草原典型露天煤矿生态环境影响研究范文

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摘要：根据呼伦贝尔草原典型露天煤矿建设特点和内容，结合较长服务年限内的占地面积和区域生态环境特性，对露天煤矿开发对区域土壤资源、水资源、生物资源、农田植被、土地利用和生物多样性进行多角度分析，明确指出矿山建设对各种生态要素的各种影响。

关键词：生态环境；露天煤矿；农业生态；矿山开发

引言

生态环境是人类生存和发展的基本条件，是经济和社会发展的基础[1-3]。煤矿的开发，一方面为国家和地区带来经济效益等正面影响，另一方面则会破坏区域生态环境等带来负面影响。煤矿开采分为露天开采和地下开采，露天开采具有资源回收率高等优点，但露天开采也有破坏环境大等缺点。准确评估露天矿开发对周边生态环境的影响，将为矿山生态环境重建提供重要依据[4-5]。本次研究对象为呼伦贝尔草原内的某大型露天煤矿，该露天矿位于草原内的农业生态区，生态环境状况一般，植被覆盖度中等，生物多样性水平一般，具有一定的典型性。

1研究区基本情况

1.1地形地貌典型露天煤矿位于内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区谢尔塔拉镇境内。矿田地势较为平坦，区内无河流和湖泊，南侧有海拉尔河通过，海拔标高在630～660m，地貌为剥蚀低山丘陵和呼伦贝尔高平原。

1.2生态环境概况矿田处于农牧业生产生态功能区，生态环境状况处于一般水平，植被覆盖度中等，生物多样性水平一般。

2露天煤矿建设内容

2.1开拓方式1）煤炭资源赋存情况。本区共发育4个煤组6个煤层，露天矿设计开采煤层5层，2#和3#煤为大部分可采煤层；1#、2#和5#煤层为局部可采煤层。2）露天采场开采参数及采区划分。露天矿设计地表开采境界为东西长6.90km，南北宽3.30km，最大开采深度为212m（5#煤底板最低点垂直到地表)，地表面积为22.28km2。全矿划分为3个采区。一采区为首采区，选择在露天矿的北侧，沿北侧境界向南地表宽度初期近1.3km，后期地表宽度可达到1.8km，采场工作帮坡角10°，端帮坡角24°。然后按顺序开采二采区和三采区。3）开采工艺流程。剥离开采工艺为单斗-卡车工艺，采煤工艺为单斗-卡车-半移动破碎站-带式输送机半连续工艺，用一部分的胶带运输替代卡车运输，减少卡车数量及燃油消耗，有利于环境保护。剥离采用水平分层，由35m3单斗挖掘机采装，220t卡车运输，端工作面采掘平装车。上部纯剥离台阶高度14m，煤岩混合台阶高度12m。剥离时需对地表的腐植土实行分采分运，单独堆放，以备复垦植被用。4）建设规模与服务年限，露天煤矿建设规模为7.0Mt/a，总服务年限51.0a，其中一采区21.3a，二采区12.3a，三采区17.4a。

2.2建设内容露天煤矿建设内容主要由采掘场（内排后与内排土场共用）、外排土场、工业场地、地面生产系统、地面防洪系统、地面运输系统、供排水、供电通讯系统等部分组成。

2.3建设时序本次研究时段为露天煤矿开工建设（建设期30个月）至达产第30年末，建设期建设内容为采掘场、外排土场、表土堆场、地面生产系统、工业场地、地面运输系统、排水管路和供电线路。生产运行期建设内容为采掘场和内排土场。

3工程占地

3.1占地面积至研究服务年限内（开工～达产第30年末），露天矿共需占地1940.98hm2，露天矿占地面积表见表1。

3.2占地类型根据研究区土地利用现状图，按“土地利用现状分类”，将占地按土地利用类型划分为旱地、有林地、天然牧草地、村庄、农村道路和池塘水面6类，各地类面积见表2。

4生态环境影响

4.1对土壤资源的影响1）对土壤理化性状的影响。矿山生产建设过程中由于机械挖损等施工破坏，阻断了林草残落物的积累、影响了生物对灰分元素的吸收与富集，阻断了生物与土壤间的物质交换，造成土壤有机质含量的降低[6-8]。项目区采场因挖损由原有地貌类型变成坚硬的裸岩，其透水透气性很差；而排弃的岩石粒径较大，集中排弃后，形成的间隙比较大。对于本露天矿剥离的表土，采用分层剥离和分层存放的方法将剥离的土壤存放于表土堆放场，在存放的过程中，对这些土壤进行熟化和培肥。它们的养分含量将有所上升，特别是有机质含量，由于矿山开采对存放土壤的污染较小，土壤的重金属含量将不会发生较大的改变。2）对土壤侵蚀的影响。拟建露天矿的开发建设过程中，大量的土地被征占和使用，大量的弃土、弃渣和开挖活动不仅改变了原有地貌，而且加重了露天矿区的土壤侵蚀，对周边居民及草场造成了潜在威胁。其危害表现在增加了沙尘暴和扬沙天数、对土地资源的破坏、破坏区域生态环境、对当地农牧业生产造成影响。

4.2对水资源的影响1）对地表水环境的影响。露天矿建设期，大面积土地被损毁，施工现场将临时生活几百人，工作人员生产生活会产生一定量的污废水。设计拟将其收集后作为施工生产用水、场区防尘洒水及绿化用水，不随意外排。本矿建设周期较短，应加强施工管理，避免污废水无组织排放，对区域地表水环境的影响较小。随着露天矿工业场地内的污废水及矿坑处理设施的建成完善，建设期后期污废水即可进行处理，达标排放或复用，对区内地表水环境的影响逐渐减少。生产运行期，工业场地内污废水全部综合利用不外排。露天矿坑底部将设置集水坑，雨水及部分地下水经沉淀后由水泵外排至指定区域，对区域地表水环境影响很小。2）对地下水环境的影响。对第四系含水层的影响：区内大部分地区现状地下水水位低于第四系含水层底板，大部分第四系地层不含水。第四系潜水含水层与下部煤系含水层之间水力联系较弱，只在局部地质隆起形成天窗地段第四系直接覆盖于第Ⅰ含水层之上，补给来源主要是接受大气降雨的补给。露天矿开采对第四系地层不含水区无影响，对影响范围内第四系含水地层影响较大。对裂隙-孔隙含水层组的影响：由于区内地下水原始径流方向为由东向西，东部为补给区，煤矿开采形成露天矿后，露天矿边帮的地下水水位大幅下降至坑底标高以下，低于周围含水层水位，这将完全改变区内地下水径流，露天采场周围影响范围内地下水均向采场渗透，表现为将加大东部区及北部有限边界内地下水向矿区的渗透补给，而南部及西部边界由原始的排泄方向转变为补给边界，南部及西部区地下水向露天矿径流排泄。随着开采时间的延续，将形成以露天矿为中心的地下水降落漏斗，形成新的地下水动态平衡[9]。

4.3对生物资源的影响4.3.1对草原植被的影响1）地表开挖对植被的影响。露天煤矿建设对植被的影响主要是施工过程中机械对地表开挖对植被的破坏。由于区内植物种类均为广布种和常见物种，露天矿建设不会产生某一植物种的消失问题。随着露天矿的开发，其达产的第1年外排土场即形成固定台阶，外排土场即可开始复垦恢复植被。随着采矿工程的推进，将逐步实施外排土场其他台阶和内排土场的复垦和植被恢复，矿区将由自然和人工复合的生态系统逐渐取代原有的自然生态系统。2）疏干排水对植被的影响。该区分布的植被类型主要有贝尔加针茅草原，羊草草原等。植物根系多分布在地下50cm以上的土壤中，其生长所需水分主要依靠大气降水，根据当地调查，在夏季天气干旱一个多月后区内草地就会逐渐枯黄，而下雨后就可得到缓解，植被生长情况与近期雨量是否充沛关联明显，当地植被生长水源主要靠大气降水和包气带含水，露天矿开采对侏罗系含水层的影响不会改变境界外既有植被的生长。4.3.2对野生动物的影响根据现场调查，区域内野生动物种类较少，无大型野生哺乳动物分布，现状的野生动物种类为常见的鸟类、啮齿类及昆虫，区域内未见分布有国家级保护动物。在矿山开发过程中，人为活动的干扰，将对区域内野生动物种群数量造成一定负面影响。

4.4对农田植被的影响1）对当地基本保护农田的影响。矿区内没有分布基本保护农田，但矿区外北部1km外分布基本保护农田。基本保护农田内种植的农作物为油菜、大豆，为旱地。根据油菜和大豆等旱地农作物的生长特性，该类农作物根系多分布在地下60cm以上的土壤中，根据现场调查，其生长所需水分主要依靠大气降水。同时结合区内地下水赋存情况，本区地下水水位较低，大部分第四系地层不含水，且基本保护农田区域距离矿区开采边界较远，最近为1km，因此，露天矿开采导致的地下水疏干不会对矿区周边的基本保护农田造成影响。另一方面，矿区的开发，将产生大量粉尘，粉尘经自然风吹落在区域内的农作物及植被叶面上，将影响植物产生光合作用，不利于植物群落的生长。但由于基本保护农田区域位于矿区开采边界1km外，能飘落到该区域的粉尘少之又少，因此露天矿开采对邻近的基本保护农田影响较为轻微。采取的措施为对露天矿开采区域即时按要求洒水，防止大量粉尘吹落至开采区域外。2）对当地一般农田植被的影响。区内植被类型均以小麦+油菜+大豆的旱地为主，为一般农田，没有基本农田的分布。在研究服务期内，项目建设及露天矿开采损毁旱地总计1486.21hm2，随着内排土场的逐步复垦，被损毁的旱地逐渐得到恢复，至研究服务期末，共复垦旱地1142.74hm2，复垦后的旱地质量保证能够达到损毁前的旱地质量。研究服务期末，采掘场面积为387.72hm2，随着采掘的推进和内排土场的形成，研究服务期末的采掘场会逐步复垦为旱地及附属的农田防风林，复垦责任范围内损毁的旱地会得到等质等量的复垦。

4.5对土地利用及生物多样性的影响1）对迁村移民的影响。在整个露天矿生产建设期间，需对4个村庄进行搬迁。居民集中搬迁至矿区周边，并通过组建露天矿服务队、进城从事二、三产业等方式帮助居民实现就业。居民的搬迁，将改变现有的生产方式，并搬离目前的居住地，由于生产方式、居住环境会有改变，居民原先比较安稳的生活将受到一定影响。但随着时间的推移，搬迁居民对新居住地环境适应后，居民经济收入、生活质量将得到一定提高。2）对土地利用结构及功能的影响。区内土地利用类型主要为旱地、天然牧草地、有林地等地类，煤矿的开采，将使土地利用结构发生变化。在研究服务年限内，发生变化的缘由土地利用类型为旱地、有林地、天然牧草地、村庄、农村道路和坑塘水面，新增加土地利用类型为采矿用地和人工复垦形成的其他草地。因此，露天矿的建设将对土地利用格局带来变化，破坏原有土地利用结构和功能。3）对地表形态的影响。随着露天矿的开发建设，区内逐渐形成面积较大且逐步向前推进的采坑和东西两处人为建设的外排土场，随着露天开发的进行，排弃面积和排弃高度将逐渐增大，形成新的人工堆垫地貌，从而改变了原区域的地表形态。4）对生物多样性的影响。露天矿开发过程中，场地开挖及弃土弃渣将会破坏原有自然植被，但随着复垦工作的逐步开展，施工扰动区植被将得到恢复。根据调查，区内野生动物种类较少，主要分布野生动物为常见的鸟类、啮齿类及昆虫等，未分布大型野生哺乳动物。由于矿山开发将大面积破坏原有自然植被，势必将会对野生动物的生存与繁殖带来不利影响，将导致动物群落的组成和数量发生改变。但随着生态重建工程的实施，区内生态环境将得到改善，动物群落的组成和数量也会得到一定恢复。综上，露天矿生态恢复工程的实施和建设，将提高区域内植被覆盖度和增加植物种类，区域生态环境将逐步改善，对区域内生物多样性的影响是短暂的。

5结语

根据露天煤矿的建设内容和扰动土地面积，结合项目区自然环境特点，多方面分析矿山开发建设对生态环境的影响，既能够准确评估矿山开发的负面影响，又能为下一步减缓负面影响提供方向性指导。本研究仅针对呼伦贝尔草原的典型大型露天煤矿，具有草原区农业生态特性，类似露天煤矿建设时，可参考文中的内容和方法等进行综合分析，但应注意各个露天矿建设特点和露天矿所在区域的生态环境特点。

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作者：王卫卫 单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司