进行覆土完成以后，为进一步巩固治理成果，可以在土表面种植乔木、灌木类植物，以防治水土流失，最大限度地防治矸石复燃，从而达到生态治理的效果。矸石山治理工程的实施，能够有效地减少矸石山有害气体排放，改善矿区生态环境，为打造安全、高效、绿色、智慧、开放、和谐矿山做出巨大的贡献。
4.3 开展专项整治，严格控制污染
为迅速推进矿山生态恢复与治理工作，地区要积极组建矿山矿渣及尾矿库（坝）专项治理工作领导小组，明确整改目标、整改措施、责任单位和完成时限，定期组织召开专题会议研究督察反馈问题的推进情况，统筹解决工作推进过程中存在的问题和困难。要进一步进行细分责任，强化管理。对矿区卫生区域进行责任划分，专人专组专项治理，要求包干单位各司其职，将环保工作做实做细。同时，针对煤矿矸石山、尾矿库、灰渣坝等点多面广、零星分散，历史遗留问题众多的现实情况，印发《关于立即开展矿山矿渣及尾矿库（坝）全面排查的通知》，形成乡级实地勘查、县级审核复勘、市级汇总把关的市、县、乡三级联动排查机制，建立健全全市矿山矿渣及尾矿库（坝）台账，切实做到“一矿一策，一点一策”，确保治理取得实效。
此外，市级领导小组积极采取多种措施推动专项治理，下达整改通知、警示约谈、行政处罚等措施并举，扎实推进专项治理工作。各产生煤矸石的煤炭洗选企业是煤矸石污染整治的主体责任单位，各有关企业对检查中发现的问题实行清单式管理，发现一起，挂账一起;整改一起，销号一起，确保整治措施落实到位。各级环保部门对煤矸石污染整治强化监管责任，督促企业限期完成各项整改任务，落实各项管理制度，确保煤矸石污染防治落到实处。对随意倾倒煤矸石的环境违法行为，要严肃查处。对由其造成大气、水、土壤环境污染的，依法从重处罚。对涉嫌环境犯罪的，坚决移送公安机关。严厉查处堆放煤矸石违法占地行为。对煤矸石堆放情况进行拉网式排查，摸清底数，建立台账。所有煤矸石非法堆放点，要立即清理，对责任主体明确的，由相关企业负责清理;对责任主体不明确的，由各县（市、区）政府负责修复。通过有效的治理措施和整顿措施落实，确保矸石场生态恢复和治理取得成效，保证生态恢复和治理效果达标，促进矿区恢复正常生态，促进矿区人与环境和谐发展。
5 总结
煤矿矸石场对于周边的环境以及居民生活都会带来一定的影响，造成环境污染严重，生态破坏加剧，还会危及周边居民的安全和健康，对于煤矿矸石场的生态恢复和环境治理对于环境保护以及矿区发展乃至煤矿企业可持续发展等都具有重要意义，针对目前煤矿矸石场污染治理和生态恢复中存在的问题，要进一步提升重视度，积极完善治理方法，落实治理措施，加强整治和监督，切实提升矸石场的生态恢复和治理水平。
参考文献
[1]王楠，汪桂生，张震.高分遥感影像下的大通废弃煤矿区生态修复林淹水胁迫灾情信息提取[J].测绘通报，2018（07）：13-17+47.
[2]赵振雷.煤矿开采环境影响分析及污染防治措施——以黑岱沟露天煤矿为例[J].中国资源综合利用，2017，35（06）：76-78+90.
[3]潘佳，王社坤.论矿产开发生态补偿主体及其权利义务关系——基于山西省煤矿生态环境恢复补偿试点的分析[J].南京工业大学学报（社会科学版），2015，14（02）：33-39.
[4]李钰洁，张蓉蓉，李素清.山西左云县兴隆沟煤矿矸石山自然定居植物群落优势种种间关系研究[J].中国农学通报，2015，31（01）：10-16.
[5]李永红，何意平，康金栓，张新宇，李辉，滕宏泉，丁佳.陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施——以神府矿区郭家湾煤矿为例[J].中国煤炭地质，2014，26（04）：41-45+57.
[6]刘伟.浅谈新疆天山北坡煤炭开采引起地表沉陷的生态环境保护——以新疆玛纳斯涝坝湾煤矿为例[J].化工管理，2014（08）：276.
[7]白瑞娟，孫永章，孟令尧.浅谈煤矿矿区的生态恢复与治理方案设计——以宣东二号煤矿为例[J].安徽农业科学，2009，37（17）：8134-8136.
[8]陆研，张绍文.矿区生态恢复治理成本测算方法初探——以黑龙江省鸡西煤矿区滴道林场矸石山治理为例[J].草业科学，2009，26（02）：19-26.
收稿日期：2019-03-06
作者简介：温玉强（1990-），男，汉族，硕士研究生，助理工程师，研究方向为水文学及水资源。
通讯作者：王笑峰（1968-），男，博士，副教授，硕士研究生导师，研究方向为退化生态系统修复。
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