生态脆弱区煤炭开采地质环境效应与评价技术研究

科技成果——生态脆弱区煤炭现代开采地下水和地表生态保护技术适用范围该成果适用于煤炭开采地下水保护利用与地表生态修复技术领域。

据统计，我国每年因煤炭开采造成的土地占压和沉陷超过4万公顷，破坏地下水资源约80亿吨，而利用率仅25%，每年损失水资源60亿吨；土地复垦率不足30%。

西部晋陕蒙宁甘是煤炭主产区，但水资源仅占全国的3.9%，且干旱少雨，蒸发量大，生态脆弱，矿井水外排蒸发损失问题突出，煤炭开采造成的地表损伤严重。

该成果的应用对于提高矿井水资源利用率和生态修复效率具有重要意义。

技术原理揭示了生态脆弱区安全高效高回收率煤炭开采（简称现代开采）对地下水和地表生态的影响规律，充分利用井下自然空间和揭示的规律，储存利用矿井水（煤矿地下水库）和地表生态主动型减损与引导型修复。

关键技术1、揭示了现代开采地下水运移和地表生态变化规律开发了煤炭开采覆岩结构变化、地表土壤水、第四系孔隙水、基岩裂隙水全周期、多层次、多参数四维探测技术，摸清了煤炭现代开采地下水和地表生态变化规律。

2、首次开发了矿井水井下储用技术建立了煤矿地下水库储用矿井水的技术体系，开发了水源预测、选址和库容确定、坝体建设、水质控制和安全保障技术。

3、研发了地表生态修复关键技术开发了基于开采工艺优化减损与人工引导型生态修复和地下水生态复用的地表生态修复技术。

技术流程本技术主要包括三个核心部分。

1、建立了综合研究方法，揭示了煤炭现代开采地下水和地表生态变化规律。

2、研发了煤矿地下水库储用矿井水技术。

3、开发了西部生态脆弱矿区地表生态修复技术。

主要技术指标（一）提供了神东矿区用水的95%以上神东建成32座煤矿地下水库，储水3100万m3，3年累计节水超过8500万m3。

（二）实现了矿井水不外排神东大柳塔建设世界首座煤矿分布式地下水库，储水710万m3，实现了矿井水不外排。

（三）矿区植被覆盖率达78%2012年矿区植被覆盖率比2008年提高14个百分点。

项目简介
（1）项目名称：陕北生态脆弱矿区煤水地质特征及科学开采研究。

（2）技术领域：属于煤矿开采与环境保护范畴，生态脆弱矿区保水开采领域。

（3）主要创新点：揭示了陕北生态脆弱矿区煤~水~生态环境的关系，提出了以控制地下水位为核心的科学开采技术体系；确定了合理生态水位埋深为 1.5~5m；揭示了隔水层的采动裂隙发育规律，建立了隔水层采动隔水性判据；提出了“自然保水开采区”、“可控保水开采区”、“保水限采区”和“无水开采区”的科学开采分区，确定了最佳保水采煤方法；编制了我国第一幅基于生态水位保护的采煤方法规划图。

（4）成果应用：成果被陕西省煤炭工业局采纳，在陕北18个煤矿得到推广应用，保护了水资源，提高了回采率，近4年取得了23亿元经济效益，每年减少环境破坏面积约20km2，经济、社会、环境效益显著。

研究成果达到国际领先水平，开辟了陕北生态脆弱矿区保水、保环境开采新途径，对我国西部大型煤炭基地（如蒙西、宁东、黄陇等）建设也具有重要推广价值。

陕北生态脆弱区煤炭开采对地质环境影响的研究摘要：榆神府矿区地处毛乌素沙地与黄土高原丘陵沟壑区的过渡地带，该区地表为较厚松散层所覆盖，常年干旱少雨、植被稀疏，为典型的生态脆弱区。

该矿区煤层埋藏浅、开采厚度大、上覆基岩厚度较薄，煤矿开采容易导致严重的地质环境问题。

如何实现煤矿生产与生态、地质环境的有效保护的相互统一与协调发展，是西部地质环境脆弱地区煤炭资源开发的重大基础性研究课题。

关键词：陕北生态脆弱区；煤炭开采；地质环境影响1、前言长期以来，煤炭工业的首要任务就是尽最大可能地采出煤炭资源，很少去考虑煤炭开采引起的地质环境变化以及其对人类的不良影响或危害。

近十年来，随着世界范围内对环境普遍的重视，我国煤炭开发已不仅只是重视产量，而已开始注重开采引起的环境问题及其造成的反约束作用，并就一些重大、典型煤矿环境问题开展研究。

寻找各种途径解决由于煤炭开发利用产生的破坏生态、浪费资源和污染环境问题，已成为可持续发展领域中的重要课题之一。

对于生态脆弱区而言，煤炭的开采对地质造成的问题更加巨大。

2、陕北生态脆弱区煤炭开采对地质环境影响的研究2.1煤炭资源开采诱发的环境地质问题煤矿开发对地质环境的影响必然是多方面，其不仅通过直接的物理作用引起了地面沉陷、地下水流场的变化、水质污染以及其它动力地质现象等，而且，由于矿山开发还对经济有促进作用，往往引起人口的增加，配套工农业发展，必然引起环境质量恶化，如果不采取必要的措施，对于环境本来就是十分脆弱的地区，其后果不堪设想。

煤矿开发改变了地质环境中地下水的流态、地形地貌、表土性质、地球化学环境等，从而造成地面变形以及塌陷，加剧水土的流失、诱发沙漠化和其它地质灾害发生，破坏土地及水资源，造成植被减少、大气污染等；这里，我们仅将地下采矿活动引起地质环境变化作为重点。

2.1.1矿区地面沉陷对地质环境的作用矿区的地面沉陷包括：下沉和下陷（塌陷）两种形式，二者都属于地表型环境工程地质的问题，且二者存在着因果关系，后者是前者发展的结果。

安徽省某采煤塌陷区生态环境污染调查评估研究与应用摘要：以安徽省安徽省某采煤塌陷区曾填埋铝灰为调查对象，进行该地块土壤和地下水生态环境污染调查，确定污染范围和程度，计算污染方量，确定修复方案。

本次调查结果表明该地块土壤超过基线水平，确认需要开展后期修复工程，修复总面积为2071m2，修复总方量约为6036m3，建议土壤采用固化/稳定化技术进行修复。

关键词：污染调查；污染方量；修复1地块简介2021年4月15日，在安徽省某采煤塌陷区发现填埋铝灰，对周边环境造成污染。

2022年1月，县生态环境局委托我单位针对本地块开展土壤和地下水环境污染调查评估工作[1]，调查地块位于某矸石场旁，中心坐标为东经116.39560°，北纬32.78092°，地块周边以农田、地表水体为主。

2调查评估范围调查评估范围包括空间范围和时间范围，空间范围为土壤和地下水环境区域，对填埋点进行RTK实测，确认占地面积为10000m2。

时间范围从危险废物非法填埋在案发现场（2020年4月）时起至基线水平。

3调查评估3.1环境质量现状调查3.1.1特征污染物识别与选取本地块污染源明确，填埋废物为铝灰，根据行业特征、污染物性质和前期性质鉴定报告综合分析，确定本次调查评估区特征污染物包括pH、重金属（汞、砷、镉、铝、铅、铜、锌、铬、锑、钴、钾、镍）、氰化物、氟化物、石油烃。

3.1.2土壤和地下水环境质量现状调查本地块疑似污染范围较大或污染物迁移扩散范围相对较大，土壤布点以填埋废物区为重点，重点区域加密布点，重点区域适当外延[2]。

填埋点占地面积为10000 m2，按照40 m×40 m网格布点法进行土壤监测点位布设，共布设16个土壤监测点、5个地下水监测点，土壤最大钻探深度为18.0m。

为监测是否清挖干净，在填埋点清挖后的基坑补充布设1个基坑坑底监测点，侧壁布设10个监测点，2个基坑废水监测点和2个坑内底泥监测点。

煤矿区生态系统基本特征与环境影响评价方法研究【摘要】任何生态系统都是由生物部分（生物群落）和非生物部分（环境因素）两个部分组成，其中非生物因子对生态系统的结构和类型起决定性作用。

煤炭开采会对生态环境产生污染或造成破坏，对非生物因子和生物因子均会产生一定作用或综合作用，但根据采煤工艺特点，采煤对生态系统的影响主要是通过影响生态系统中非生物部分（即环境因素）起作用。

【关键词】煤炭开采；环境保护；生态系统；环境效益；地表沉陷；矸石上山；可持续发展；循环经济0 引言我国采煤活动大多是在陆地上，且以井工开采为主，在陆地生态系统各种非生物因子中，起决定作用的是水分、土壤和热量。

从生态环境角度讲，采煤主要引起了矿区非生物环境因素中水分和土壤的变化，所以在作评价时应重点考虑这两方面的因素。

１矿区生态系统基本特征１.1 综合作用生态环境中各种非生物因子并不是孤立存在的，而是彼此联系、相互促进、相互制约的，任何一个单因子的变化，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。

因此在作矿区生态环境影响评价时要特别注意矿区生态系统中的敏感因子。

１.2 主导因子作用在诸多环境因子中，对生物起决定作用的生态因子，称为主导因子。

主导因子变化会引起其他因子变化及相互作用，继而影响生态环境。

一般地，在矿区所处的功能区划、地方标准及区域规划等相关规定中会有明确要求，所以在选择评价指标时要紧密结合矿区所在区域的功能区划、国家标准、行业标准及地方标准等相关规定。

１.3 直接作用和间接作用有些生态因子（如光、温度、水、土壤养分等）直接影响或参与生物新陈代谢，另一些生态因子（如地形因子）则通过影响光、温度、水、土壤等因子间接作用于生物，有时间接影响比直接影响的作用更大。

所以在选择评价因子时应考虑影响因子的综合作用，重点考虑对生态环境既造成直接影响又存在潜在影响的生态因子，如地表沉陷。

１.4 阶段性作用由于生物生长发育在不同阶段对生态因子的需求不同，因此生态因子对生物的作用具有阶段性。

煤炭矿区生态系统健康评价研究——以神府矿区为例的开
题报告
一、研究背景和意义
煤炭是我国主要的能源资源之一，但煤炭的开采和利用对环境和生态系统造成了很大的影响。

尤其是在煤炭开采的过程中，对生态环境造成的破坏更为明显。

煤炭矿
区往往面临着生态环境破坏、生态系统退化和生态健康风险等问题。

因此，对煤炭矿
区生态系统的健康评价研究具有重要的理论和实践意义。

神府矿区是我国重要的石煤矿区之一，其生产规模大、影响面广。

然而，长期的开采和污染使得神府矿区生态环境遭受严重的破坏，生态系统面临着比较严重的退化
和健康风险。

因此，深入研究神府矿区生态系统的健康评价，探索可持续发展和生态
保护对策具有重要的现实意义和实践价值。

二、研究内容和方法
本研究基于神府矿区生态系统的特点和现状，将生态系统健康评价分为四个方面，包括生态环境质量、生态系统结构与功能、生物多样性和生态风险。

具体来说，将采
用指标法和定量评价方法，构建评价指标体系，分析神府矿区生态系统的健康情况，
揭示其形成机制和演化规律。

同时，分析神府矿区生态系统健康评价存在的问题和不足，提出相应的对策和建议。

三、研究预期成果
通过对神府矿区生态系统健康评价的深入研究，可以全面了解该区域生态系统的现状和健康状况，为制定并实施相关的生态保护和恢复措施提供科学依据和技术支持。

同时，可以丰富和完善生态系统健康评价理论和方法，对推动煤炭矿区生态环境保护
和可持续发展具有重要的理论和实践价值。

陕北平矿与脆弱生态复合区生态恢复与环境质量评价强烈人为活动与脆弱生态复合区域的生态与环境问题正逐步成为全球关注的焦点。

陕北采矿与脆弱生态复合区既是我国荒漠化最为严重的地区,又是我国新型的能源矿产基地,经过几代人的植被恢复与重建工作,土地荒漠化的发展趋势有所减弱,土壤质量具有一定提高。

但在一些长期的植被重建区域所取得的效果并不理想,使我们必须重新思考入选选择科学的植被重建模式。

本研究以陕北采矿与脆弱生态复合区为研究区域,以对区域生态环境及经济发展影响最为强烈的荒漠化土壤和工矿企业高污染风险区农田为采样区域,以各种植被恢复模式下荒漠化土壤及工矿企业高污染风险区土壤为研究对象,运用野外调查采样与室内测试分析相结合等方法,对严重退化的脆弱生态区在植被重建过程中的土壤环境质量响应特征和高污染风险区土壤重金属积累特征进行研究,并对荒漠化植被恢复的土壤质量效益进行评价,取得的主要结果如下:(1)乔、灌、草三种不同植被类型经过30年左右的发育,明显改善土壤物理性质,降低容重,提高总孔隙度,使土壤颗粒向细化发展;提高土壤的养分含量,降低p H值,CEC有显著提高;提高土壤有机碳、活性有机碳和非活性有机碳的含量。

不同植被类型对土壤的改良作用差异显著,灌木林地的沙柳、紫穗槐和柠条土壤有机碳总量、活性有机碳、非活性有机碳及ROC/TOC增加幅度最高。

ROC/TOC 可以作为衡量退化生态系统植被恢复效益的评价指标。

(2)植被恢复模式是影响土壤质量的重要因素,不同恢复模式下土壤质量差异明显。

土壤容重、孔隙度、有机质、CEC及养分含量均表现出灌木林地高于乔木林地,土壤质量高低顺序为纯灌木林地>灌木混交林地>乔灌镶嵌地>乔木混交林地>纯乔木林地。

(3)以0年为界,在前30年,随着植被恢复年限的增加,土壤容重降低、总孔隙度增加,土壤颗粒组成呈现细化的趋势;土壤CEC及其他养分含量呈现增加趋势。

个人资料整理仅限学习使用煤炭开采地环境治理存在的问题与对策研究摘要：煤炭环境问题涉及煤炭开采、加工、储运和燃烧使用的全过程。

寻找各种途径解决由于煤炭开发利用产生的破坏生态、浪费资源和污染环境问题，已成为可持续发展领域中的重要课题之一。

本文以神木县煤矿矿区为例，分析了煤炭开采给煤矿区及其周边地区所带来的水体污染与损害、土壤污染与土地资源损害、大气污染、噪声污染以及矿区景观环境损害等生态环境损害问题。

从政策、法律、经济、管理、科学技术研究等角度分别提出了防治对策。

关键词：煤炭开采；环境治理；对策引言煤炭是我国的主要能源，也是重要的基础能源，对经济建设和社会发展具有重要的作用，是我国可持续发展战略实施的资源保证。

而煤炭开采对周边生态环境造成的破坏是有目共睹、触目惊心的，如何做到有效做到煤炭开采与周边生态环境的保护相协调是一个亟待解决的问题。

本文探讨了神木县煤矿矿区周边生态环境保护与治理的现状，以及经后在煤炭开采的同时，如何做到保护周边环境的问题。

煤矿神木地区煤炭及相关产业的龙头产业，因此神木煤矿区可以作为中国煤矿产业的典型代表，对该矿区环境分析，可以为其它矿区的环境治理提供一定的借鉴。

1 煤矿区生态环境损害分析水体的污染与损害煤矿区的污染水源主要有矿井水、洗煤废水、煤矸石淋溶水、矿区生活污水等。

一般认为，煤矿区废水具有两个特点：①排放量大：据统计，神木县煤矿每年排放矿井水2200万t，工业废水3000万t，洗煤废水200万t，废水总量占全县工业废水总量的21.4%。

②成分复杂：矿井水中含有大量煤粉等高浓度悬浮物质、COD、BOD、NH3-N、石油类污染物质、重金属以及放射性物质，有些矿井还排放高矿化度矿井水和强酸性矿井水。

洗煤废水中含有大量的悬浮物、悬浮油和絮凝剂，矿区生活污水中含有大量的有机物、细菌、病毒等。

这些废水不仅严重污染矿区周边地表水体，损害水生生物，而且通过采矿活动和废水渗入作用还会污染地下水体，同时污染矿区土壤，损害动植物。