草原典型露天煤礦生態(tài)環(huán)境影響研究范文

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摘要：根據(jù)呼倫貝爾草原典型露天煤礦建設(shè)特點(diǎn)和內(nèi)容，結(jié)合較長服務(wù)年限內(nèi)的占地面積和區(qū)域生態(tài)環(huán)境特性，對露天煤礦開發(fā)對區(qū)域土壤資源、水資源、生物資源、農(nóng)田植被、土地利用和生物多樣性進(jìn)行多角度分析，明確指出礦山建設(shè)對各種生態(tài)要素的各種影響。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境；露天煤礦；農(nóng)業(yè)生態(tài)；礦山開發(fā)

引言

生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)[1-3]。煤礦的開發(fā)，一方面為國家和地區(qū)帶來經(jīng)濟(jì)效益等正面影響，另一方面則會破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境等帶來負(fù)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(yōu)點(diǎn)，但露天開采也有破壞環(huán)境大等缺點(diǎn)。準(zhǔn)確評估露天礦開發(fā)對周邊生態(tài)環(huán)境的影響，將為礦山生態(tài)環(huán)境重建提供重要依據(jù)[4-5]。本次研究對象為呼倫貝爾草原內(nèi)的某大型露天煤礦，該露天礦位于草原內(nèi)的農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)，生態(tài)環(huán)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(qū)基本情況

1.1地形地貌典型露天煤礦位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾市海拉爾區(qū)謝爾塔拉鎮(zhèn)境內(nèi)。礦田地勢較為平坦，區(qū)內(nèi)無河流和湖泊，南側(cè)有海拉爾河通過，海拔標(biāo)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(tài)環(huán)境概況礦田處于農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)生態(tài)功能區(qū)，生態(tài)環(huán)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(shè)內(nèi)容

2.1開拓方式1）煤炭資源賦存情況。本區(qū)共發(fā)育4個(gè)煤組6個(gè)煤層，露天礦設(shè)計(jì)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(shù)及采區(qū)劃分。露天礦設(shè)計(jì)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(diǎn)垂直到地表)，地表面積為22.28km2。全礦劃分為3個(gè)采區(qū)。一采區(qū)為首采區(qū)，選擇在露天礦的北側(cè)，沿北側(cè)境界向南地表寬度初期近1.3km，后期地表寬度可達(dá)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(qū)和三采區(qū)。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(jī)半連續(xù)工藝，用一部分的膠帶運(yùn)輸替代卡車運(yùn)輸，減少卡車數(shù)量及燃油消耗，有利于環(huán)境保護(hù)。剝離采用水平分層，由35m3單斗挖掘機(jī)采裝，220t卡車運(yùn)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(shí)需對地表的腐植土實(shí)行分采分運(yùn)，單獨(dú)堆放，以備復(fù)墾植被用。4）建設(shè)規(guī)模與服務(wù)年限，露天煤礦建設(shè)規(guī)模為7.0Mt/a，總服務(wù)年限51.0a，其中一采區(qū)21.3a，二采區(qū)12.3a，三采區(qū)17.4a。

2.2建設(shè)內(nèi)容露天煤礦建設(shè)內(nèi)容主要由采掘場（內(nèi)排后與內(nèi)排土場共用）、外排土場、工業(yè)場地、地面生產(chǎn)系統(tǒng)、地面防洪系統(tǒng)、地面運(yùn)輸系統(tǒng)、供排水、供電通訊系統(tǒng)等部分組成。

2.3建設(shè)時(shí)序本次研究時(shí)段為露天煤礦開工建設(shè)（建設(shè)期30個(gè)月）至達(dá)產(chǎn)第30年末，建設(shè)期建設(shè)內(nèi)容為采掘場、外排土場、表土堆場、地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)場地、地面運(yùn)輸系統(tǒng)、排水管路和供電線路。生產(chǎn)運(yùn)行期建設(shè)內(nèi)容為采掘場和內(nèi)排土場。

3工程占地

3.1占地面積至研究服務(wù)年限內(nèi)（開工～達(dá)產(chǎn)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(jù)研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖，按“土地利用現(xiàn)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(nóng)村道路和池塘水面6類，各地類面積見表2。

4生態(tài)環(huán)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(chǎn)建設(shè)過程中由于機(jī)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(zhì)交換，造成土壤有機(jī)質(zhì)含量的降低[6-8]。項(xiàng)目區(qū)采場因挖損由原有地貌類型變成堅(jiān)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(jìn)行熟化和培肥。它們的養(yǎng)分含量將有所上升，特別是有機(jī)質(zhì)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(fā)生較大的改變。2）對土壤侵蝕的影響。擬建露天礦的開發(fā)建設(shè)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(qū)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(xiàn)在增加了沙塵暴和揚(yáng)沙天數(shù)、對土地資源的破壞、破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境、對當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成影響。

4.2對水資源的影響1）對地表水環(huán)境的影響。露天礦建設(shè)期，大面積土地被損毀，施工現(xiàn)場將臨時(shí)生活幾百人，工作人員生產(chǎn)生活會產(chǎn)生一定量的污廢水。設(shè)計(jì)擬將其收集后作為施工生產(chǎn)用水、場區(qū)防塵灑水及綠化用水，不隨意外排。本礦建設(shè)周期較短，應(yīng)加強(qiáng)施工管理，避免污廢水無組織排放，對區(qū)域地表水環(huán)境的影響較小。隨著露天礦工業(yè)場地內(nèi)的污廢水及礦坑處理設(shè)施的建成完善，建設(shè)期后期污廢水即可進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)排放或復(fù)用，對區(qū)內(nèi)地表水環(huán)境的影響逐漸減少。生產(chǎn)運(yùn)行期，工業(yè)場地內(nèi)污廢水全部綜合利用不外排。露天礦坑底部將設(shè)置集水坑，雨水及部分地下水經(jīng)沉淀后由水泵外排至指定區(qū)域，對區(qū)域地表水環(huán)境影響很小。2）對地下水環(huán)境的影響。對第四系含水層的影響：區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)現(xiàn)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(lián)系較弱，只在局部地質(zhì)隆起形成天窗地段第四系直接覆蓋于第Ⅰ含水層之上，補(bǔ)給來源主要是接受大氣降雨的補(bǔ)給。露天礦開采對第四系地層不含水區(qū)無影響，對影響范圍內(nèi)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(qū)內(nèi)地下水原始徑流方向?yàn)橛蓶|向西，東部為補(bǔ)給區(qū)，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(biāo)高以下，低于周圍含水層水位，這將完全改變區(qū)內(nèi)地下水徑流，露天采場周圍影響范圍內(nèi)地下水均向采場滲透，表現(xiàn)為將加大東部區(qū)及北部有限邊界內(nèi)地下水向礦區(qū)的滲透補(bǔ)給，而南部及西部邊界由原始的排泄方向轉(zhuǎn)變?yōu)檠a(bǔ)給邊界，南部及西部區(qū)地下水向露天礦徑流排泄。隨著開采時(shí)間的延續(xù)，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(tài)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(shè)對植被的影響主要是施工過程中機(jī)械對地表開挖對植被的破壞。由于區(qū)內(nèi)植物種類均為廣布種和常見物種，露天礦建設(shè)不會產(chǎn)生某一植物種的消失問題。隨著露天礦的開發(fā)，其達(dá)產(chǎn)的第1年外排土場即形成固定臺階，外排土場即可開始復(fù)墾恢復(fù)植被。隨著采礦工程的推進(jìn)，將逐步實(shí)施外排土場其他臺階和內(nèi)排土場的復(fù)墾和植被恢復(fù)，礦區(qū)將由自然和人工復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng)逐漸取代原有的自然生態(tài)系統(tǒng)。2）疏干排水對植被的影響。該區(qū)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(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)查，在夏季天氣干旱一個(gè)多月后區(qū)內(nèi)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(guān)聯(lián)明顯，當(dāng)?shù)刂脖簧L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(jù)現(xiàn)場調(diào)查，區(qū)域內(nèi)野生動物種類較少，無大型野生哺乳動物分布，現(xiàn)狀的野生動物種類為常見的鳥類、嚙齒類及昆蟲，區(qū)域內(nèi)未見分布有國家級保護(hù)動物。在礦山開發(fā)過程中，人為活動的干擾，將對區(qū)域內(nèi)野生動物種群數(shù)量造成一定負(fù)面影響。

4.4對農(nóng)田植被的影響1）對當(dāng)?shù)鼗颈Ｗo(hù)農(nóng)田的影響。礦區(qū)內(nèi)沒有分布基本保護(hù)農(nóng)田，但礦區(qū)外北部1km外分布基本保護(hù)農(nóng)田。基本保護(hù)農(nóng)田內(nèi)種植的農(nóng)作物為油菜、大豆，為旱地。根據(jù)油菜和大豆等旱地農(nóng)作物的生長特性，該類農(nóng)作物根系多分布在地下60cm以上的土壤中，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，其生長所需水分主要依靠大氣降水。同時(shí)結(jié)合區(qū)內(nèi)地下水賦存情況，本區(qū)地下水水位較低，大部分第四系地層不含水，且基本保護(hù)農(nóng)田區(qū)域距離礦區(qū)開采邊界較遠(yuǎn)，最近為1km，因此，露天礦開采導(dǎo)致的地下水疏干不會對礦區(qū)周邊的基本保護(hù)農(nóng)田造成影響。另一方面，礦區(qū)的開發(fā)，將產(chǎn)生大量粉塵，粉塵經(jīng)自然風(fēng)吹落在區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物及植被葉面上，將影響植物產(chǎn)生光合作用，不利于植物群落的生長。但由于基本保護(hù)農(nóng)田區(qū)域位于礦區(qū)開采邊界1km外，能飄落到該區(qū)域的粉塵少之又少，因此露天礦開采對鄰近的基本保護(hù)農(nóng)田影響較為輕微。采取的措施為對露天礦開采區(qū)域即時(shí)按要求灑水，防止大量粉塵吹落至開采區(qū)域外。2）對當(dāng)?shù)匾话戕r(nóng)田植被的影響。區(qū)內(nèi)植被類型均以小麥+油菜+大豆的旱地為主，為一般農(nóng)田，沒有基本農(nóng)田的分布。在研究服務(wù)期內(nèi)，項(xiàng)目建設(shè)及露天礦開采損毀旱地總計(jì)1486.21hm2，隨著內(nèi)排土場的逐步復(fù)墾，被損毀的旱地逐漸得到恢復(fù)，至研究服務(wù)期末，共復(fù)墾旱地1142.74hm2，復(fù)墾后的旱地質(zhì)量保證能夠達(dá)到損毀前的旱地質(zhì)量。研究服務(wù)期末，采掘場面積為387.72hm2，隨著采掘的推進(jìn)和內(nèi)排土場的形成，研究服務(wù)期末的采掘場會逐步復(fù)墾為旱地及附屬的農(nóng)田防風(fēng)林，復(fù)墾責(zé)任范圍內(nèi)損毀的旱地會得到等質(zhì)等量的復(fù)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(gè)露天礦生產(chǎn)建設(shè)期間，需對4個(gè)村莊進(jìn)行搬遷。居民集中搬遷至礦區(qū)周邊，并通過組建露天礦服務(wù)隊(duì)、進(jìn)城從事二、三產(chǎn)業(yè)等方式幫助居民實(shí)現(xiàn)就業(yè)。居民的搬遷，將改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，并搬離目前的居住地，由于生產(chǎn)方式、居住環(huán)境會有改變，居民原先比較安穩(wěn)的生活將受到一定影響。但隨著時(shí)間的推移，搬遷居民對新居住地環(huán)境適應(yīng)后，居民經(jīng)濟(jì)收入、生活質(zhì)量將得到一定提高。2）對土地利用結(jié)構(gòu)及功能的影響。區(qū)內(nèi)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(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在研究服務(wù)年限內(nèi)，發(fā)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(nóng)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(fù)墾形成的其他草地。因此，露天礦的建設(shè)將對土地利用格局帶來變化，破壞原有土地利用結(jié)構(gòu)和功能。3）對地表形態(tài)的影響。隨著露天礦的開發(fā)建設(shè)，區(qū)內(nèi)逐漸形成面積較大且逐步向前推進(jìn)的采坑和東西兩處人為建設(shè)的外排土場，隨著露天開發(fā)的進(jìn)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(qū)域的地表形態(tài)。4）對生物多樣性的影響。露天礦開發(fā)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(fù)墾工作的逐步開展，施工擾動區(qū)植被將得到恢復(fù)。根據(jù)調(diào)查，區(qū)內(nèi)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(fā)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(dǎo)致動物群落的組成和數(shù)量發(fā)生改變。但隨著生態(tài)重建工程的實(shí)施，區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境將得到改善，動物群落的組成和數(shù)量也會得到一定恢復(fù)。綜上，露天礦生態(tài)恢復(fù)工程的實(shí)施和建設(shè)，將提高區(qū)域內(nèi)植被覆蓋度和增加植物種類，區(qū)域生態(tài)環(huán)境將逐步改善，對區(qū)域內(nèi)生物多樣性的影響是短暫的。

5結(jié)語

根據(jù)露天煤礦的建設(shè)內(nèi)容和擾動土地面積，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)自然環(huán)境特點(diǎn)，多方面分析礦山開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，既能夠準(zhǔn)確評估礦山開發(fā)的負(fù)面影響，又能為下一步減緩負(fù)面影響提供方向性指導(dǎo)。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(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)特性，類似露天煤礦建設(shè)時(shí)，可參考文中的內(nèi)容和方法等進(jìn)行綜合分析，但應(yīng)注意各個(gè)露天礦建設(shè)特點(diǎn)和露天礦所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)。

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作者：王衛(wèi)衛(wèi) 單位：中煤科工集團(tuán)沈陽設(shè)計(jì)研究院有限公司