利用煤石山和電廠廢棄的土地整治與景觀恢復

隨著中國采礦規模的日益擴大，采礦業的問題日益嚴重。我們要盡可能多地保護中國的礦產資源，必須努力保護它。全國國土總體規劃綱要中明確提出;要大力復墾工礦企業廢棄的土地,能源基地的建設必須注意保護生態環境。為此,開發礦區土地整治與景觀恢復的研究應成為土壤工作者為國民經濟建設服務的一項緊迫而重要的任務。一、采礦地理位置及開采環境問題我國是以煤為主要能源的國家,煤碳開采不論哪種方式均要占用大量土地,破壞地表生態,改變自然景觀。尤以露天開采為甚,它強烈地改變了開礦地區原來的景觀生態要素及生態環境。在數十年的開采期間,往往有數億噸原煤采出,有幾倍于此的表層物質被剝離運出,每日排放數萬立方米的疏干水,還要建設大量的其它生產,運輸設施和新居住區,必然大大改變當地原有的土地利用類型和結構,建造出新的景觀類型,我國現有露天煤礦十一處。設計能力1645萬噸,正在建設和準備開發的露天礦五處,1990年將產煤3500萬噸。據撫順東、西露天礦和內蒙平莊等七處露天礦統計。露天坑及排土場占地面積為25萬畝,平均每采萬噸煤占地7.6畝。開采煤礦的主要環境問題是地表坍陷與矸石山占地。據開灤、峰峰等40個礦務局的統計,到1984年因煤礦開采坍陷的農田累計達135.6萬畝,平均每采萬噸煤坍陷0.5—8.2畝,坍陷深度從數厘米至十幾米不等,最深達35米,如淮北煤田采空區為36平方公里,地面坍陷6.3萬畝,從1958—1979的二十年間有二萬多農民失去耕地。予計在2000年前該礦區還將坍陷8.8萬畝,有的村莊將失去全部土地。目前全國統配煤礦已積存煤矸石12億噸以上,占用土地約6萬多畝;而每年還要新排矸石1億噸,矸石利用率不足20%。此外,電廠的粉煤灰渣占用土地,污染環境。其危害更甚于矸石山。全國大電廠的年排灰量約2000萬米我國鐵礦石年開采量近1億噸,露天礦開采占90%,剝離物排土場和開采場占地也是一個很大的問題。全國1500余個露天礦山,占地總面積在2000萬畝以上,雖然大部分為山地,但也有一部分為可耕地,如鞍山附近的4個露天鐵礦就占用了可耕地近萬畝,每年還要征用1000畝,使周圍村莊耕地不斷減少。采礦占地是一個世界范圍的普遍問題。如美國采礦工業用地約為147.7萬公頃,每年破壞的土地達6萬公頃。蘇聯七十年代采礦用地約200萬公頃,僅露天開采每年占地就達3—3.5萬公頃,這些土地如不及時加以整治,就會失去使用的經濟價值,使礦區逐步淪為荒蕪蕭條之地。因此,礦山開發要少占土地,保護土壤資源,對已經破壞或不可避免的將要破壞的土地應分別進行復土造田,植樹種草以及采取其它土地整治工程,建造和恢復景觀,維護景觀生態環境的平衡協調。二、申報審批制度全國國土規劃綱要要求;露天開采的礦區要有復墾規劃,并作為工程設計不可缺少的內容上報審批,保證實施。露天礦的生產建設要與小流域治理相結合,利用剝離的土石方復墾和造田,電廠的排灰要盡可能綜合利用妥善處理。1.石和坍陷區貯灰場復土造田的利用將煤礦建井,生產和洗煤廠排棄的矸石,有計劃的直接充填坍陷區造地復田是減少污染和占地行之有效的措施。徐州礦務局利用矸石充填坍陷區造地1253畝,其中1013畝用于擴建工業廣場和建房,234畝新造地還給農村建房,并在村前園后矸石上面復土40—50厘米,種蔬茶和瓜果,產量同原有農田一樣。但僅靠矸石造地復田,即使全部利用也只能解決20～30%的問題。如果利用坑口電站的粉煤灰,利用煤礦的坍陷區作為貯灰場,然后復土造田,既防止了環境污染,又使采煤破壞的土地重新成為可利用的寶貴的土地資源。據估計,電廠建山谷貯灰場排灰,每立方米費用5.46元,利用坍陷區排灰費用可降到2.09元,因此在有條件的坑口電站,建立坍陷區貯灰場并復土造田是值得大力提倡的?；幢彪姀S(75萬KW)年排灰量80萬立方米,已采用充填坍陷區造田431畝。他們先把坍陷區的表土挖出,充灰后再在灰渣上復土40厘米,1983年首次試種玉米,棉花,大豆等農作物317畝,長勢良好,其余114畝地上蓋的試驗房屋經一年觀測未見下沉和變形。2.養魚業對土地的生長對煤礦坍陷占地全部充填復田顯然是不可能的,也無此必要。按照經濟效益和環境效益相統一的原則,應該是因地制宜采取綜合治理和利用。在坍陷內挖深墊淺以恢復部分農田,有條件的地方亦可將旱地改水田。對面積大,坍陷深,積水量大的地方,不可能復田則應改造進行水產養殖。其優點為;水體封閉;水位穩定;邊灘適合魚類產卵;面積適中,便于管理和捕捉;投資少見效快。如淮北礦區1981年坍陷區產魚16.2萬公斤,占全市魚產量的一半,畝產高者達300公斤,該局現有可養水面三萬畝,其產值比相應面積的耕地收效高。坍陷區邊灘或較淺水面還可以種植蘆葦,蓮藕,菱角等水生作物。3.改善原礦場地面植被蓋度國外常采用推平壓實和復土綠化的方法,防止自燃和排出酸性物,保護自然環境。如美國的一座煤礦,將堆高25米的矸石堆推平到原高度的1/3,同時整平凹凸不平的原礦場地面,用圓盤機施放土壤中和劑,混和土層15厘米,再復土30厘米,然后施用石灰和N、P、K肥再播種燕麥、苴蓿和三葉草,使地面植被蓋度增加到70%。他們還采用多種適合于采礦土地的多年生牧草來進行綠化。據73個礦務局統計,我國現有矸石山762座,其中有自燃現象的188座,占地14萬畝,也可以吸取國外經驗進行治理。開灤煤礦就準備在較短時間內將積存的12座矸石山推平造地復田。4.礦區建設及綜合治理的結合對于近水平或緩傾斜的多煤層煤田,應盡量采用內排土工藝,以減少占地和利于復土造田,如霍林河,元寶山,平朔等煤田已確定采用單斗汽車開采工藝。對于氣候,土質較好的多數礦區,用機械或人工對排土場稍加整平,經2—3年自然熟化即可耕種,有的當年即可耕種。以撫順礦務局為例,這是一個老礦區,30年累計剝離,掘進巖石9億方,堆積高度20多米,長15公里,部分矸石堆內部自燃。從1971年起,在排土場上陸續辦起23處農場,種植水稻等,逐步成為農副業生產基地。他們采取先平整矸石堆,揀出不能風化的大塊矸石,然后多次耕翻以促進土壤熟化,墊土20厘米,逐年施肥改良土壤,前后9個冬春推平大小矸石堆232處,滅掉17處發火冒煙地,容土20多萬立方米,造地2190畝,使一處排土場變成了良田,畝產從50多公斤提高到250余公斤。綜上所述,造地復田,綜合治理要注意做到幾個結合,即與搬遷村莊,礦區建設相結合。先期統一規劃,與防止環境污染相結合;與礦區排矸、排灰,礦水凈化,垃圾處理等相結合;不設永久的矸石山,表土和剝離物不能混合排棄,與當地農民耕作和發展多種經營相結合;與長遠的改良土壤,改造農田等相結合;與附近的電廠排除灰渣相結合。在設計上應使露天開采和復田成為一個統一的采礦工藝過程,開發建設時同步進行。5.金船的作業情況黑龍江省盛產黃金礦,采金毀地的現象日益發展,如牡丹江市有7條采金船,采金同時,耗地900畝。我們在穆陵縣有名的百里金川河西鄉調查了4條采金船的作業情況,采金地是當地最好的水稻田,畝產400公斤以上,采金船平均年剝離60萬平方米,挖深5米,采后留下一片片廢棄坑、包,多年積存下的毛砂崗長達數里。現在他們已經注意到這個問題開始采取隨采隨復的方式,每條采金船配2—4臺推土機,先推出表層的1米深的黑土,平出予采場,采后將毛砂崗推平,復土成田。新復田種水稻頭兩年單產偏低,在150公斤左右。林口、雙峰縣有的小溝膛內的采金地,進行了復土造林,效果也不錯。三、環境對策的初步探索我國有一系列正在建設和準備建設的大型露天煤礦(伊敏河,霍林河,元寶山,平朔,東勝,準噶爾等)位于半干旱半濕潤地區,屬于生態脆弱地帶。隨著礦區開發而來的巨型剝離,道路網建設與人口聚居,新居民區建設等所造成的大面積地面景觀破壞,比在其它地區更加難以恢復和建立新的生態平衡。伊敏河礦區規劃開采的一、二露天礦,占地面積4.95萬畝,其中包括暗栗鈣土干草原,伊和諾爾等四湖,第一性生產力較高的一級階地草甸草場,每年鮮草產量減少近萬噸,如按礦區總體規劃,占用草場20多萬畝,牧草將減少4萬噸?；袅趾勇短烀旱V達到1000萬噸年產時,將占地8755公頃,最終占地達1.33萬公頃,數千公頃的草場將受到不同程度的影響和破壞。元寶山露天礦開發后,將分別占用上百公頃的高產農田和經濟林。我們通過在霍林河礦區進行的環境影響評價工作,初步摸索出了一條依據現代生態學原理,建立以污水土地處理系統和林業生態工程為主體的林,草,礦三位一體生態區的環境保護對策新途徑?；袅趾拥V區位于大興安嶺西麓,是科爾沁草原的一部分,為附近牧業鄉的良好夏季營地,在開發當地地下黑色資源的同時,怎樣盡力保護地上的綠色資源就成為一個主要的任務。為了保證礦區較高的工業開采能力,減輕由此而產生的各種環境壓力,維持并促進草原牧業生產的發展,需要建立包括大氣凈化林,水土護持林,防風固沙林和污水處理區人工林在內的綜合防護林體系;對于生活區的污水采用土地處理系統,以代替昂貴的污水生化處理站。它包括以污泥微生物消化為中心的污水水庫系統,以土壤——植物生態系統為中心的污水灌溉系統。配合以三廢排放前的工業污染源治理;以電氣化,煤氣化代替燃煤,減輕環境污染負荷等措施,通過生態工程建立新的礦區——草原系統,塑造社會,經濟,自然配合協調的新的地面景觀。對于煤田開采區和排土場的地景整治,關鍵措施之一就是需要采用各種先進的技術手段快速恢復植被。這里的立地條件惡劣