浅埋高强度开采矿区生态损伤特征与减损实践

为解决浅埋高强度开采损害与生态保护间的矛盾问题，基于神东矿区地质开采条件、生态本底特征，总结了高强度开采的损伤特征。神东矿区采用大工作面快速推进降低非均匀沉降面积、开采初期工作面注浆减沉、建造地下水库保水及生态利用、填埋地表裂缝持水保墒、植物接菌微生物抗逆性提升、驯化筛选适生植物等技术，有效降低了煤炭开采引起的生态损伤。遥感监测表明，神东矿区2011—2015年技术应用初期，植被覆盖度50%左右，处在中高植被覆盖度级别，2018年植被覆盖度提高到62.4%，达到了高覆盖度水平。结合开采实践与理论研究，提出从开采源头设计着手、传导过程调控、末端修复治理采动损伤的全过程控制技术。     

生物多样性原理在采煤废弃地复垦中的应用

恢复生态学是采煤废弃地复垦的理论依据,生物多样性原理对于生态系统的协调稳定起着重要作用。本文介绍了生物多样性原理的主要内容,阐述了该原理在采煤废弃地土地复垦工程中的应用及其作用,并结合阜新新邱露天矿东排土场的实际情况,提出了植物、土壤动物、微生物、动物的恢复模式。对指导阜新矿区更好地实施复垦工程,取得最佳的生态、社会、经济效益有重要的参考价值。     

露天煤矿复垦生物多样性恢复技术体系与方法

生物多样性为人类提供了丰富的生活资源和必要的生存环境。煤矿露天开采造成矿区生态环境破坏及生物多样性丧失,但目前尚未形成基于生物多样性恢复的土地复垦技术体系。为加速矿区生物多样性恢复,提高复垦生态系统稳定性,本研究以黄土丘陵区平朔露天煤矿为例,总结现有土地复垦经验,并根据生物多样性恢复的基本方法,尝试从矿区生境再造和景观格局优化两方面探讨生物多样性恢复技术与方法。研究结果表明：生境再造与景观格局优化是矿区生物多样性恢复的重要手段;对排土场平台、边坡形态进行优化,提倡建立仿自然地貌;采用有利于土壤生物多样性恢复的土壤重构技术;进行植被重建是矿区生物多样性恢复的重要组成部分,并为其他生态因子恢复提供生境;优化功能冲突的矿区景观,并建立生态源地和生态廊道;实施生态农业生产方式,并进行生态农业景观结构优化。     

露天煤矿复垦中生物多样性响应研究进展（增刊）

生物多样性为人类提供了必要的生活资源和生存环境。露天煤矿开采造成矿区生态系统破坏和生物多样性丧失。本文总结了国内外表土复垦阶段生物多样性恢复对复垦中关键技术的响应。研究结果表明：地貌重塑阶段,生物多样性分布随坡度、坡向、坡位等因子有显著差异;土壤重构阶段,重构工艺、土壤种子库、表土存放方式、复垦年限及施肥等对矿区生物多样性造成不同的影响;植被重建阶段会随即带来野生物种、大型土壤动物及土壤微生物,进而丰富矿区生物多样性。该研究可为露天煤矿土地复垦中生物多样性恢复提供一定参考,同时为基于生物多样性恢复的土地复垦提供一定借鉴。     

神东矿区生态系统服务功能评价

神东矿区是中国重要的煤炭生产基地,煤炭开采对其脆弱的生态环境造成了强烈扰动,亟需利用科学手段揭示神东矿区生态系统服务功能的演变规律,完善矿区兼顾绿色开采与可持续发展的管理体系。为量化神东矿区生态系统服务功能的变化,基于InVEST模型集成水源供给、土壤保持、碳储存3项生态系统服务构建综合生态系统服务(Comprehensive Ecosystem Service, CES)评价模型,并且基于矿区尺度和矿井尺度综合测度神东矿区1990—2018年CES变化特征与规律。研究结果表明:在矿区尺度上,(1)神东矿区S_(CE)在时间上由0.448 6(1990年)下降到0.382 5(2000年),然后持续增加至0.471 6(2015年)又下降到0.453 2(2018年),整体以每年0.009的速度呈增加趋势;在空间上以西北部最弱,且由西北向东南部逐渐增强;(2)神东矿区CES空间变化特征明显,低变区变化对CES变化的贡献力高于中变区和突变区,且CES的空间变化与植被覆盖和用地类型密切相关;(3)神东矿区CES空间聚类明显,呈现"西北部最弱、河流沿岸最强、东南部不显著"的格局;(4)神东矿区CES变化的驱动因子影响程度依次为土地利用类型、坡度、高程、降雨及植被覆盖度,双因子协同作用高于单因子,且土地利用与其他因子的协同作用最强。矿井尺度上,(1)神东矿区CES以中强度开采区最高(S_(CE)=0.502 8),极高强度开采区最低(S_(CE)=0.430 8);(2)补连塔矿井采区的CES受生态治理措施的正面影响,大柳塔、活鸡兔矿井采区的CES在2010年以后受到采矿的负面影响,石圪台、乌兰木伦、哈拉沟及榆家梁矿井采区的CES自采矿以来持续遭受负面影响;(3)大柳塔复垦实验区的CES往变强的方向发展。该模型的综合评估结果能够定量反映神东矿区CES的变化规律,建议神东矿区实施生态管理以西北部为重点区,以提高植被覆盖为导向优化土地利用格局,并利用矿区微生物复垦等科学方法改善矿区生态等。另外,应致力于多项生态系统服务多尺度优化集成模型的开发利用,以期为区域生态系统服务可持续管理提供更精准可靠的决策支持。     

西部采煤沉陷地微生物复垦植被种群自我演变规律

菌根真菌可以与陆地上80%以上的植物形成菌根共生体,促进植物在逆境的生长。采煤沉陷地在人工接种菌根真菌后复垦植被种群进行了自我修复与演变,监测采煤沉陷地复垦植物人工接种菌根真菌复垦后4 a对植被种群的自我演变规律影响。以神东矿区大柳塔采煤沉陷地人工林樟子松、沙棘和文冠果为研究对象,野外原位监测植被种类、生活型组成及植被多样性指数,并利用地统计学方法进行克里金插值,对比接种菌根真菌4 a后(+M)与同期种植的自然状态下(CK),两种处理样地内植被种类、数量及其多样性指标,揭示不同人工林在自然状态和人工接种4 a后,区域内物种个体种类、数量和群落多样性差异。研究结果表明:接菌提高樟子松人工林灌木层物种多样性,而降低草本层物种多样性;接菌提高沙棘和文冠果人工林的草本植物群落稳定性和物种多样性及其均匀度,抑制灌木层物种多样性增加。3种人工林微生物复垦4 a后多年生草本占优势地位。接菌组进入多年生草本＋灌木的生态组成结构阶段,而对照组则相对滞后,处于一年生草本＋多年生草本＋灌木的组成结构阶段,接菌促进了生态的演变进程。综合分析植物分布特征,发现植物的最优拟合模型以高斯模型居多,阿尔泰狗娃花、地肤、猪毛蒿、白花草木樨、牛心朴子、野樱桃、油蒿及柠条的预测值精度较好。接菌可促进地稍瓜、阿尔泰狗娃花、牛心朴子、达乌里胡枝子和柠条频度和数量的增加,可能使绳虫实、糙隐子草、苦苣菜和花棒的频度和数量下降。本文为煤矿沉陷区采用微生物修复人工林促进生态群落自我演变进程奠定了初步的研究基础。     

风积沙区超大工作面开采生态环境破坏过程与恢复对策

风积沙区超大工作面开采具有所处生态环境脆弱、开采强度大等显著特点,由此引起的生态环境损伤不同于传统开采方法或高强度开采在东部矿山引起的生态环境损伤特征。将风积沙区超大工作面开采生态环境破坏过程划分为岩层破断、地表沉降、地表动植物生境变化与土地利用变化以及矿区生态系统随时间推移演替等4个过程;分析了风沙区超大工作面开采后地裂缝、土壤水、地下水位、植被覆盖与生物多样性等关键生态环境要素的变化规律;提出风积沙区生态环境恢复的对策应是保护与修复并举、自我恢复和人工修复并重,具体需要结合生态环境要素的受损伤程度及生态修复目标确定生态恢复对策。     

露天煤矿复垦生物多样性恢复技术体系与方法:以平朔矿排土场为例

生物多样性为人类提供了丰富的生活资源和必要的生存环境。煤矿露天开采造成矿区生态环境破坏及生物多样性丧失,但目前尚未形成基于生物多样性恢复的土地复垦技术体系。为加速矿区生物多样性恢复,提高复垦生态系统稳定性,本研究以黄土丘陵区平朔露天煤矿为例,总结现有土地复垦经验,根据生物多样性恢复的基本方法,尝试从矿区生境再造和景观格局优化两方面探讨生物多样性恢复的技术与方法。研究结果表明:生境再造与景观格局优化是矿区生物多样性恢复的重要手段;优化排土场平台、边坡形态,提倡建立仿自然地貌;采用有利于土壤生物多样性恢复的土壤重构技术;进行植被重建是矿区生物多样性恢复的重要环节,并为其他生态因子恢复提供生境;建立生态源地和生态廊道;实施生态农业生产方式,进行生态农业景观结构优化。     

露天煤矿复垦中生物多样性响应研究进展

生物多样性为人类提供了必要的生活资源和生存环境。露天煤矿开采造成矿区生态系统破坏和生物多样性丧失。本文总结了国内外表土复垦阶段生物多样性恢复对复垦中关键技术的响应。研究结果表明:地貌重塑阶段,生物多样性分布随坡度、坡向、坡位等因子有显著差异;土壤重构阶段,重构工艺、土壤种子库、表土存放方式、复垦年限及施肥等对矿区生物多样性造成不同的影响;植被重建阶段会随即带来野生物种、大型土壤动物及土壤微生物,进而丰富矿区生物多样性。该研究可为露天煤矿土地复垦中生物多样性恢复提供一定参考,同时为基于生物多样性恢复的土地复垦提供一定借鉴。     

神东矿区煤炭开采水资源保护利用技术与应用

针对神东矿区矿井水外排蒸发损失的问题,分析了以往保水采煤方法的不足,系统研究了矿区水文地质条件,提出了矿区三类水(近地表土壤水、第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水)概念。在此基础上,神东矿区通过开展一系列水资源保护和利用技术研究,掌握了矿区煤炭现代开采地下水的运移规律,相继研发了采空区储水设施、煤矿地下水库和煤矿分布式地下水库的水资源保护和利用技术,形成了以煤矿地下水库为核心的矿区水资源保护和利用技术,并通过技术提升,建成了大柳塔矿分布式地下水库示范工程,实现了矿井水井下循环利用。现场工程应用表明,神东矿区煤矿地下水库安全稳定运行,提供了矿区95%以上用水,有效保障了矿区的可持续发展,为我国西部地区煤炭开采水资源保护利用技开辟了新的技术途径。     

北方大型露天矿区土壤有机碳库扰动与恢复研究

大规模露天煤矿开采严重扰动了矿区地形地貌和土壤碳循环过程。露天矿区土壤有机碳恢复提升符合“双碳”目标,对土壤肥力改善和生态系统自维持具有重要意义。为揭示露天采矿引起的土壤有机碳库的损失扰动特征,掌握矿区土壤有机碳恢复的影响因素及其提升策略,以我国最大的露天煤矿群准格尔矿区为研究区域,通过哨兵二号遥感影像提取了采损区域,采用了149个土壤采样和统计插值、影响因素回归分析等方法。研究结果表明,半干旱地区露天矿排土场矿山土与自然土壤的理化性质、生物活性等都具有明显差异,缺少自然表土覆盖的新复垦排土场矿山土有机碳含量极低,平均为0.19%;由于自然表土剥离不规范,无序混排等,据测算该区域表层土壤有机碳损失累计超过62万t;回归分析表明影响矿山土有机碳的恢复的因素依次是全氮（0.559）、复垦年限（0.225）和植被NDVI(0.172);调查表明复合植被恢复模式的土壤有机碳含量显著高于单一植被恢复模式,其中沙棘、苜蓿、草木樨构成的草灌群落土壤有机碳含量接近自然土壤。在单一植被恢复模式下,土壤有机碳含量恢复表现为：以沙柳等为主的灌木>以油松等为主的乔木>以火炬树等为主的小乔木>...     

山西规划220多亿元实施煤炭开采生态补偿制

为解决煤炭开采带来的生态问题，2007年1月9日，山西省林业系统规划煤炭企业区域生态环境恢复治理工程资金223．96亿元，将对全省矿区植被恢复和生物多样性保护及水、土壤污染治理、煤矸石污染治理等进行治理。[第一段]     

植被恢复类型对露采矿山复垦土壤丰富和稀有微生物类群的影响

植被恢复可促进重构土壤发育,调控生物地球化学循环和发挥生态系统功能。因此深入研究露天矿区植物恢复下土壤丰富和稀有微生物类群变化对改善矿区生态环境至关重要。采集内蒙古准格尔旗黑岱沟露天矿东排土场裸地（CK）、苜蓿（GL）、沙棘（BL）、油松（CF）、杨树（BF）和杨树+油松（MF）6种复垦样地土壤,利用高通量测序、共现网络和相关性分析等探测植被类型对土壤丰富、稀有细菌和真菌群落结构组成和多样性的影响机制。结果表明：(1)不同植被恢复类型对土壤理化性质和酶活性影响存在显著性差异（P <0.05）,有机质（SOM）、铵态氮（AN）和亮氨酸氨基肽酶（LAP）酶活性等均显著高于CK。BL对土壤SOM、硝态氮（NN）和有效磷（AP）积累有优势,显著提高了脲酶（URE）、LAP和碱性磷酸酶（ALP）酶活性（P <0.05）。(2)植被类型显著影响了土壤丰富和稀有微生物群落结构组成（P <0.05）,丰富和稀有细菌种类多于真菌,但真菌丰度变化更为显著,尤其是稀有真菌。不同植被恢复类型的丰富和稀有细菌,及稀有真菌群落Shannon指数高于CK,且与CK的群落结构间存在显著差异（P &l...     

神东矿区特厚煤层合理开采方法的优化选择

分析了特厚煤层分层开采、综放开采、一次采全厚开采3种开采方法对神东矿区特厚煤层的实用性和经济性。结果表明,一次采全高综合机械化开采是较适合神东矿区7m左右特厚煤层的开采方法。补连塔煤矿22303工作面采用了7 m一次采全高综合机械化开采,并取得了良好的经济效益。     

神东矿区综采工作面矿压显现规律研究

针对神东矿区浅埋深、高强度开采特点,综合大柳塔、补连塔等9个煤矿48个综采工作面的来压特征,研究分析了神东矿区综采面正常及特殊开采条件下的矿压显现规律:正常开采条件下,5-2煤的初次来压步距及周期来压步距比上覆1-2煤、2-2煤明显偏大;随着埋深越大,面宽越小,周期来压步距越长,来压持续长度越小,矿压显现越缓和;工作面高速推进会使周期来压的持续长度显著增加,而对其它周期来压特征影响较小。     

丰城市煤矿开发对矿区环境的影响及控制

丰城市煤矿开采所造成的环境污染和生态破坏是整个生态系统退化的重要因素,占用和破坏土地、污染水资源、造成生物多样性损害等。从政策和技术层面分别探讨矿区生态修复问题,旨在恢复矿区的生态平衡。     

神府东胜矿区采区与非采区土壤水分变化特征分析

土壤湿度是植被生长的主导因子,对采区和非采区土壤湿度进行监测有助于矿区植被建设及生态恢复。利用实测土壤湿度数据对神东矿区的大柳塔煤矿、锦界煤矿和武家塔露天矿复垦排土场土壤水分变化特性进行分析。     

煤矸石山植物物种多样性与土壤化学因子的关系 ——以灵武矿区生态修复初期为例

为了得到灵武矿区枣泉煤矸石山生态修复初期优化的植被配置模式,以及影响植物物种多样性的土壤化学因子。通过野外调查结合重要值、α多样性指数和群落相似性系数,对枣泉煤矸石山平台人工重建的乔木林、乔灌木混交林和灌木林3种植被配置类型的植物种类组成、群落结构及α多样性指数的变化,以及各指数与土壤化学因子间的相关关系进行研究,并以矸石山周边自然地貌上的植被为对照。结果表明:①枣泉煤矸石山3种植被配置类型的样地共有植物8科22属24种,菊科植物7种,占总物种数的29.17%;藜科植物6种,占总物种数的25%;豆科和禾本科植物均为4种,各占16.67%。②3种植被配置类型林下多年生草本植物种数占草本层总数的比例大小顺序为:乔木林地(50.00%)灌木林地(46.67%)乔灌混交林(38.46%),自然地貌的多年生草本植物占其草本层的比例为68.75%。③3种植被配置类型中灌木林地草本层植物种Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数、Patrick丰富度指数和Pielou均匀度指数数值均为最高。④土壤碱解氮与各指数间相关性最高,说明土壤碱解氮含量对植物物种多样性的影响作用较大。⑤3种植被配置类型中乔木林地草本植物种类组成在科、属及种的层次上与自然地貌草本植物组成相似性最高,其林下草本植物盖度、密度、生物量、土壤含水量、土壤有机质和全氮含量均高于乔灌木混交林和灌木林。枣泉煤矸石山生态修复初期3种植被配置类型中乔木林地配置模式较为适宜,且影响植物物种多样性的土壤化学因子主要为土壤碱解氮。     

神东矿区节能环保生态技术难题及解决思路

神东矿区气候干旱、降水量少的丘陵、荒漠地带,生态环境极其脆弱。在煤矿开采的同时,为了科学处置资源开发推进过程中的废水、废气、废渣等问题,保护矿区水资源和植被生长,提高矿区空气质量,实现资源开发与矿区生态环境和谐发展,公司通过先进的技术、设备和科学管理手段,不断攻克环境治理难题,努力降低水土流失及环保隐患,提高资源利用效率,本文对神东矿区未来节能环保生态技术难题与解决思路探讨,以实现矿井的长期可持续发展。     

我国煤矿区土地复垦与生态重建研究

文章分析了煤炭开采对生态环境破坏的特征,将采前生态系统类型与采矿扰动因子列为矿区生态破坏类型划分的两个重要因素,并对煤矿区生态破坏类型进行了划分;回顾了我国矿区土地复垦研究历程,简要介绍了各阶段所取得的标志性成果;在矿区土地复垦评价与规划、复垦土壤重构、矿区土地复垦界面要素演替规律、矿区生态重建原理等方面的研究为土地复垦科学化提供了强有力的理论支撑;矿区土地复垦技术不断创新,初步形成了地下开采矿山充填复垦与非充填复垦、露天开采矿山剥采复一体化、矸石山绿化、复垦土壤剖面重构、植被恢复的技术体系;综合目前该领域的研究现状和存在的问题,提出了我国矿区土地复垦与生态重建的重点方向.