浅谈煤炭资源开发与生态环境保护
摘要：煤炭资源开发对生态环境有严重的负面影响。分析了煤炭资源的开发现状，提出资源开发中存在的问题，如煤炭资源利用率较低、资源严重浪费、超强度开采、无序开发现象等等。重点论述煤炭资源开发所引起的土地资源、水资源以及大气污染，地质灾害等生态破坏和环境污染问题，最后提出煤炭资源合理开发和生态环境保护的对策，从而实现煤矿区的可持续发展。
关键字：煤炭资源开发 环境污染 生态环境保护 对策
我市煤炭资源是甘肃省能源消费结构中的主要组成部分。依据有关部门统计，我市煤炭资源丰富，占全省预测煤炭资源储量的绝大部分。煤炭资源属于不可再生的自然资源，解决我市煤炭资源开发过程中产生的资源浪费、环境污染和生态破坏等问题，已经成为实现可持续发展战略的重要课题。
1 我市煤炭资源开发的基本特征和现状
庆阳煤炭资源覆盖全市各个区域，全省1428亿吨预测储量中，庆阳占1342亿吨，是全省预测储量的94％，建成投产后，必将成为我省又一大型煤炭能源基地。我市煤炭资源的特征和现状主要表现为：
1.1 继华能庆阳核桃峪煤矿（年产1200万吨）奠基后，庆阳目前有7个具备项目前期工作和开工条件的煤矿，将陆续开工建设，预计生产总能力将达3450万吨/年。这将使我市由煤炭净输入地区变为输出地区。
1.2 截至目前，庆阳市砂井子煤田已获得精查储量19亿吨，甜水堡煤田获得精查储量2000万吨，核桃峪煤田获得精查储量18.5亿吨，罗川煤田获得精查储量1.06亿吨。甜水堡南、宁南等煤田的精查工作也正在进行，详查储量超过17.6亿吨。宁中等煤田详查也均在开展，探明储量37.2亿吨，其它矿区正在进行普查工作。除核桃峪煤矿（年产1200万吨）开工建设外，目前庆阳具备项目前期工作和开工条件的还有甜水堡30万吨/年，甜水堡南240万吨/年，刘园子90万吨/年，马福川500万吨/年，毛家川500万吨/年，新庄800万吨/年，罗川90万吨/年等7个煤矿，预计总能力达3450万吨/年。据了解，这八大煤矿陆续建成投产后，必将成为我省又一大型煤炭能源基地，并彻底解决我省因缺煤导致短电这一制约我省经济社会发展的“瓶颈”。同时，到2015年，陇东地区每年新增煤炭生产能力将达4000万吨以上，煤炭年产量达到6000万吨以上〔1〕。
2 列举我国煤炭资源开发中存在的问题
2.1 煤炭资源回采率和利用率较低，资源浪费严重。美国、澳大利亚、德国、加拿大等发达国家，资源回收率能达到80％左右，我国的煤炭平均回采率达不到世界先进水平的一半。据统计，中国在1980—2000年的2O年间，煤炭资源浪费了280亿t〔2〕。我国采煤方法落后，土方法采煤直接导致了资源的回采率低，而且极易导致安全事故。小型煤矿生产工艺落后，采厚弃薄，采易弃难，以大量消耗资源、缩短矿山服务年限为代价，使资源受到严重损失。
2.2 煤炭资源超强度开采，无序开发现象严重。近几年煤炭价格飞扬，受市场需求和追求效益最大化的双重驱使，不少地方煤炭资源超能力生产和超强度开采，很没有章法，根本谈不上合理开发利用，而且乱采现象非常严重，煤矿安全生产形势日趋严峻，事故频发。这样过度开采和浪费势必会造成煤炭匮乏，甚至资源枯竭，严重影响国民经济的发展。
2.3 煤炭资源开发缺乏统筹规划，煤矿扩建，产能过剩。由于受市场经济和地方发展双重作用，一些煤炭资源富集地区投资办矿持续升温，煤矿建设项目多、规模大，片面追求高产高效，资源消耗过大，不按设计规范的标准回收资源，问题十分突出。据统计，国家规划2010年煤炭产量为26亿t，而各省区规划之和为34亿t，大大高于国家“十一五”发展规划。
2.4 煤炭开发与生态环境恶化矛盾十分突出。目前，大多数煤炭企业对煤炭资源仍然是采用“资源--产品--废弃物”一次单向粗放型利用方式，一方面造成资源的损失和浪费，另一方面产生了比较严重的环境污染问题。煤炭资源大量开采使矿区环境承载能力下降，采掘引发的地面塌陷、滑坡、崩塌、泥石流和水土流失等地质灾害严重；破坏了地下含水层原始径流，采空区水位下降，造成部分地区人畜饮水困难；水利工程破坏，农业生产受到影响。另外,煤炭生产利用过程中废气、废水直接排放造成空气、水体污染。
2.5 煤炭行业管理机构和法律法规不健全。煤炭行业管理机构变动频繁，管理人员锐减，行业管理更加弱化。煤炭法律法规体系尚不健全，法律对煤炭行业的保护难以落实。随着煤炭价格上涨，在煤炭资源管理中存在审批不严、稽查不够的问题；受地方保护主义影响，小煤窑屡禁不止，煤炭资源开发无序，资源严重浪费，生态环境难以治理。
3 煤炭资源开发引起的生态环境恶化问题
3.1 破坏植被和土地资源
3.1.1 井工开采塌陷土地，破坏植被，影响土地耕作和植被生长，减少土地利用率，改变地貌引发土地沙漠化。塌陷还会引起山地、丘陵发生泥石流，山体塌陷滑移，严重破坏矿区的植物资源、土地资源和生态环境。资料表明，井工开采每采1万t煤炭就有0．O1—0．29公顷的土地塌陷，平均为0．2公顷的土地塌陷。
3.1.2 露天开采对植被和土地的破坏程度更大，这种采掘场挖损多是毁灭性的。露天开采直接挖损土地，破坏地表植被。据资料统计，露天开采1万t煤炭就有0．06—0．13 公顷的土地挖损，平均为0．08 公顷〔3〕。
3.1.3 煤矿开采产生的固体废弃物压占土地，植被也遭到严重破坏。煤矸石是煤炭工业排放量最大的固体废物，据统计，我国煤矿现有矸石山1 500万座，堆积量约3O亿t，占地约5 800公顷 。每年排放矸石约1．5—2亿t，增加占地约300—400 公顷。
3.2 污染水资源并加速水土流失，导致地下水位大幅下降、供水紧张、水土流失加剧，造成区域内的作物大面积减产，抗御自然灾害能力下降，土地贫瘠，植被退化，严重危害农业生产。矿井水、洗煤水和矸石淋溶水等未经完善净化就被直接排放，对周围水环境造成了严重的污染。
3.3 造成严重的大气污染。采掘场、矸石自燃、煤层瓦斯抽放、矿井排风等释放的废气中，含有一氧化碳、二氧化碳、甲烷、二氧化硫、粉尘等有害成份，严重污染大气环境，损坏人体健康。
3.4 引发地质灾害。煤炭资源开发引发的地质灾害种类多、分布广、危害大。主要表现为地面塌陷、植被破坏、煤矸石堆积、瓦斯灾害、地质滑坡、崩塌和泥石流。地面塌陷是造成矿区生态环境急剧恶化并难以治理的主要灾害问题。
4 根据我国煤炭资源开发中存在的问题，对我市将要开发的煤炭产业在土地资源、水资源以及大气污染、地质灾害等环境污染和生态破坏问题上，提出煤炭资源合理开发和生态环境保护的对策和建议
4.1 科学规划资源，建立环境评价指标，合理有序的开发煤炭资源。煤炭资源的开发要将眼前利益和长远目标相结合，合理有序的开发，节约资源，协调经济、社会和环境三者之间的关系，改变传统的“先破坏后治理”的观念，科学规划，建立相应的环境评价指标，如果指标不合格，即便有再大的社会效益和经济利润，也不能进行煤炭资源开发，更不应以资源的高消耗来换取经济一时的高增长。对在开发中造成的不可避免的污染或破坏，应该遵守“谁污染，谁治理”的原则，使企业关心生态环境。按照高效、清洁、充分利用的原则，开展煤矸石、煤泥、煤层气与矿井排放水的综合开发与利用。强化科学管理，减少煤炭生产、流通、消费等环节的损失和浪费。
4.2 进一步落实和完善国家政策及法律法规，加大行政管理力度。建立和完善煤炭资源开发与环境保护的法律法规，颁布和实施《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国环境保护法》、《土地复垦规定》等法律法规对资源开发加以限制，使资源优化配置、合理开发利用取得显著成效。为了避免煤炭开发造成的资源浪费、环境污染和生态破坏，应以预防为主，严格实施有关矿区生态环境保护的法律规定，对煤炭建设项目实施严格的环境影响评价〔4〕。
4.3 项目建设可能产生的环境问题与保护措施
4.3.1 施工期环境问题
工程建设将破坏地表植被，加大水土流失。同时工程建设产生的矸石、弃渣、机具噪声、建筑扬尘等将对当地环境造成一定影响。
4.3.2 营运期环境问题
矿井开采可能引起地表移动变形，对生态环境造成破坏；矿井生产排污对周边环境造成污染。生态环境破坏主要表现在地表沉陷引起滑坡、危岩坍塌、地下水漏失、民房开裂、地表植被破坏等。矿井生产排污对环境的影响主要污废水、废气、噪声、固体废物的排放造成环境污染。
4.3.3 施工期环境保护措施
加强施工区管理，减少工程占地和植被破坏，做好水土保持措施，减少水土流失。施工过程中产生的污废水均采取达标处理后回用或排放；施工机具选用低噪声设备，严格控制作业时间，减少施工噪声污染；施工区内加强洒水防尘，减少施工扬尘的影响；工程弃渣、矸石等选择场地合理堆放，并采取相应的水污染治理、防尘措施，生活垃圾集中收集进行处理。
4.3.4 营运期环境保护措施
生态环境：井下合理布置采区，严格开采规程，加强作业管理，减少对生态环境的破坏。
污废水：矿井水采取“预沉淀—曝气—絮凝沉淀”工艺处理，生活污水采用厌氧生化处理工艺处理，场地生产废水经隔油—沉淀工艺处理，处理后的污废水加强综合利用，其余达标排放。
废气：锅炉燃煤排烟采取脱硫除尘措施处理，生产过程中采取湿式作业法，加强作业区洒水防尘。
噪声：根据噪声源的实际情况，采取了隔声、消声、吸声等措施，确保矿井生产噪声不扰民。
固体废物：矿井生产的矸石全部被综合利用，生活垃圾集中交当地环卫部门进行处理，污泥进行综合利用或妥善处理。
煤矿认真落实环保措施后，减少对环境污染，不会对当地居民生活造成加大影响。4.4 土地资源、水资源以及大气污染的治理
4.4.1 土地治理。按照“谁破坏，谁复垦”的原则，煤炭企业应该承担起土地复垦的责任。政府在加大对环境污染和破坏惩罚力度的同时，加大投资，调动煤炭企业、社会、群众的积极性，共同重视土地的治理。加强煤炭资源开发造成的塌陷区和矸石山压占土地的治理工作。因地制宜，宜耕则耕，宜养则养，塌陷区运用生物技术和工业技术，尽量把土地治理恢复退还给农民耕作。利用煤矸石回填塌陷区、低洼地和荒地以及矿井采空区等等，以废治废，既减少了煤矸石的堆积，又恢复了破坏的土地资源，恢复的土地
也可以用作建筑用地。
4.4.2 水资源治理。针对煤矿开采特点，实行矿区内水的排供结合及水害控制优化管理。煤炭开采过程中的矿井水、洗煤水和矸石淋溶水等要进行充分的过滤、筛选和净化处理。建立污水处理厂，集中处理各单位排出的污水。其中对废水中含有的重金属及有毒有害离子要转变为不溶或难溶的重金属化合物，污水净化处理后才能进行排放。同时还要对矿区进行绿化，种植树木，减少水土流失。
4.4.3 大气污染治理。开展煤炭开采清洁技术与降尘抑尘技术，改造和更新设备，减少废气排放；对煤矸石进行综合利用，减少煤矸石自燃造成的污染；对废气中的有毒气体采取有效措施进行治理；采用煤层注水、高压喷雾、声波雾化等灭尘措施，防止沼气与煤尘爆炸；向采空区灌浆、注氮、喷洒阻化剂、及时打密闭等措施防止煤炭自燃；发展使用岩巷与煤巷掘进机和研究制造适合地方小煤矿使用的小型采煤机，减少炮采，使各作业环节产生的有害气体降到最低限度，避免和减少环境污染以及对人体造成的伤害。
4.4.4 煤矿噪声及控制。噪声是污染煤矿环境的公害之一。它具有声源多、强度大、声级高、连续噪音多、频带宽等特点。在矿山企业中，噪声突出的危害是引起矿工听力下降和职业性耳聋。此外还引起神经系统、心血管系统和消化系统等多种疾病。并使井下工人劳动效率降低，警觉迟钝，不易发现事故前征兆和信号，增加发生事故的可能性，影响人们正常生活、学习、工作。特强的噪声还会使仪器设备受到干扰，甚至损害。主要防治方法：（1）行政管理措施。依靠煤炭部门颁布法规来强制性执行噪声控制标准。（2）厂址的合理选择。矿区应设置在郊外，运煤车从外环公路通过。（3）技术措施。研制多种类型的消声器和消声吸声、减震材料，对强噪声源进行综合利用。
4．5 依靠科技进步，大力推广应用清洁开采和洁净煤技术。大力推广先进科学技术，加快清洁开采和洁净煤技术的研究和应用，最大限度减少废料的产生、排放，提高资源的综合利用率，减轻或杜绝对环境的负面影响，使煤炭作为一种能源达到最大限度的利用潜能。大力发展洗煤、配煤和型煤技术，提高煤炭洗选加工程度。采用先进的燃煤和环保技术，积极开展煤炭液化研究和开发，提高煤炭利用效率，减少污染捧放。
4．6 强化资源开发管理与矿区环境治理改进管理方式，实现由粗放开发型管理向科学合理开发、保护、节约型管理的转变。综合运用煤炭发展规划、产业政策、法律法规等手段，加强对煤矿开发建设和煤炭生产的监督管理，有序开发。按照“谁开发、谁保护、谁污染、谁治理、谁破坏、谁恢复”的原则，加强矿区生态环境、水资源保护和废弃物、采煤塌陷区治理。尽快研究建立矿区生态环境补偿机制，明确企业和政府的治理责任，加大生态环境治理投入，逐步使对矿区环境的治理步入良性循环。
4．7 发展煤炭循环经济，加强煤炭资源的综合利用，促进可持续发展。煤炭循环经济是对煤炭行业”大量生产、大量消费、大量废弃”的传统经济增长模式的根本变革，实现煤炭资源的“资源--产品--废弃物--再生资源”的反馈式循环〔5〕，提高煤炭资源回收率、转化率和利用率，减少煤炭生产和消费过程中废弃物排放，改善矿区及社会生态环境。煤炭循环经济不仅可以缓解当前煤炭供求紧张状况，也可以解决今后煤炭的产需矛盾，是煤炭工业可持续发展的必然要求。
5 结论
我市煤矿的环境问题很多，除上述以外，还存在矿井瓦斯、矿井粉尘、矿区生活污水等，而且随着煤炭工业的发展，还会出现许多新问题。为了搞好煤矿环境保护，首先要加强有利的政策保障。其次是依靠科学技术，用先进的科学措施和环保设备对煤矿环境污染和破坏进行治理，还应进一步提高人们的环保意识，加强宣传教育，使每个公民意识到保护矿区环境人人有责，努力建设成花园式的矿区。
参考文献：
[1]庆阳市政府网，2009；
[2]崔民选，能源蓝皮书---(2007中国能源发展报告》[R]，中国社会科学院社会科学文献出版社，2007；
[3]李树志，中国煤炭开采土地破坏及其复垦利用技术[J]，资源·产业，2000，(7)：8—1O；
[4]杨永仁，我国煤炭工业与环境保护[J]，煤矿环境保护，2001，15(3)：5-9；
[5]梁占耀，煤炭资源开发利用中存在的问题、成因及对策[R]，煤炭工程，2006，(2)：55-57。