草原典型露天煤礦生態環境影響研究范文

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摘要：根據呼倫貝爾草原典型露天煤礦建設特點和內容，結合較長服務年限內的占地面積和區域生態環境特性，對露天煤礦開發對區域土壤資源、水資源、生物資源、農田植被、土地利用和生物多樣性進行多角度分析，明確指出礦山建設對各種生態要素的各種影響。

關鍵詞：生態環境；露天煤礦；農業生態；礦山開發

引言

生態環境是人類生存和發展的基本條件，是經濟和社會發展的基礎[1-3]。煤礦的開發，一方面為國家和地區帶來經濟效益等正面影響，另一方面則會破壞區域生態環境等帶來負面影響。煤礦開采分為露天開采和地下開采，露天開采具有資源回收率高等優點，但露天開采也有破壞環境大等缺點。準確評估露天礦開發對周邊生態環境的影響，將為礦山生態環境重建提供重要依據[4-5]。本次研究對象為呼倫貝爾草原內的某大型露天煤礦，該露天礦位于草原內的農業生態區，生態環境狀況一般，植被覆蓋度中等，生物多樣性水平一般，具有一定的典型性。

1研究區基本情況

1.1地形地貌典型露天煤礦位于內蒙古呼倫貝爾市海拉爾區謝爾塔拉鎮境內。礦田地勢較為平坦，區內無河流和湖泊，南側有海拉爾河通過，海拔標高在630～660m，地貌為剝蝕低山丘陵和呼倫貝爾高平原。

1.2生態環境概況礦田處于農牧業生產生態功能區，生態環境狀況處于一般水平，植被覆蓋度中等，生物多樣性水平一般。

2露天煤礦建設內容

2.1開拓方式1）煤炭資源賦存情況。本區共發育4個煤組6個煤層，露天礦設計開采煤層5層，2#和3#煤為大部分可采煤層；1#、2#和5#煤層為局部可采煤層。2）露天采場開采參數及采區劃分。露天礦設計地表開采境界為東西長6.90km，南北寬3.30km，最大開采深度為212m（5#煤底板最低點垂直到地表)，地表面積為22.28km2。全礦劃分為3個采區。一采區為首采區，選擇在露天礦的北側，沿北側境界向南地表寬度初期近1.3km，后期地表寬度可達到1.8km，采場工作幫坡角10°，端幫坡角24°。然后按順序開采二采區和三采區。3）開采工藝流程。剝離開采工藝為單斗-卡車工藝，采煤工藝為單斗-卡車-半移動破碎站-帶式輸送機半連續工藝，用一部分的膠帶運輸替代卡車運輸，減少卡車數量及燃油消耗，有利于環境保護。剝離采用水平分層，由35m3單斗挖掘機采裝，220t卡車運輸，端工作面采掘平裝車。上部純剝離臺階高度14m，煤巖混合臺階高度12m。剝離時需對地表的腐植土實行分采分運，單獨堆放，以備復墾植被用。4）建設規模與服務年限，露天煤礦建設規模為7.0Mt/a，總服務年限51.0a，其中一采區21.3a，二采區12.3a，三采區17.4a。

2.2建設內容露天煤礦建設內容主要由采掘場（內排后與內排土場共用）、外排土場、工業場地、地面生產系統、地面防洪系統、地面運輸系統、供排水、供電通訊系統等部分組成。

2.3建設時序本次研究時段為露天煤礦開工建設（建設期30個月）至達產第30年末，建設期建設內容為采掘場、外排土場、表土堆場、地面生產系統、工業場地、地面運輸系統、排水管路和供電線路。生產運行期建設內容為采掘場和內排土場。

3工程占地

3.1占地面積至研究服務年限內（開工～達產第30年末），露天礦共需占地1940.98hm2，露天礦占地面積表見表1。

3.2占地類型根據研究區土地利用現狀圖，按“土地利用現狀分類”，將占地按土地利用類型劃分為旱地、有林地、天然牧草地、村莊、農村道路和池塘水面6類，各地類面積見表2。

4生態環境影響

4.1對土壤資源的影響1）對土壤理化性狀的影響。礦山生產建設過程中由于機械挖損等施工破壞，阻斷了林草殘落物的積累、影響了生物對灰分元素的吸收與富集，阻斷了生物與土壤間的物質交換，造成土壤有機質含量的降低[6-8]。項目區采場因挖損由原有地貌類型變成堅硬的裸巖，其透水透氣性很差；而排棄的巖石粒徑較大，集中排棄后，形成的間隙比較大。對于本露天礦剝離的表土，采用分層剝離和分層存放的方法將剝離的土壤存放于表土堆放場，在存放的過程中，對這些土壤進行熟化和培肥。它們的養分含量將有所上升，特別是有機質含量，由于礦山開采對存放土壤的污染較小，土壤的重金屬含量將不會發生較大的改變。2）對土壤侵蝕的影響。擬建露天礦的開發建設過程中，大量的土地被征占和使用，大量的棄土、棄渣和開挖活動不僅改變了原有地貌，而且加重了露天礦區的土壤侵蝕，對周邊居民及草場造成了潛在威脅。其危害表現在增加了沙塵暴和揚沙天數、對土地資源的破壞、破壞區域生態環境、對當地農牧業生產造成影響。

4.2對水資源的影響1）對地表水環境的影響。露天礦建設期，大面積土地被損毀，施工現場將臨時生活幾百人，工作人員生產生活會產生一定量的污廢水。設計擬將其收集后作為施工生產用水、場區防塵灑水及綠化用水，不隨意外排。本礦建設周期較短，應加強施工管理，避免污廢水無組織排放，對區域地表水環境的影響較小。隨著露天礦工業場地內的污廢水及礦坑處理設施的建成完善，建設期后期污廢水即可進行處理，達標排放或復用，對區內地表水環境的影響逐漸減少。生產運行期，工業場地內污廢水全部綜合利用不外排。露天礦坑底部將設置集水坑，雨水及部分地下水經沉淀后由水泵外排至指定區域，對區域地表水環境影響很小。2）對地下水環境的影響。對第四系含水層的影響：區內大部分地區現狀地下水水位低于第四系含水層底板，大部分第四系地層不含水。第四系潛水含水層與下部煤系含水層之間水力聯系較弱，只在局部地質隆起形成天窗地段第四系直接覆蓋于第Ⅰ含水層之上，補給來源主要是接受大氣降雨的補給。露天礦開采對第四系地層不含水區無影響，對影響范圍內第四系含水地層影響較大。對裂隙-孔隙含水層組的影響：由于區內地下水原始徑流方向為由東向西，東部為補給區，煤礦開采形成露天礦后，露天礦邊幫的地下水水位大幅下降至坑底標高以下，低于周圍含水層水位，這將完全改變區內地下水徑流，露天采場周圍影響范圍內地下水均向采場滲透，表現為將加大東部區及北部有限邊界內地下水向礦區的滲透補給，而南部及西部邊界由原始的排泄方向轉變為補給邊界，南部及西部區地下水向露天礦徑流排泄。隨著開采時間的延續，將形成以露天礦為中心的地下水降落漏斗，形成新的地下水動態平衡[9]。

4.3對生物資源的影響4.3.1對草原植被的影響1）地表開挖對植被的影響。露天煤礦建設對植被的影響主要是施工過程中機械對地表開挖對植被的破壞。由于區內植物種類均為廣布種和常見物種，露天礦建設不會產生某一植物種的消失問題。隨著露天礦的開發，其達產的第1年外排土場即形成固定臺階，外排土場即可開始復墾恢復植被。隨著采礦工程的推進，將逐步實施外排土場其他臺階和內排土場的復墾和植被恢復，礦區將由自然和人工復合的生態系統逐漸取代原有的自然生態系統。2）疏干排水對植被的影響。該區分布的植被類型主要有貝爾加針茅草原，羊草草原等。植物根系多分布在地下50cm以上的土壤中，其生長所需水分主要依靠大氣降水，根據當地調查，在夏季天氣干旱一個多月后區內草地就會逐漸枯黃，而下雨后就可得到緩解，植被生長情況與近期雨量是否充沛關聯明顯，當地植被生長水源主要靠大氣降水和包氣帶含水，露天礦開采對侏羅系含水層的影響不會改變境界外既有植被的生長。4.3.2對野生動物的影響根據現場調查，區域內野生動物種類較少，無大型野生哺乳動物分布，現狀的野生動物種類為常見的鳥類、嚙齒類及昆蟲，區域內未見分布有國家級保護動物。在礦山開發過程中，人為活動的干擾，將對區域內野生動物種群數量造成一定負面影響。

4.4對農田植被的影響1）對當地基本保護農田的影響。礦區內沒有分布基本保護農田，但礦區外北部1km外分布基本保護農田。基本保護農田內種植的農作物為油菜、大豆，為旱地。根據油菜和大豆等旱地農作物的生長特性，該類農作物根系多分布在地下60cm以上的土壤中，根據現場調查，其生長所需水分主要依靠大氣降水。同時結合區內地下水賦存情況，本區地下水水位較低，大部分第四系地層不含水，且基本保護農田區域距離礦區開采邊界較遠，最近為1km，因此，露天礦開采導致的地下水疏干不會對礦區周邊的基本保護農田造成影響。另一方面，礦區的開發，將產生大量粉塵，粉塵經自然風吹落在區域內的農作物及植被葉面上，將影響植物產生光合作用，不利于植物群落的生長。但由于基本保護農田區域位于礦區開采邊界1km外，能飄落到該區域的粉塵少之又少，因此露天礦開采對鄰近的基本保護農田影響較為輕微。采取的措施為對露天礦開采區域即時按要求灑水，防止大量粉塵吹落至開采區域外。2）對當地一般農田植被的影響。區內植被類型均以小麥+油菜+大豆的旱地為主，為一般農田，沒有基本農田的分布。在研究服務期內，項目建設及露天礦開采損毀旱地總計1486.21hm2，隨著內排土場的逐步復墾，被損毀的旱地逐漸得到恢復，至研究服務期末，共復墾旱地1142.74hm2，復墾后的旱地質量保證能夠達到損毀前的旱地質量。研究服務期末，采掘場面積為387.72hm2，隨著采掘的推進和內排土場的形成，研究服務期末的采掘場會逐步復墾為旱地及附屬的農田防風林，復墾責任范圍內損毀的旱地會得到等質等量的復墾。

4.5對土地利用及生物多樣性的影響1）對遷村移民的影響。在整個露天礦生產建設期間，需對4個村莊進行搬遷。居民集中搬遷至礦區周邊，并通過組建露天礦服務隊、進城從事二、三產業等方式幫助居民實現就業。居民的搬遷，將改變現有的生產方式，并搬離目前的居住地，由于生產方式、居住環境會有改變，居民原先比較安穩的生活將受到一定影響。但隨著時間的推移，搬遷居民對新居住地環境適應后，居民經濟收入、生活質量將得到一定提高。2）對土地利用結構及功能的影響。區內土地利用類型主要為旱地、天然牧草地、有林地等地類，煤礦的開采，將使土地利用結構發生變化。在研究服務年限內，發生變化的緣由土地利用類型為旱地、有林地、天然牧草地、村莊、農村道路和坑塘水面，新增加土地利用類型為采礦用地和人工復墾形成的其他草地。因此，露天礦的建設將對土地利用格局帶來變化，破壞原有土地利用結構和功能。3）對地表形態的影響。隨著露天礦的開發建設，區內逐漸形成面積較大且逐步向前推進的采坑和東西兩處人為建設的外排土場，隨著露天開發的進行，排棄面積和排棄高度將逐漸增大，形成新的人工堆墊地貌，從而改變了原區域的地表形態。4）對生物多樣性的影響。露天礦開發過程中，場地開挖及棄土棄渣將會破壞原有自然植被，但隨著復墾工作的逐步開展，施工擾動區植被將得到恢復。根據調查，區內野生動物種類較少，主要分布野生動物為常見的鳥類、嚙齒類及昆蟲等，未分布大型野生哺乳動物。由于礦山開發將大面積破壞原有自然植被，勢必將會對野生動物的生存與繁殖帶來不利影響，將導致動物群落的組成和數量發生改變。但隨著生態重建工程的實施，區內生態環境將得到改善，動物群落的組成和數量也會得到一定恢復。綜上，露天礦生態恢復工程的實施和建設，將提高區域內植被覆蓋度和增加植物種類，區域生態環境將逐步改善，對區域內生物多樣性的影響是短暫的。

5結語

根據露天煤礦的建設內容和擾動土地面積，結合項目區自然環境特點，多方面分析礦山開發建設對生態環境的影響，既能夠準確評估礦山開發的負面影響，又能為下一步減緩負面影響提供方向性指導。本研究僅針對呼倫貝爾草原的典型大型露天煤礦，具有草原區農業生態特性，類似露天煤礦建設時，可參考文中的內容和方法等進行綜合分析，但應注意各個露天礦建設特點和露天礦所在區域的生態環境特點。

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作者：王衛衛 單位：中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司