煤矸石综合利用是山区煤矿节约用地的重要途径

煤矸石是我国排放量最大的工业废渣之一,不仅占用大量土地,而且严重污染环境.本文从福建省天湖山煤矿实践中总结出了利用煤矸石发电,让其变废为宝,对不可用来发电的煤矸石,通过整治,不但改善了矿区的生态环境,同时也为山区煤矿节约用地找到了一条有效途径.     

贵州水城煤矸石风化土壤-农作物系统中汞分布规律研究

通过冷原子荧光方法测定了贵州水城汪家寨煤矿和那罗煤矿不同年限的煤矸石风化土壤及农作物中总Hg含量和甲基汞含量,并采用BCR连续提取法分析了煤矸石风化土壤中汞的不同赋存形态,系统地对此矿区煤矸石风化土壤-农作物系统中汞的分布规律及其环境效应进行了研究。结果表明,煤矸石风化土壤样中汞含量范围在0.07～1.06 mg.kg-1之间,和pH值存在显著负相关关系（r=-0.68,P〈0.01）。风化年限较长的煤矸石土壤汞浓度接近对照点自然土壤汞含量,而在风化年限较短的煤矸石风化土壤中,大部分样品汞浓度超过了国家Ⅱ类土壤环境标准,不宜在上面种植食用的农作物。煤矸石风化土壤中甲基汞含量在0.52～2.68μg.kg-1之间,和总汞存在显著正相关关系（r=0.65,P〈0.05）。煤矸石风化土壤中汞主要以有机/硫化态和残渣态存在,风化年限较短的煤矸石山土壤中酸交换态汞浓度及比例都明显高于老煤矸石山。虽然汪家寨煤矿风化年限较短的煤矸石山土壤存在着较高的汞含量,但其上种植的马铃薯、玉米、菜豆的汞含量均没有超过国家标准食品中Hg限量值,然而高于风化年限较长的煤矸石山中同类植株的汞含量。     

植被自然恢复对煤矸石堆场Fe/Mn淋溶迁移的影响及其作用效果

[目的] 探讨植被自然恢复下植被类型对煤矸石堆场Fe,Mn淋溶迁移的影响及其作用效果,为煤矿区煤矸石堆场的生态环境治理及生态修复提供科学依据。[方法] 通过对贵州省中部废弃煤矿区不同植被条件下煤矸石堆场地表径流进行采样分析,同时通过移植煤矸石堆场上生长的马尾松、光皮桦和类芦进行盆栽试验以及采集基质渗透水样品。[结果] 马尾松、光皮桦及类芦生长的煤矸石基质渗透水和煤矸石堆场地表径流水中Fe,Mn含量均显著地低于无植物生长的煤矸石,煤矸石堆场植被自然恢复后地表径流水中Fe,Mn含量下降率分别达45.27%~85.60%,60.17%~90.13%,植被作用效果的大小顺序为：马尾松幼林 > 阔叶树幼林 > 类芦草丛。同时,马尾松幼林、阔叶树幼林、类芦草丛煤矸石堆场地表径流水中泥沙含量分别比无植被裸露的煤矸石堆场平均减少了40.18%,30.67%,27.91%。煤矸石中矿物颗粒态Fe,Mn的迁移量也出现明显的降低。[结论] 植被自然恢复能显著地减少煤矸石堆场Fe,Mn向水体的迁移及改善废弃煤矿区地表水环境质量。植物生长,特别是马尾松生长对减少煤矸石中Fe向水体迁移产生的环境效应大于Mn。     

重庆市煤矿开采区土壤侵蚀特征及水土保持模式研究

煤矿开采区土壤侵蚀属典型的人为加速侵蚀类型,重庆煤矿开采区典型土壤侵蚀主要集中在矸石山和塌陷区两个侵蚀地貌单元。矸石山土壤侵蚀特征主要表现为在时间上随堆积年限的增加,土壤侵蚀程度减小;在空间上山体坡度减缓、稳定性增强。根据矸石山的立地条件和主要限制因子特点确定其治理难度,并按极难治理型、难治理型、易治理型三类建立植被恢复型水土保持模式。塌陷区土壤侵蚀特征主要表现为过程缓慢、破坏作用强及影响范围大等特点,根据塌陷区土地复垦后的利用类型可分为农业复垦区、林业复垦区、建设复垦区,分别建立煤矸石充填复垦型水土保持模式。植物吸附和铺设粘土层的方法可改善矿区土壤和水体的重金属污染,提高生态环境质量。     

双鸭山煤矿生态环境问题及防治对策

简要介绍了煤矿的资源生产情况,分析了煤矿地面塌陷威胁社会经济安全,煤层气抽放破坏大气环境,煤矸石露天堆放污染生存环境,地下水抽干排放危机水资源,水土流失恶化生态环境的问题;总结当地环境保护与治理经验,借鉴国内外环境地质研究成果与先进技术,提出了提高现代生态意识,完善法制和监督管理;建立长效预防机制,降低生态环境污染影响;建立生态补偿机制和生态环境建设责任制;建设资源节约型矿区工业经济发展模式;增加资金技术投入,提高生态环境建设水平,促进可持续发展的措施建议。     

煤矸石障蔽防风固沙效益研究

通过调查分析采用煤矸石搭设沙滩的防风固沙效益,证明煤矸石沙障在增大地表粗糙度,降低风速,减轻风蚀等方面的作用显著。既为沙地煤矿区矸石的处理和利用开辟了新途径,又为沙地煤矿区的治理提供了依据。     

黄土高原彬长矿区土壤侵蚀特征及其与环境变化的关系

黄土高原矿区煤炭产量占全国70%以上,大规模开采活动导致区域内生态环境退化与土壤侵蚀加剧。然而,当前鲜有矿区土壤侵蚀时空特征及其与环境变化关系的定量研究,限制了煤矿区土地复垦与生态修复进展。为了探究矿区土壤侵蚀特征及其与环境变化的关系,为黄土高原煤矿区生态环境治理提供理论指导,该研究以彬长矿区为研究区,利用修订的通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)分别模拟了矿区全区2003—2019年及沉陷区2014—2019年土壤侵蚀速率,探究了矿区全区及沉陷区土壤侵蚀特征,定量研究了降雨、地形和植被对土壤侵蚀的影响。结果表明：1)2003—2019年间,彬长矿区土壤侵蚀速率整体呈显著上升趋势(P<0.05),年份间差异较大,2003年土壤侵蚀最为严重,侵蚀速率为85.56 t/(hm²·a),2009年侵蚀程度最低,侵蚀速率为15.54 t/(hm²·a)。微度、轻度侵蚀主要分布于城区、黄土塬和河流阶地等平坦地区,其空间分布在不同年份间基本保持一致,其余侵蚀类型主要分布于煤矿开采区...     

煤矸石山复垦的恢复生态学研究

煤矸石山是矿业废弃地中对矿区环境破坏最为典型的一种类型,其立地条件极其恶劣,植物生长困难。煤矸石山生态治理及其存在的主要问题:缺乏对植物生长限制因子的系统研究和立地条件评价指标体系的建立;对生态恢复中的新方法、新技术的应用缺乏理论上的总结和提高;现有的研究中缺乏对生态系统及生态恢复具有可操行作性的监测、评价指标;煤矸石山本身的立地条件极端恶劣——高温、干燥、土壤贫瘠。论述了恢复生态学的主要理论及煤矸石山生态恢复中的整形整地技术、酸性改造技术、覆土技术、绿化技术及要点。简要介绍了煤矸石山复垦中的恢复生态学研究领域。     

煤矿废弃地与沉陷区生态恢复初探——以蒲县东河煤矿为例

以蒲县东河煤矿为例,实地调查了煤矿废弃地及沉陷区对生态环境的影响,针对目前的治理现状,提出了矿区不同废弃地与沉陷区的生态恢复治理措施。     

基于植被重建的宁东矿区煤矸石山立地类型及其特征

[目的]研究煤炭开采形成的煤矸石山占压土地并造成的地表植被破坏,正确划分煤矸石山立地类型,为矿区生态恢复与重建提供依据。[方法]以宁东矿区煤矸石山为研究对象,选取微地形、海拔、覆土厚度、土壤质地等10个立地因子进行调查分析,利用主成分分析和聚类分析等方法,划分煤矸石山立地类型。[结果]应用主成分分析法确定出主导立地因子为:微地形、覆土厚度、土壤质地;再依据主导因子对研究样地进行聚类分析划分出宁东矿区煤矸石山3个立地类型组,5个立地类型亚组,8个立地类型。煤矸石山平台面积较大,边坡坡度32°～40°之间,覆土厚度多在30 cm以上,土壤田间持水量16.82%～34.85%,全K含量34.29～46.61 g/kg,属于极高水平,全P含量0.31～0.62 g/kg,为中下或低水平,而土壤有机质、全N含量均属于极低水平,煤矸石山土壤偏碱性。[结论]在宁东矿区煤矸石山重建时应因地制宜,覆土砾石含量较少时,选择以乔木为主的乔灌型混交模式,或以灌木为主的灌木林或灌草型;砾石含量较多时,选择以草本为主的灌草型;土壤为轻砾石土时,撒播草籽。     

施用腐殖酸对煤矸石养分释放的影响

煤矸石是一种潜在的资源,在现有技术条件下无法快速处理的大量煤矸石裸露堆放造成占地及生态环境问题,已成为矿区生态环境治理关注的热点。煤矸石山的植被恢复是其原位保存的最有效办法。腐殖酸作为腐殖质的主要组成成分对改善不利的植物生长环境具有积极作用。为探讨腐殖酸对煤矸石养分释放的影响,采用室内培养试验方法,研究了添加不同浓度腐殖酸及不同培养时间下煤矸石的pH、电导率(EC)变化及氮、磷、钾速效养分的释放特征。结果表明:相对于不添加腐殖酸处理(CK),添加腐殖酸的煤矸石pH明显升高,最高达到7.77,而EC急剧下降,平均为126.13μS/cm,比CK的平均EC下降77.81%;添加腐殖酸的煤矸石速效磷和碱解氮均大幅度增加,速效磷含量平均为CK的2.33倍,碱解氮含量最高达到CK的1.94倍;速效钾含量相对于CK也有一定增加;添加的腐殖酸浓度越大,促进煤矸石养分释放效果越好;在培养期间,各项研究指标值总体表现"V"和"N"形,在后期逐渐呈现稳定作用趋势。煤矸石具有一定养分供给潜力,腐殖酸添加到煤矸石中可以提高其植物养分可获得性。     

七台河市城矿区生态环境防治策略

七台河市土壤侵蚀面积1 184.1 km2,采空塌陷面积185 km2,工矿区水土流失面积61.08 km2。分析了城矿区水土流失的主要形式、分布与发展趋势、地面塌陷态势、煤矸石堆积侵蚀、水资源流失、生态恢复与治理难度等特点;简述了水土流失对水土大气资源环境和社会经济发展环境的危害;借鉴国内外城矿区水土流失防治途径与模式,在强化宣传和法制建设、多途径筹措治理资金、科学布设防治措施、塌陷区的整治复垦、水资源的节约保护方面提出了防治对策。     

煤矸石山重金属元素研究进展

对煤矸石及其周围土壤、水体、大气,以及煤矸石山上植物体中重金属元素的有关研究分析表明1)我国大多数矿区煤矸石属于普通固体废弃物,重金属元素超标倍数不大;2)煤矸石山对周围土壤、水体、大气影响较小,但其本身不宜生产具有食用价值的植物产品;3)煤矸石植被恢复后,大多数植物体内重金属元素含量超过蔬菜限量物质指标.     

板集矿区生态恢复规划研究

无论是矿井式采矿还是露天采矿,煤矿开发必然引起区域地形、地貌的变化,造成采空塌陷,从而对生态系统施加不确定的影响。在煤矿开采项目设计阶段,对矿区土地进行生态恢复规划,可最大程度降低这种影响。论文以板集煤矿开发项目为例,在对矿区生态影响预测的基础上,设计了一套预防性、治理性、复垦土地利用和生态环境监测一体化生态恢复规划方案,以期实现对煤矿开发生态影响的全过程控制。     

煤矿复垦区重构土壤溶解性有机碳空间分布特征

为探究煤矿复垦区重构土壤中溶解性有机碳(DOC)含量的空间分布特征,以淮南潘一矿区煤矸石山和周边复垦区林地土壤为研究对象,从空间分布和颗粒组成上,分析了煤矸石山山顶、山腰和山脚的煤矸石风化物及周边林地土壤中DOC的含量。结果表明:自上而下山顶、山腰、山脚的煤矸石风化物中DOC含量呈递减趋势,并随采样深度的增加而增大;但林地土壤中DOC含量随采样深度的增加而减少。不同粒径颗粒物中DOC含量分布不同,煤矸石风化物和林地土壤均以细砂(0.2~0.05 mm)DOC含量最高,石砾(10~2 mm)DOC含量最低。在雨水淋溶作用下,煤矸石风化物对周边土壤DOC含量贡献较大,距离山脚1~100 m范围,随着距离的增加,土壤中DOC含量由325.46 mg/kg减少至177.89 mg/kg,煤矸石风化物对周边土壤DOC含量的贡献率由85.78%降低到1.54%,在距离山脚100 m处土壤中DOC含量已接近正常对照土壤含量。     

神东矿区生态环境综合防治体系构建及其效果

 神东矿区地处毛乌素沙地,具有水资源短缺、生态环境极其脆弱的自然特征。针对神东煤矿土地沙化防治与水土流失治理、地表生态系统优化与开发、煤炭开采中水资源保护与净化、煤矸石减排与利用、煤层自燃预防等问题开展研究,探索采用生态上合理、经济上可行和社会可接受的煤炭资源开发、植被恢复、矸石热能利用等综合技术体系。在煤炭资源开发经济效益不断增长的同时,矿区植被覆盖率由开发前的3%～11%提高到目前的59.4%,矿区风沙危害得到明显扼制,平均侵蚀模数由开发前的1万t/（km².a）左右降低到目前的1500 t/（km².a）左右。矿井水重复使用量为496万t/a,吨煤出矸石率由20%降低到5%,年均发电消耗矸石800万t,发电43.6亿kW.h。     

肥城煤矿区的地面塌陷及其治理

<正> 肥城县煤矿区位于县境内北部,东西长22公里,南北宽2～7公里,储煤面积98.58平方公里,总储量11亿吨。煤田含煤地层属石炭二迭系,煤层均被第四纪冲积层覆盖,厚度250～450米,底盘为奥陶系灰岩,共有煤层16层,其中可采煤有10层和两个分煤层,平均可采煤厚度为11.5米。肥城煤矿区现有地方煤矿4座,省属煤矿8座,年产煤500万吨,到1990年共产煤9700万吨,产煤矸石1300万吨。矿区跨石横、王瓜店、湖屯、老城四个乡镇的51个行政村。     

黑龙江省煤矿区的生态环境问题及利用途径

以鸡西、鹤岗、双鸭山、七台河四大煤城为例,分析了黑龙江重点煤矿区长期开发生产酿成的植被破坏、水土流失、环境污染、设施毁损和资源紧缺等系列问题,结合国内外煤矿区综合防治利用经验,提出了黑龙江矿区综合防治利用途径—将煤矸石的资源化利用,做水泥填充料或烧砖等,矸石山客土绿化;塌陷区土地的整治与合理利用路线是深做鱼塘浅造田,运用景观生态学和地貌美学的理念,变革煤矿区生态建设和开发思路,充分利用矸石山和采煤塌陷形成的水体,积极发展旅游业。     

矿区水土流失特征及生态修复

据辽宁省有6 881个矿点调查分析,矿区水土流失面积占全省强度以上级侵蚀面积的17.73%。黏土类矿区植被盖度恢复不足15%,其它矿区的排岩场十几年植被盖度也难以恢复到10%。露天矿开采后平均坡度高达52°。排岩场地温与对照相比,夏季高3℃~7℃。矿区极端最高温度比对照高6℃,极端最低气温低于对照9℃以上。矿区岩土含水量雨后最高仅为12.53%,煤矸石含水量低于8.0%。排岩场的蒸发量远高于对照,但相对湿度显著低于对照。表明矿区气流运动剧烈,土壤、空气中的水分损失迅速,植被多因生理缺水而死亡。矿区植物在春、秋季易受冻害,夏季又易受灼伤。建议政府相关部门强化执行矿区生态恢复政策,使全省矿区的水土流失治理在政策上得到有效保证。建议科研单位积极研究适宜矿区生态修复—防滑坡、能蓄水保土的工程构件,为植物措施创造前期生存条件;研究遴选适宜矿区生态修复的耐干旱、耐贫瘠、耐高温的树草种……出台具体、科学实用、经济可行的治理技术,尽快在全省推广。     

青海圣雄煤矿煤矸石堆积对周边高寒湿地植被和土壤的影响

针对青海江仓圣雄煤矿开采产生的煤矸石堆积对多年冻土区高寒湿地的影响,本文通过地面调查、取样比较,研究分析了矿区周边高寒湿地植被和土壤特征对煤矸石山堆积的响应。结果表明,矿区煤矸石堆积的4 a时间已经对周边近、中、远不同距离(300、650、1 000 m)高寒湿地植被和土壤产生了一定程度的影响,引起原生莎草类盖度和高度减小,靠近煤矸石山区域的牧草高度降低,中距离杂草平均高度比近距离高2.65 cm。矸石堆积造成周围土壤容重增加,全氮和有机质含量逐渐减少,远距离0～10 cm土层全氮和有机质平均含量分别是近距离的1.16倍和1.20倍。高寒湿地土壤真菌和放线菌数量减少,0～10 cm土层近距离样区真菌数量仅为中距离的51.8%,中距离样区放线菌数量分别是近距离和远距离的4.32倍和3.4倍。除Zn以外,煤矸石堆积没有显著影响土壤As、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Cd等7种重金属元素含量。随机森林算法分析表明,杂草类高度、Zn含量、土壤容重、莎草盖度、有机质含量是煤矸石堆积对周围高寒湿地影响的主要因子。