煤矿区土地生态环境损害的综合治理技术

2004年度国家科学技术进步奖二等奖。 2100433B

主要完成人：胡振琪、郭达志、姜光杰、徐雪林、龚乃勤、张吉瑞、王安民、吴 侃、盛业华、单卫东

主要完成单位：中国矿业大学（北京校区）、中国矿业大学、平顶山煤业（集团）有限责任公司、国土资源部土地整理中心、皖北煤电集团有限责任公司、徐州贾汪区国土资源局、潞安矿业（集团）有限责任公司

本书从技术层面系统地介绍了煤矿区三废治理技术及循环经济发展模式。全书共分成两篇：上篇是末端治理技术，包括煤矿区废水（矿井水、生活污水、洗煤废水）来源及处理技术，煤矿区固体废物（煤矸石、粉煤灰、生活垃圾、煤泥）来源及处理、处置技术，煤矿区废气（瓦斯气、粉尘、烟气）来源及治理技术，及煤矿区生态治理与修复技术等内容；下篇为清洁生产及循环经济，包括煤炭开采、加工及利用过程中的清洁生产技术和煤矿区循环经济发展模式、实例等。

本书可供环境科学与工程、能源工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校相关专业师生参阅。

煤炭开采对生态的影响主要有两个方面:①是煤矿生产排污对生态环境的影响，主要表现为废气、废水、废渣排放对生态的影响，即污染生态影响;②是煤炭开采引起的地表沉陷对生态环境的直接破坏，即非污染生态影响。地表沉陷是地下采动破坏发育到地表的一种表现形式。在沉陷过程中，地表高度、坡度、水平位置发生变化。因此，对位于沉陷影响范围内的地下水、土地、植被、建(构)筑物等都将受到不同程度的影响。

(1)开采沉陷对土地资源的影响

采煤沉陷使地表变形，形成地表移动盆地，产生地裂缝和塌陷坑，破坏了原有的地表形态。地表坡度的变化，使原有的径流发生改变，坡度大径流量大，引起的水土流失和土壤侵蚀也越严重。地表裂缝的产生，地表水与地下水向深部渗漏，使潜水位下降，导致土壤湿度减小，土地变得更加干燥。同时，土壤中的营养元素也会随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地，造成许多地

方土壤养分短缺，土地承载力下降。另外，当沉陷深度超过该区地表潜水位时，土地受淹而常年积水，处于沉陷边坡区域的土地，易发生盐渍化，造成土地质量退化。

(2)开采沉陷对植物的影响

地表大面积塌陷，影响植物的生长发育，甚至造成绿色植物的大幅度的减少。土地塌陷对植物的影响情况与矿区的地形、地貌、地质、区域气候、地下潜水位高低等自然要素和采矿条件有关，可按地形、地貌和潜水位高低大致划分为4个影响区类:

a.高潜水位的平原矿区。通常高潜水位平原矿区地面沉陷后，地表会出现积水。位于常年积水区的土地不能耕种，绿色植物大幅度减少;位于季节性积水的土地会减少种植茬数或造成严重减产。

b.低潜水位的平原矿区。在潜水位较低的平原矿区，由于开采沉陷使地势变低和抬高潜水位，一方面在雨季很容易出现洪涝，使土地沼泽化;另一方面，在旱季潜水蒸发变得强烈，地下水易于携带盐分上升到地表，使土地盐碱化。土地出现沼泽化和盐碱化，使作物生长明显受到抑制，在一些重盐碱土上甚至寸草不生。在草原地带，由于潜水位上升影响牧草的生长发育，积水区会变成沼泽地，使牧草绝产。

c.丘陵矿区。在丘陵地区，当地下开采使地表上凸部分下沉时，将减小地面凸凹不平的程度，有利于植物生长;当地下开采使地表下凹部分下沉时，将增大地面的凸凹不平的程度，不利于植物生长;另外，在干旱的丘陵地区，如果地下开采引起地表裂缝发育，将使地表水易于流失，土壤变得更为干燥，亦会影响植物的生长。

d.山区矿区。在山区，开采沉陷对植物的影响情况主要与区域气候和地质条件有关。一般情况下，山区开采沉陷对植物影响不大。但在某些干旱的山区，由于开采沉陷引起的地表裂缝、台阶、塌陷坑、滑坡等破坏形式，地表水流失严重，土壤微气候变得更为干燥，土地更容易被风、水等侵蚀，也严重影响植物生长，造成农作物减产。

(3)开采沉陷对水资源的影响

一方面由于开采沉陷，地表出现下沉、裂缝、塌陷坑等破坏形式，这些破坏在一定程度上改变了地面降水的径流与汇水条件，使地表水通过裂缝渗入地下，引起河流水系的流量减少，严重时地表水系甚至出现断流现象;另一方面沉陷过程中，煤系上覆岩层受到破坏，岩层裂隙增多，煤系上覆岩层的含水层在水位和流向上受到干扰，地下水沿着发育的裂隙加速向采空区或深部岩体渗漏，使水位降低，严重时导致地下水疏干，井泉干涸。由于水源的破坏，直接影响到矿区工农业生产用水和居民生活用水。

(4)开采沉陷对地表建(构)筑物的影响

沉陷对地表建(构)筑物的影响，一般有以下几种情况:

a.地表大面积、平缓、均匀的下沉和水平移动，一般对建筑物影响不大，但当下沉量很大而地下潜水位又很高时，由于沉陷后盆地积水很深，排水困难，将使建筑物长期浸泡在水中而导致破坏;

b.地表倾斜使采动影响范围内的建(构)筑物产生歪斜，会使管道、公路和铁路的坡度改变。道路坡度的变化使车辆的运行阻力增大或减小，以致交通事故增加;

c.地表曲率变化破坏建筑物基础;

d.水平变形使建筑物表面产生裂缝，使地下管道被拉断，公路路面开裂，铁路的轨距和轨缝等发生变化。

除以上影响之外，开采沉陷有可能对野生动物也产生一定影响。这是因为野生动物的生长繁殖要有适宜的环境条件，由于开采沉陷使矿区的自然景观发生剧变，影响绿色植物的生长发育，改变了动物的栖息环境，因而，使一些野生动物由于不适应环境的变化或由于缺少食物而死亡或迁移。一般说来，开采沉陷会导致矿区原有野生动物的种群和数量下降。2100433B

中文名称

矿区[土地]复垦

英文名称

land reclamation in mining area

定　　义

对矿区已破坏的土地进行的土地复垦。

应用学科

煤炭科技（一级学科），煤矿环境保护（二级学科），矿区生态破坏与恢复（三级学科）