再论煤矿区生态环境“边采边复”

煤炭资源开发与利用带来一系列生态环境问题,发展与保护的矛盾在经济高速发展背景下冲突日益显著。在当前生态文明建设背景下,矿区生态环境保护与修复成为热点与焦点。针对煤炭资源开发过程中形成的采煤沉陷、露天采场、固体废弃物堆积等损毁对象,以及由此产生的耕地损失、环境恶化、空气污染、矿-地冲突等矿区生态环境与社会问题,改变原有的"末端治理"理念,提出煤矿生态环境"边开采边修复"(简称"边采边复")理念、技术以及实现路径。认为煤矿区生态环境"边采边复"是基于"源头和过程控制"的理念,而不是传统的"末端治理"理念,其特点是在采矿过程中,同步(时)治理。"边采边复"概念中的"复"既包含狭隘的"复垦(复耕)",也包含Ecological Restoration中的"修复"的概念,其核心目的是为了及时恢复治理损伤的生态环境,缓解煤炭资源开发利用与环境保护之间的矛盾,确保矿业活动朝着可持续、循环与绿色的方向发展。因此,"边开采边复垦(广义的复垦)"、"边开采边修复"、"边开采边治理"都是一个意思,都可简称"边采边复"或"边采边治"。基于笔者提出的井工矿边采边复技术基础上,进一步凝练与阐述了煤矿区生态环境"边采边复"理念,讨论了煤矿生态环境"边采边复"的原理与类型,介绍了露天矿、采煤沉陷地、煤矸石3种主要损毁对象边采边复的关键技术。煤矿生态环境是一个整体与系统,"边采边复"是贯彻和实施山水林田湖草生命共同体,实现整体保护、系统修复与综合治理的有效保障。边采边复需要考虑治理修复过程的动态性、系统要素的均衡性、整体价值的最大性。为了促进边采边复理念与技术的发展与进步,仍有以下几个方面需要进行深入的研究:①以系统思维的角度考虑自然资源要素的边采边复综合效益;②加强边采边复与资源开采的耦合与优化调整机制研究;③加强新材料、新技术和新方法与边采边复技术的融合。     

2005-2015神东矿区不同开采强度下区域NPP时空变化分析

文中基于改进的CASA模型计算神东矿区植被净初级生产力,探究矿区十年来不同开采强度区域NPP时空分布情况和变化特征。结果表明研究区三期NPP逐年递增;矿区植被NPP时空分布与土壤环境,高程以及植被梯度较一致。除低开采区以外,其他采区和非采区增长率均大于20%,不同开采强度下的工业活动无明显规律性变化。煤炭开采活动未对神东矿区的植被造成破坏。研究成果可以很好地反映区域生态环境质量,为生态环境建设规划提供重要依据。     

西南某焦化场地土壤中典型污染物的特征分布

在西南某焦化场地采集了18个土壤剖面样和5个表层样,利用GC-MS等,对土壤中的总氰化物、重金属、挥发性有机物、总石油烃和二噁英等进行了定量分析,并研究了其在不同功能区土壤中的特征分布。结果表明：① 该焦化厂污染较严重的区域主要在推焦线路、焦油回收点、沥青传送带和固废室外堆场附近;② 厂区土壤中菲、蒽、4-甲基酚、2,4-二甲基酚和甲苯的浓度均未超过展览会用地土壤质量评价A级标准,而总氰化物、汞、萘、荧蒽、芘、苯并\[a\]芘、咔唑、石油烃超标点较多;③ 二噁英在本次所检测的3个样点中全部被检出,但都不超过《荷兰土壤修复通告2009》中的土壤修复干涉值。     

新型复垦基质的植物生长适应性研究

研究了粉煤灰加城市污泥及酒糟作为矿区复垦基质的可行性,利用盆栽试验探讨紫花苜蓿对于复垦基质的适应性。通过研究基质的主要理化性质以及紫花苜蓿的生长情况,确定新型复垦基质对于紫花苜蓿有较强的适宜性,并且基质和苜蓿体中所含的重金属除镉外都未超过国家标准。     

煤矸石山的自燃规律与综合治理工程措施研究

自燃煤矸石山处在不同发育阶段具有不同的燃烧特点。根据矸石山自燃机理和自燃发展不同时期的特征,划分出矸石山自燃的孕育期、发生期、发展期、衰退期4个阶段,由此确定治理施工的安全区、危险区和高危险区。根据矸石山自燃规律,可以选择覆盖法、注浆法等相应的治理方法,抓住有利的治理时机,以有效预防和整治煤矸石山的自燃。针对不同发育时期的煤矸石山燃烧特点,选择不同的预防和整治措施,可以达到事半功倍的效果。     

中国煤矿区生态修复规划的方法与实例

煤炭开采引起矿区周围景观和生态环境的破坏,土地破坏、环境污染等严重影响了生态系统的正常运转,影响了矿区周围居民正常的生活.近年来,随着世界对生态环境保护工作的重视,煤矿区生态修复已成为各界普遍关注的问题之一.在介绍中国煤矿区生态环境破坏情况的基础上,阐述了煤矿区生态修复规划的原则、意义、程序和方法,并以门头沟区煤矿废弃地生态修复规划为例,具体介绍了煤矿区生态修复规划的程序及研究内容,可以对相关研究及实践有一定的指导作用.     

煤矿区土地利用景观格局变化分析

利用遥感数据对煤矿区进行景观格局及变化研究,具有十分重要的意义。选择唐山市古冶区为研究对象,以3个时相（1987年、1992年和2001年）遥感图像为数据源,利用ENVI对图像进行预处理和人机交互解译,获取3期遥感图像的土地利用/覆盖分类图,同时获取各土地利用/覆盖类型的像元数。选取斑块的规模特征、斑块的形状特征、景观多样性指标、空间异质性指标进行计算,并进行景观格局变化分析。     

基于GIS的高潜水位煤矿区边采边复表土剥离策略

高潜水位煤矿区采煤塌陷后积水现象严重,积水后再治理造成复垦后耕地所占比例低,复垦成本增多,且施工难度增大。在地面沉陷积水前,预先进行表土的剥离存储以便后期复垦利用,是提高复垦效率的最有效方法。本文以山东某矿工作面为例,结合GIS的空间分析功能,将地面划分为40m×40m的地面格网单元(共7875个),对煤炭开采后地面的动态沉陷过程进行了模拟,明确了地面开始沉陷及出现积水的时间,最后定量的确定了461个地面格网单元表土剥离的时间、范围与深度,剥离的表土可用于后期土地复垦工作。研究有利于井工煤矿区的边采边复技术的研发,并促进开采与治理的同步进行。     

基于可拓法的高潜水位矿区复垦潜力评价

针对目前我国土地复垦体系不健全,新技术和新理论研究较少,土地复垦率低的现状,将可拓法引入土地复垦潜力评价中。我国东部高潜水位平原矿区存在严重的塌陷积水特征,基于此构建了基于可拓法的高潜水位矿区复垦潜力评价系统。通过实例分析,并与传统的模糊数学法进行比较,结果具有一致性,与实际情况相符,验证了该评价法在高潜水位矿区复垦潜力评价中的可行性。该方法在评价过程中避免了人为主观性,从定性和定量的角度解决矿区复垦潜力评价问题,并有效地预测复垦潜力变化趋势,结果直观可靠。     

距离对不同强度热源红外测温影响及补偿

距离是影响热红外测温精度的主要因素。为研究不同距离下不同热源强度的热红外测温精度,设计野外实验,布设460 K和505K两个热源温度,分别在20 m的距离以间隔为1 m的测温距离采集温度数据,通过函数拟合,分析不同距离下测温值与真实值之间的变化关系。结论如下:1)随着距离的增加,红外测温值呈现先急剧下降,之后逐渐平缓至某一稳定状态的趋势,且当热源温度越高,达到这一稳定状态的距离就越长。2)通过比较多项式和指数拟合函数的相关系数,提出了基于指数函数的温度-距离拟合关系,相关系数最大为0.999。3)依据温度变化速率提出温度-距离的分段数学模型对测温数据进行误差补偿,经过补偿后红外测温值与真实值最大相对误差仅为0.59%。