河北省关闭煤矿山生态修复途径探讨

　　[摘要]近年来，越来越多的煤矿面临关闭或已关闭，产生了一系列的地质环境问题。在对河北省主要矿区关闭煤矿山多要素调查的基础上，阐述了煤矿关闭退出后存在的各种地质灾害与残存可观的矿井资源。以关闭矿山生态修复为目的，详细分析了矿区生态环境和资源综合利用现状。分别从地质灾害防治、残存剩余矿井资源、地形地貌景观和土地资源占用等方面，提出了建立关闭煤矿生态监测系统，编制地质环境调查、评价、资源利用指南和煤矿剩余资源再利用等方面的建议。

　　[关键词]关闭煤矿山;生态修复;剩余资源;地质灾害

　　0引言

　　煤炭是我国的主要能源，经过长期大规模地开采，许多煤矿资源趋于枯竭，或已枯竭关闭，或因政策关闭，从而形成转型煤矿。在“十三五”期间，中国关闭煤矿数量多达5500余处、退出落后煤炭产能10亿t/a以上。中国工程院重大咨询项目“我国煤炭资源高效回收及节能战略研究”预测：到2030年，我国去产能关闭煤矿数量将达到15000处[1]。“十四五”规划提出生态文明建设实现新进步，污染物排放量持续减少，进一步对关闭煤矿山生态修复制定目标导向[2]。

　　煤炭开发为国民经济发展带来了巨大财富的同时，也产生了一些矿山问题。早期煤炭的大规模开发，再加上有小、乱、散、粗放型开采，构成了诸如工业广场废弃、大量土地压占、地表塌陷、煤矸石污染、水土流失、景观破坏严重等一系列矿山环境问题[3]。随着国家淘汰落后产能和化解过剩产能政策的实施，大批煤矿被关闭。关闭煤矿区域的自然生态环境遭受严重破坏，迫切需要对关闭矿区进行生态恢复工作的规划和研究。

　　1河北省关闭煤矿现状

　　“十三五”期间，河北省去产能工作围绕坚决去、主动调、加快转，开展了大量的相关工作。近年来，河北省按照国家供给侧结构性改革部署开始实施化解过剩产能工作，制定了多项淘汰落后产能、化解过剩产能等政策[4]。2016—2020年5a期间，河北省实际化解煤炭过剩产能146处，其中关闭煤矿139处、缩减产能7处。截至2020年底，河北省剩余煤矿为64个，其中生产矿井34个，含大型矿井19个、中型矿井11个、小型矿井4个。

　　1.1地质灾害问题

　　在过去几十年的时间里，由于煤炭资源的大力开采，对河北省水资源、土壤环境和生态环境造成了严重的影响。其中地质灾害主要体现在地面塌陷、采煤沉陷坑、地裂(群)缝等。水资源的破坏主要体现在地下水平衡遭到破坏、水位下降加重用水负担、岩溶水系统调节功能衰退、第四系孔隙水反补给岩溶水等。

　　1.2地形地貌景观和土地资源占用与破坏问题

　　煤炭长期开采形成的采空区引发大范围的地面塌陷，大气降水汇集到塌陷区形成积水区，破坏原有农田、林地等，改变了原始地形地貌。此外，煤炭开采过程产生的煤矸石等固体废弃物严重破坏了矿区原生地形地貌景观，尤其是一些位于重要自然保护区、景观区、居民集中生活区、重要交通干线、河流湖泊两侧可视范围内的周边矿山，对区域景观环境造成的影响越来越受到关注。这些矿山在生产期间产生的扬尘更是形成近两年河北省雾霾天气的因素之一。

　　1.3关闭煤矿剩余资源

　　在煤矿关闭后，剩余了大量的资源，包括赋存剩余煤炭、煤层气、煤矸石、矿井水、废弃土地、地下空间、地热等。对河北省主要矿区关闭煤矿山多要素调查的基础上，初步掌握了研究区主要关闭煤矿剩余煤炭资源、土地、煤层气(瓦斯)、遗留物资、矿井水、地下空间、煤矸石等资源情况。

　　2国内外关闭煤矿生态修复成功案例

　　2.1国外对关闭煤矿山生态修复成功案例

　　早在第二次世界大战前，美国及其他发达国家就已出台了相应的政策法规，以强制执行采矿后生态修复。如1977年颁布的SMCRA法规更成为其他国家的学习典范。其中德国、荷兰、英国等发达国家主要针对各个关闭煤矿山的空间资源、地面资源、矿井水等资源进行利用改造，开拓了关闭矿井资源化再利用改造生态的模式，取得了一些成功的案例。如：德国将大型工业基地改造为一个以煤-铁工业景观为背景的大型景观公园;结合关闭煤矿遗留的工业遗迹，新建了一个大型的购物中心，同时开辟了一个工业博物馆。

　　2.2国内对关闭煤矿生态修复成功案例

　　我国对关闭煤矿山生态修复工作萌芽于上世纪50年代末，起步发展在20世纪80年代后期，直到现在技术逐步成熟。煤矿开采不仅造成了土地资源和生态环境的破坏，还严重影响到了矿区社会的经济发展。在过去几十年对关闭煤矿山生态修复治理过程中，有效地恢复和保护了开采沉陷区的生态环境，取得了一些很好的成绩。如：徐州贾汪潘安湖风景区利用采煤沉陷区，按照“宜农则农、宜水则水、宜生态则生态”的原则，形成层次丰富、空间景观丰富、植被物种丰富的生态湿地空间;河北省邢台市利用集中能源邢东矿采空区，建立集多元化一体的园博园。

　　3河北省关闭煤矿生态修复途径

　　随着科技进步，在全球范围内关闭煤矿山的生态修复技术包括受损土地恢复[5]、废弃矿井资源再开发、合理开发和保护未利用废弃地、地质灾害防治、生态景观建设等都有了显著的发展和进步，为我国产业转型和可持续发展提供了理论支持和实践经验。以下从关闭煤矿山地质灾害防治、地形地貌景观和土地资源占用与破坏、废弃矿井资源再利用等3个方面进行途径探讨。

　　3.1地质灾害防治途径分析对采矿造成的地面塌陷、地裂缝等土地破坏情况进行定量分析和评估，为科学、合理地选择复垦方法、方案及耕地损失补偿等提供决策依据。土地复垦与生态重建要按照“宜平则平，宜深则挖，宜充则填”的原则，因地制宜部署塌陷地区土地复垦工程。总结出采煤塌陷地的治理恢复方案主要包括6种模式：①深沉陷区水面养殖复垦整理模式;②浅沉陷区复垦造地种植模式;③煤矸石充填沉陷区复垦建筑用地模式;④粉煤灰充填沉陷区复土营造人工林复垦模式;⑤深浅交错未稳定沉陷区用于鱼鸭混养、果蔬间作的复垦模式;⑥利用大水面沉陷区兴建水上公园复垦模式。

　　3.2剩余资源再利用途径分析河北省主要矿区关闭后，剩余了可观的土地、矿井水、地下空间、剩余煤炭、煤层气、煤矸石等多种资源，特别是土地资源与剩余煤炭资源量的利用，在地表残留了大量的废弃设备与土地资源。这些剩余的设备与土地资源均可以再度使用，若直接对这些煤矿进行彻底关闭与废弃，不仅会造成资源的巨大损失，还会影响到生态环境及当地的可持续性发展[6]。

　　关闭煤矿资源再利用主要体现在综合利用剩余的如下资源：地下空间的抽水蓄能发电，对剩余煤炭资源进行地下气化，矿井水再利用(包括地下水原位或抽出净化与利用技术、地下水库技术及地下水热联用技术)，关闭煤矿瓦斯抽放技术等，使得这些资源可以变废为宝。

　　3.3地形地貌景观和土地资源占用途径分析建议以景观恢复和土地资源开发为主[7]。在城市发展区周边，结合城市发展，通过对废弃矿山的工程整治，改变成可供利用的土地资源;自然保护区、风景名胜区、地质公园和文物古迹保护区内，通过山景、水景、人文景观的再造和遗迹资源的保护，挖掘或创建新的旅游资源，建立休闲度假胜地或环境生态园区;交通干线两侧覆土绿化，恢复或重建生态景观。

　　4河北省关闭煤矿山生态修复途径建议

　　关闭煤矿区域生态环境并非一成不变，可能由于持续沉陷或其他因素发生较大变化，也可能达到相对稳定的状态，而维持一种平衡。建议在维护良好的地质环境、降低和避免地质灾害风险的前提下，采用多种手段和办法，对煤矿山开采形成的地质灾害成因、数量、强度、范围和后果进行监测，使得地质环境保护、治理与关闭煤矿地质资源的开发利用有机结合起来，最终形成“山水林田湖草”相间的格局。

　　4.1建立关闭煤矿生态监测系统建立关闭、生产矿井环境监测网络，实现矿井动态信息有效管理，为后续的资源开发、利用、环境保护提供基础信息。开展关闭、生产矿井基础数据库建设，构建动态的煤矿资源、环境管理系统，为资源的精准利用和规划部门提供决策支持。

　　4.2编制地质环境调查、评价与资源利用指南编制关闭煤矿山地质环境调查、评价与资源利用技术指南，构建关闭井工矿地表形变预测方法及柱式采空区煤柱稳定性评价方法，研发关闭矿井地质灾害治理关键技术与材料，保障关闭井工矿地面建构筑物及土地再利用安全，促进河北省在闭坑矿井地质环境监测、调查、评价、资源再利用、环境管理方面的规范化。对已经关闭的煤矿，完善闭坑管理，实现关闭煤矿资源利用与生态保护协同发展;对即将要关闭的煤矿尽快开展关闭矿井资源再利用规划，充分衔接生态环境保护相关规划，提前编制资源再利用及生态修复方案。

　　[参考文献]

　　[1]周宏轩，陶贵鑫，徐辰，等.中国关闭煤矿区域生态恢复规划进展[J].科技导报，2021，39(3)：18-28.

　　[2]陶贵鑫，周宏轩，孙婧，等.关闭/废弃煤矿的生态修复研究进展及展望[J].中国矿业，2021，30(5)：12-19.

　　[3]陈中山，杨彪.河北省关闭煤矿“生态闭井”及关键技术探讨[J].煤炭与化工，2021，44(2)：6-15.

　　[4]陈中山.邯邢地区关闭煤矿山剩余资源及再利用途径探讨[J].中国煤炭地质，2020，32(9)：116-121.

　　[5]张海珍，王琳，聂清莉，等.基于干扰理论的重庆市关闭煤矿废弃地生态修复策略与方法研究[J].矿业安全与环境，2020，47(4)：122-126.

　　[6]袁亮，姜耀东，王凯，等.我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用的科学思想[J].煤炭学报，2018，43(1)：14-20.

　　[7]杨利平.采煤沉陷对土壤生态修复的影响[J].能源科技，2021，19(3)：27-29.

　　作者：张素朋

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