露天煤矿生态重建技术研究——以黔北某露天煤矿为例

土地资源是国家重要的自然资源,土地资源的合理开发利用有力地支持了国民经济的发展。但在闭坑的露天煤矿中,对矿山地形地貌、土地资源、生态植被等影响较大,为促进生态可持续发展,应积极采取自然恢复、辅助再生、生态重建等措施,及时对损毁区域进行生态修复,改善生态环境。实现煤炭开采扰动区域的地质环境达到稳定、损毁土地得到治理利用、生态系统功能得到恢复和提升、废弃资源得到综合利用等目标。本文以黔北某露天煤矿为例,通过采取生态重建技术该露天煤矿进行修复,恢复耕地33682 4 hm2,林地14262 6 hm2,农村道路1389 7 hm2,公路用地0271 8 hm2。通过地貌重塑、土壤重构、植被重建等生态重建技术对矿山损毁区进行修复,以期为同类型矿山生态修复提供借鉴。     

陕北毛乌素沙地生态修复效果分析

应用“3S”技术与土壤化学方法,对毛乌素沙地榆林市境内区域的沙质荒漠化土地进行了近45年来变化研究与生态修复效果分析,研究结果表明:研究区土地的沙质荒漠化强度以轻度、中度为主,治理方式以人工修复为主;1975—2019年沙质荒漠化的分布面积与强度呈现先快速发展而后逆转的变化特征。其中,1975—2007年沙质荒漠化的发展与过度放牧、荒地开垦及矿产资源开发等人类活动及强度密切相关。2007—2019年的逆转与生态调控政策及治理工程的实施密切相关。人工修复地区的土壤养分含量优于自然修复地区,在同等背景的自然修复条件下,不同成因的沙质荒漠化土地土壤养分含量有一定区别。采用人工修复与自然修复相结合的方式,以人工修复促进植被自然修复能力,是研究区有效的生态修复方式。     

高寒灌丛草甸区的弃渣体场地生态修复技术研究

川藏铁路的建设将带来大量弃渣堆积,弃渣场裸露边坡会造成一系列生态地质问题,本文以高寒灌丛草甸区的弃渣体场地为例进行了生态修复技术研究工作.首先分析了工程区生态恢复的关键制约因子,在明确高寒灌丛草甸区域特点的基础上,采用原有植被移植利用技术和建植修复技术方案.在弃渣场生态修复上做到人工修复与自然恢复相结合,充分利用自然的...     

重建植被视角下露天煤矿区土地复垦演替过程及管控模式研究

重建植被在能量交换与生态循环中发挥着重要作用,其动态变化可表征煤矿区生态系统受扰动和修复的广泛细节。从植被的不同扰动状态(未扰动状态、采煤扰动状态、复垦恢复状态和修复后状态)出发,分析了煤矿区重建植被演替的6种情景：高效恢复至成熟型、低效恢复至成熟型、高效恢复而后退化型、高效恢复发展型、低效恢复发展型与无效恢复型。通过模拟重建植被发展的阶段性特征,将煤矿区土地复垦全生命周期划分为：未复垦期、土地复垦发展期(复垦初期、快速发展期和稳定发展期)和成熟期。再对不同恢复阶段的重建植被分别设置判断标准,提出煤矿区土地复垦关键保护区域的识别思路,据此确立煤矿区土地复垦管控的4种修正模式：生态保育、生态管护、生态修复、生态重建。并以黄土高原山西平朔大型露天煤矿区为研究区开展应用分析,在学习掌握重建植被发展规律基础上,通过判断土地复垦模式与矿区生态系统演变机理的适应性水平,具体落实平朔露天煤矿复垦排土场集群区生态保育、生态管护、生态修复和生态重建等4大修正模式的具体管控措施。本研究归纳了露天煤矿区重建植被动态发展的演替规律,并据此提出加强土地复垦管控的修正模式,可为国家绿色矿山建设提供方法论基础。     

渭北旱腰带历史遗留废弃矿山生态现状与生态修复模式研究

通过研究陕西渭北旱腰带历史遗留废弃矿山生态现状,梳理存在的矿山地质环境问题,分析研究区矿山生态修复的水资源和土资源条件,建议在研究区采用植被功能优化技术、历史人文景观功能融合提升技术、硬岩边坡修复技术以及生产与历史遗留废弃矿山协同治理技术,推进研究区生态修复。     

空间治理视角下露天废弃矿山生态修复路径研究

基于我国露天废弃矿山生态修复工作现状以及废弃矿山造成的压占污染土地资源、次生地质灾害、水生态环境破坏、植被生态系统破坏等问题,研究了当前国土空间生态修复视角下露天废弃矿山的地质安全隐患治理、水生态系统恢复治理、污染土地治理与开发、空间综合开发利用修复路径,提出了编制废弃矿山整体指引性规划、制定"一矿一策"精准制定恢复策略、鼓励市场化方式推进矿山生态修复的建议.     

福建漳州角美地区花岗岩矿集区开发修复治理遥感监测

以漳州角美花岗岩石料开采集中区为研究区域,结合多源多时相遥感影像与GNSS矿山巡查统计数据,分析采矿权截止前后开发利用变化情况、矿山巡查结果以及不同矿山恢复治理措施下植被生长特征。结果表明区内矿山开发占损土地规模呈增大趋势,扩大面积主要来源于固体废弃物堆排;人工治理面积远超自然恢复区域面积,且植被生长量同样高于自然恢复区。在矿山巡查中恢复治理区域范围内均已得到整治,并做好警示防护设施以及采坑边坡危岩体的清除,至今未发现违法开采行为。     

基于植被区划和生态敏感性的中国煤矿生态恢复策略

煤炭是我国的主要能源,也是我国长期以来发展的最重要驱动力,并且在未来很长一段时间内将继续作为我国社会与经济发展的主要能源。但我国长期的煤炭开采活动已经对生态环境造成严重破坏,亟待进行全面生态恢复。目前,我国煤矿生态恢复大多局限于一处或几处矿区这类小尺度范围,缺乏国土空间层面的生态修复规划,相应的生态恢复策略也仍待明确。煤矿生态恢复是一项全国性系统生态工程,应以“借自然之力恢复自然”为理念,以当地生态敏感性问题为依据,以停止破坏自然生态系统并且继续提供生态系统服务为宗旨,以改善矿区人居环境质量为出发点。全国煤矿生态恢复策略的制定基于以下4个方面:第一,以我国植被区划为基础,因地制宜地选择潜在植被类型;第二,计算归一化综合生态敏感性(NIES)用以表征煤矿生态恢复紧迫性,再借助空间自相关性分析判断不同NIES煤矿的聚集关系与模式;第三,对煤矿和当地人口分布情况进行缓冲区分析,得到煤矿生态恢复的获益人口;第四,将煤矿的NIES和煤矿恢复获益人数进行聚类分析,判断煤矿生态恢复的优先区域。综合上述结果,根据我国煤矿的空间分布情况分区域制定相应的生态恢复策略。      

基于主导生态功能的江西省国土空间生态修复分区研究

以地域分异特征、主导生态功能、典型生态问题为基础依据,探讨江西省国土空间生态修复分区,为江西省编制和实施生态修复规划、实现国土空间管控提供科技支撑。在研究方法上,以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等理论为指导,基于主体功能区划和生态功能区划,综合“三生”空间实际生态问题及综合整治需求,采用多因素综合空间分析法,“自上而下”和“自下而上”相结合,实现国土空间生态修复三级分区。研究结果表明,可将江西省国土空间生态修复区域划为赣北平原湖泊生态修复区、赣中丘陵盆地生态修复区、赣西山地丘陵生态修复区、赣南山地丘陵生态修复区、赣东丘陵山地生态修复区5个大区及24个亚区和42个修复小区。通过江西省国土空间生态修复三级分区,摸清国土空间地域特征,明确生态主导功能,确定生态修复重点区域,承上启下,为实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据,为实现国土空间整体保护、系统修复、综合治理提供科技途径。     

喀斯特地区煤矿酸性废水(AMD)综合治理研究

贵州重安江流域皮陇河源头区采矿形成的煤矿酸性废水(AMD)对地表及地下水造成严重污染。由于地处碳酸盐岩发育区,岩溶作用极其发育大大增加了AMD治理难度。基于喀斯特地区煤矿AMD治理项目实践,根据AMD产生和污染机理,结合区内地质环境条件和先进生态修复理念,采用生态修复综合技术对区内一系列生态环境问题进行系统治理：源头区采用“主动治理”技术,使用生石灰对AMD进行中和,对煤矸石等尾矿进行无害化封存填埋的同时修复相对隔水层杜绝源头AMD产生;末端采用“被动治理”技术综合应用,使用石灰石修筑可渗透反应墙、沉淀反应池、可渗透反应岸和生态湿地等工程,对AMD系统收集、逐级净化;同时在人工湿地中利用微生物、植物和水生动物联合作用对水体重金属离子逐级去除并恢复水生生态系统功能。治理后水体pH值由2.54～3.90提升至7.10～8.19,多呈弱碱性,Fe离子浓度由137.51mg/L下降至0.24mg/L,净化率达97.76%,重金属离子Hg、Zn、As等均得到净化。目前治理工程运行稳定且寿命随时间推移而延长,这一实践经验对喀斯特地区煤矿AMD治理具有重要推广应用价值。     

矿采对高寒草地的影响及植被恢复技术

矿业废弃地的复垦已成为中国当前面临的紧迫任务之一。针对青藏高原植物生长期短,矿渣的砾质性、松散性和土壤贫瘠性植被生长的自然环境的约束瓶颈,通过研究生态脆弱区矿业废弃地的修复治理进程,总结提出了青藏高原典型矿山废弃土地的生态修复和植被重建的治理模式,凝练筛选出关键技术,为高寒高海拔矿区的地质环境治理和土地复垦提供技术参考。     

论中国煤炭地质勘查工作在新条件下的定位与重大研究问题

煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料,新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求,为国家探明了急需的煤炭资源,保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果,分析了当前新条件下煤炭地质工作发展面临的重大研究问题,明确了煤炭地质勘查工作定位,提出“1个理论、10个主要技术”的重点攻关研究思路,拓展了煤炭地质勘查工作的研究范围,对保障煤炭资源在我国经济和社会发展中发挥好“稳定器”和“压舱石”作用具有重要研究意义。研究认为：(1)新条件下煤炭地质勘查工作已由以保障煤炭能源资源安全为主发展为既要保障煤炭能源资源安全供应,还要为绿色矿山建设、矿山智能化开采与生态安全服务的煤炭生态地质勘查新阶段。(2)提出了煤炭地质勘查工作今后的重点是资源勘查与利用、地质条件评价与动态地质事件预警、矿山环境治理修复与生态地质层功能作用复原、地质条件改性等方面的10大重点攻关问题。(3)针对煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源赋存特点,需研究建立煤与煤系共伴生矿产协同勘查模式,在关注“煤”的同时,加大对煤系、煤盆地全域性的多矿产聚集规律和各类资源研究,推动煤、煤系及煤盆地多能源...     

我国北方岩溶泉域生态修复策略研究

我国北方岩溶分布面积广,岩溶泉水资源丰富,是岩溶区工农业及居民生活的优质供水水源。但在全球气候变化和采煤等强烈人类活动的叠加作用下,我国北方岩溶泉水流量衰减,水质恶化,岩溶泉域生态环境功能下降。通过合理、适度的人工干预,强化岩溶大泉的自然恢复机能,并最终实现泉域生态环境修复,是当前我国生态文明建设的先行区和重点领域。论文在分析研究晋祠泉断流原因的基础上,针对性地提出并科学地评估了汾河二库强化渗漏补给、泉域岩溶水关井压采、煤矿区保水限采、近源生态补水和远源河道渗漏补给等一系列措施及预期效果,以期推进晋祠泉域岩溶地下水生态环境得到根本性改善。该研究工作有望对我国北方岩溶大泉的生态修复形成示范效应,为遏制我国岩溶区生态恶化现象提供科学依据。      

煤矸石山的危害及植被生态重建途径探讨

长期的采矿活动使煤矿区大量的煤矸石堆积形成煤矸石山,成为矿区环境污染和恶化的主要因素之一。煤矸石山对矿区造成的危害主要包括引发火灾、破坏矿区景观、污染环境、形成地质灾害等。提出了植被生态重建治理煤矸石山的措施,其主要技术手段包括煤矸石山立地条件分析、山地整形、基质改良、植物种类选择和栽培等。通过合理的规划设计,最终实现矸石山稳定的植被生态系统。      

生态地质层理论在煤层保护和生态修复中的应用——以高原高寒矿区生态治理实践为例

高原高寒冻土区生态治理是世界性难题,在生态治理的同时进行煤炭资源保护更少先例可言。按照系统工程思路,以生态环境保护为宗旨,并兼顾残存煤炭资源的保护,在青海省木里地区生态治理过程中取得成果认识如下：研究了木里矿区自然气候特征控制下的生态易破坏且难于修复性;总结了土壤层状结构控制下的水土流失和植被水分补给特征;认为生态地质层缺失和破坏是致使生态破坏的关键症结。为此,借鉴前人成果,研发了煤层顶板及其上覆岩层生态地质层修复技术,建立了生态地质层损伤判识方法,分析了生态地质层修复与再造对煤炭保护及生态修复的意义。     

Analysis of mining-induced variation of the water table and potential benefits for ecological vegetation: a case study of Jinjitan coal mine in Yushenfu mining area,China

The impact of high-intensity coal mining on water resources has drastically affected the local environment in the Yushenfu mining area, Northwest China. Many studies have ascertained that coal mining has caused reduction of the phreatic water level and vegetation death, which has deteriorated the fragile arid and semiarid ecosystems. However, at Jinjitan coal mine, it has been observed that the phreatic water level rose due to coal mining, which has been beneficial for the local ecology, especially the vegetation. In this study, the variation of the phreatic water table and its ecological effects were investigated by in-situ tests and remote sensing. The results suggest that the recovery of the permeability of the loess aquitard controls the vertical leakage of phreatic water, whereas horizontal recharge is controlled by land subsidence. An ecological impact evaluation, using the normalized difference vegetation index (NDVI), demonstrates that the vegetation is being gradually improved. Compared to a small improvement of ~9.7% in the unexploited area, a?~23.3% improvement occurred in the exploited area where low-density shrubs transformed to high-density shrubs and herbs. Emergence of phreatic water at the land surface in low-lying areas of the working faces may induce the formation of an oasis and wetland system in arid and semiarid areas. These findings could change the conventional negative impression around mining and improve ecological restoration practices.

     

寒区露天煤矿排土场边坡生态修复研究

通过对寒旱区生态修复技术的集成创新,结合寒区露天煤矿排土场植物生长条件特点,提出了适合矿区边坡的生态修复技术. 选择典型煤矿排土场展开现场试验,观测人工种植植物的生长情况,并采用计算流体力学数值分析手段,对排土场边坡生态修复防止风力侵蚀和降雨冲刷的效果进行了分析. 结果表明：采用边坡穴植植物装置实施的排土场生态修复工程效果良好,施工1 a后其边坡植被覆盖度达到95%,且边坡植物群落较为稳定,有效地消除了该地区冬季的风力侵蚀和夏季的降雨冲刷,彻底解决了排土场的水土流失问题.