矿山环保ppt课件第六章 矿山生态环境治理.ppt

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1、第六章 矿山生态环境治理,我国矿山生态环境破坏的特点是由矿产资源特点及其开采方式决定的,大致可以分为三种类型。一是露天开采矿山,其造成的生态环境破坏数量多、分布广、影响大,主要是采场对生态、自然景观的破坏。二是地下开采矿山,主要是采矿造成的地面塌陷等问题。这一类矿山在局部地区较严重,治理难度较大。三是矿产资源采、选造成的化学污染和尾矿污染问题。,计划到2010年底,矿区生态环境恢复治理率达到25%以上,矿区生态环境恢复治理和土地复垦100万ha。,矿山开发对生态环境的影响矿山治理的法律法规矿山生态环境保护的阶段划分及理论基础矿山生态环境恢复与重建矿区土地复垦及其技术,第一节 矿山开发对生态环境

2、的影响,一、露天开采对生态环境影响,(一)侵占、破坏土地(二)水土流失及土地沙化(三)破坏水资源,我国采矿业破坏的土地约有140万200万ha,并以每年约2万ha的速度增加,2000年每年增加3.4万ha。据不完全统计,我国露天开采每万吨煤破坏土地0.24ha,其中采场挖损破坏土地为0.08ha,外排土场压占土地约0.16ha;19912000年期间,我国年计划露天开采原煤1亿t,估算年破坏土地约2400ha,10年共计2.4万ha;2000年以后,破坏土地面积每年还将以8%9%的速度递增,预计到2020年,年均破坏土地面积约6600ha,2030年累计破坏土地面积将达到约13.5万ha。对耕

3、地、森林、草地等造成了破坏。,露天采场内疏干排水改变了地下水的自然流场及补、径、排条件,打破了地下水原有的自然平衡,破坏了大气降水、地表水与地下水这一均衡系统的转化关系,常常形成以采区为中心的大面积水位下降漏斗区,造成水质恶化、泉眼干枯、水源枯竭等。露天开采可对采场以外相当远范围内的区域水环境产生影响。露天开采使基岩裸露,易使流入境内的地下水酸化和受到重金属等有害物质的污染。露天矿坑大量排放的酸性废水,对周围受纳水体也会产生一定的污染.,(四)引发泥石流、滑坡、溃坝等地质灾害,露天开采要剥离地表坡积物、土壤和矿体上覆岩层,地面及边坡开挖影响山体和边坡的稳定,导致岩(土)体变形,诱发崩塌、滑坡、

4、泥石流等地质灾害。,当山体坡度超过25度,地表为坡积物或砂质黏土等松软地层时,由于长时期受风化侵蚀或水流冲刷而处于自然平衡的临界状态,尤其当受到采矿和大气降水影响时,很容易出现裂隙、滑动,继而出现大面积的山体滑坡。抚顺西露天煤矿曾发生滑坡60余次;白银露天矿曾发生超过100万 m3的大型滑坡;襄樊万山采石场滑坡造成11人死亡;攀钢石灰石矿发生大滑坡3次,造成设施严重损毁;2003年,铜川矿区因连续降雨诱发大面积崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害点有94处,直接经济损失2000余万元;美国有一座高达244m的煤矸石山曾滑进了附近的一座城里,造成800余人死亡。2001年我国共发生滑坡、崩塌、泥石流、地

5、面塌陷等地质灾害5793处,其中重大地质灾害240余起,造成788人死亡,直接经济损失近35亿元。据国土资源部统计,2006年我国共发生10多万起地质灾害,造成600多人死亡,100多人失踪,是过去8年来发生地质灾害最多的年份。,2008年9月8日早,山西襄汾县新塔矿选矿厂的尾矿库发生溃坝事故,其泄容量为26.8万m3,泥石流淹没了一座3层办公楼、一个农贸市场及两个村子的部分房屋,导致数百人失踪。,2009年6月5日,重庆武隆铁矿乡鸡尾山山体发生大面积山体滑坡,土石将红宝村的一铁矿和多户人家及路人掩埋,造成数户居民搬迁和巨大的经济损失。,由于矿山工业建设、矸石堆放、开山修路、露天采矿剥离等引起

6、的。这些剧烈的矿山开采与建设活动,特别是不合理的活动,改变了矿区内以及周边地区水体、土壤等环境的原始条件,破坏了区域内营养元素的循环与更新,从而对矿区生物资源造成了严重损害。其主要表现为:,(五)生物资源的损害,第一,采矿活动造成生物的生存环境或栖息地被破坏。由于矿井采矿及其配套工程设施诸如交通线、建筑物等的建设,使得矿山生态系统原有的大面积连续的生物环境被人为分割成许多面积较小的不规则板块,甚至是完全消失。这限制了生物的活动范围,影响了生物生存活力,导致生物多样性受损。例如,乌海地区因煤炭开发直接破坏的天然草场高达14万ha,使包括四合木、绵刺、草苞菊、蒙古扁桃在内的世界珍稀濒危野生植物从地

7、球上消失。第二,由于矿产开采对矿区及周围水体、大气和土壤的严重污染,导致某些生物减少,甚至灭绝,最终导致矿区生物多样性受损。第三,在进行矿区生态修复和重建的过程中,人为引入的外来物种入侵,对当地生态系统造成严重干扰和破坏,致使原有物种大量灭绝,导致矿区生物物种单一,生态系统退化。,(六)烟(粉)尘的污染露天采矿过程中的大爆破产生的烟(粉)尘冲向天空,使土壤、植被和水体受到污染。烟尘量的多少取决于矿岩硬度、含水量和药量等。有资料表明,一次大爆破产生的烟尘含量超过1520m3,粉尘及有害气体可漂浮至1020km之外,经1到4昼夜可在24km的范围内降200500t粒度1.5mm以下的粉尘。据捷克和

8、波兰学者的研究资料显示,粉尘污染使作物收成损失27%29%,土豆和糖用甜菜收成减少5%。露天堆积的排土场废弃土石,易于风化破碎,产生的大量粉尘随风飘扬,加重矿区环境的粉尘污染。降尘损害土地、农作物、景观和设备;飘尘的比表面积很大,能吸附芘、苯并芘、苯并苊、苯并蒽等有机毒物,它们发生协同作用时毒性更大,因而对生态环境的危害较大。,二、井工开采对生态环境影响,(一)影响地下水系、破坏水均衡(二)破坏地形地貌(三)造成山体崩塌、塌陷等地质灾害,井工开采破坏了地下岩层结构及地表水、地下水均衡系统，尤其是地下水循环系统。矿坑疏干排水使一些地下水源相继枯竭,造成大面积疏干漏斗、大批泉井干枯、水位下降、河水

9、断流、地表水入渗或经塌陷灌入地下,使原本地下水良好的富水区变为缺水区;地面塌陷改变地表水体径流条件,使水质恶化;矿山废水的排放,使矿区周围河道淤积、水质污染,造成水质型缺水,严重影响了矿山地区的生态环境。 山西省采煤矿井水外排,使区域地下水位下降数十米到100多米,造成18个县28万人饮水困难,30万亩水田变成旱地,全省井、泉减少3000多处。黑龙江省鸡西、鹤岗、双鸭山、七台河4个矿业城市,每年因采煤排放矿井水1.56亿m3,约为地下水可开采量的5倍,因此形成了地下水疏干区,导致大量水井吊泵报废,严重影城市供水和农业供水。,据对国内1000多家国有大中型矿山的调查,井工开采占68.9%,塌陷区

10、占地面积为8.42万ha,占矿山开发破坏土地面积的39.6%。另外,采用水溶法开采岩盐所形成的地下溶腔,也可导致地面沉陷。地表变形通常是指由于地下采矿造成地表下沉、水平移动、地表倾斜、地表弯曲等变形,甚至形成地表下沉盆地或出现漏斗状的塌陷坑。地表变形往往造成地表积水或地貌改变、建筑物断裂或倒塌、公路塌方、山坡滑落、水库漏水等,使矿区大片耕地变为凹凸不平的荒滩或阶梯状的洼地。据徐州矿务局调查,截至2008年6月徐州已塌陷耕地52ha,其中25%因常年积水能耕种,水深达3.5m,两季积水只可种一季的占40%,其余的虽全年可耕种但都不同程度地减产,严重地影响了农业生产。所有大中型矿山在开采过程中都会

11、对当地的地形地貌产生不良影响,如云南个旧锡矿、广西大厂锡矿、江西德兴铜矿等矿山的地形地貌都发生了很大改变。,井巷的开掘会破坏岩石应力平衡状态,由于地下采空,地面及边坡开挖影响山体、斜坡稳定,在一定条件下会引起山体崩塌、塌陷、滑坡等地质灾害,影响土壤和植被的生长,破坏矿区生态环境。特别是地表下沉和塌陷区引起地表水和地下水的水力联通,容易酿成淹没矿井的水灾事故。大面积地表塌陷的同时,会出现高度、深度不等的地裂缝,导致地面建筑物的坍塌,破坏地面景观,影响人民生活甚至危及生命财产安全。,(四)引起气候变化,影响生物圈(五)损害矿区景观环境,矿山开采过程中,采掘土方、堆弃废石及尾矿、排放污染物,破坏了矿

12、区地质地貌原有的形态,影响了自然风景观,毁坏了珍贵的地质遗迹和名胜古迹。这不仅给人们带来视觉污染,也给人类历史文化和科学研究造成了不可弥补的损失。,三、矿山生态环境治理的意义及进展,加强矿山生态环境保护,最大限度地减轻矿山开发对生态环境的污染和破坏,搞好矿山生态环境的治理和恢复,提高矿山生态环境恢复率-矿山生态环境保护与治理的总体要求和具体目标。,矿山生态环境治理,措施：通过法律法规的完善与制约,限制不合理的矿产开采活动,从而减轻矿山生态环境的破坏;通过土地复垦、生态修复等措施,尽力恢复矿区土地原有功能和矿山生态环境,重新建立健康的矿山生态系统;通过发展新型绿色能源,减轻自然的生态负荷,遏制矿

13、山生态环境的人为破坏,逐步恢复天然林草植被、水源涵养功能和生物多样性;通过综合治理,减少水土流失、土地沙漠化等灾害的发生,使可持续发展能力进一步增强,人与自然更加和谐。,意义：矿山生态环境是整个环境系统的重要组成部分,矿山生态环境保护和治理工作是城市工业化、现代化建设的重要内容,有利于现代化生态城市的建设与发展;有利于其他产业的发展,实现经济结构的合理化;有利于保护和抢救现存的重要矿业遗产,科学利用矿业遗产,弘扬矿业历史文化,实现矿产资源开发和生态环境保护的良性循环,推动矿山企业走上可持续发展道路。为保护矿山的生态环境,多年来广大矿山科技人员进行着不懈的努力。,三、矿山生态环境治理的意义及进展

14、,(一)矿山土地复垦意义(1)矿山土地复垦是合理利用土地、补充农业用地、提高土地生产力的一项重要措施。（1.47亿ha,10%,12%)(2)矿山土地复垦可改善矿区及矿区附近的生态环境,保证人民群众生命财产的安全(3)矿山土地复垦有利于改善工农关系,保障农民的生产和生活(4)矿山土地复垦促进了矿区的可持续发展,“谁破坏,谁复垦;谁复垦,谁受益”原则。土地平整技术、矸石充填技术、疏干复田技术、挖深垫浅技术、剥离采矿复垦的一体化工程技术、无覆土种植技术、土壤污染控制与治理技术、土壤培肥改良技术、植被快速恢复技术等。平煤集团根据采煤塌陷地的实际情况,将塌陷区土地复垦为水域养殖型、林果种植型、基地建筑

15、型、疏排复耕型、景点娱乐型和三产用地型土地,有效利用了矿区闲散劳动力和采矿设备,重建了矿区的生态环境,恢复了塌陷区土地的使用价值和生产力,促进了矿区经济的可持续发展。,(二)矿山生态环境治理的进展,从2000年中央财政安排570万元4个项目开始起步,到2006年安排10.6亿元340个项目,共支出预算24.1亿元797个矿山环境恢复治理项目。重点选择在影响最大、最直接的城市周边、风景名胜区、地质遗迹保护区、主要交通干线两侧可视范围、饮用水源地保护区以及历史文化保护区等区域进行治理。经调查,2007年上半年,浙江省共列出需要治理的废弃矿山1336处,面积4469ha,按50万元/ha计算,需投入

16、治理经费22.35亿元。我国矿山生态环境治理工作虽取得了一定成果,但几十年乃至数百年的欠账不可能在短时间内还清,需要有一个较长的过程,但我们必须要有紧迫感,抓紧落实当前国土资源部、环境保护部对矿山生态环境保护与治理提出的目标和要求,在保证矿山社会经济效益的同时,实现环境效益的最大化。,复习与回顾,第二节 矿山治理的法律法规,一、国外矿山治理的法律法规美国历史悠久，20世纪70年代初发达的工业化国家才形成了一套比较完善的管理措施和法律法规体系；大多数国家并未制定专门的矿山环境法律,主要是通过对矿业法、资源法和环境保护法等法律法规的不断完善,进一步明确和强化矿山环境管理的内容。只有少数国家专门针对

17、矿山环境问题制定了有关矿山环境保护的法律和规章制度,其主要依据是基本环境保护法和矿业法,也可以看做是矿业法中关于矿山环境保护管理的实施细则。如日本的矿山保安法和金属矿业等矿害对策特别措施法,对矿山环境管理、监督、矿地复垦和治理费用等,从法律条文上作了明确的规定。,最近几年, 世界上许多国家都修改了矿业法或者实施细则和规章,增添了包含更多和更严格的环境保护内容,其中对矿山恢复、复垦和闭坑都有专门的规定。,日本的矿业法就专门明确了矿山环境破坏的赔偿责任,同时制定了保证金制度,以矿业法为基础,在矿山矿害防治对策上制定了现营矿山主要适用的矿山安全法以及闭坑后的矿山主要适用的金属矿业等矿害对策特别措施法

18、(简称特措法);1999年澳大利亚制定了联邦环境保护和生物多样性保护法,确定了矿山部门应当遵守的原则和规范。其主要内容包括:开展环境影响评价;制定环境政策和管理计划;准备矿山闭坑和复垦计划;实行财务担保,缴纳环境治理费和补偿费;定期进行环境审计,发达国家,如美国、加拿大、澳大利亚,基本上形成了一套从联邦到州(省)的完整体系,并针对矿产资源的不同类型形成了从金属矿产、油气、煤矿、铀矿到石料等不同的环境管理法律法规。例如美国1977年出台的露天开采治理与复垦法案(以下简称复垦法案)详尽规定了包括原有矿和新开矿作业的标准和程序及复垦技术与目标,规定将使用土地恢复到原用途要求的环境,稳定矿渣堆,恢复表

19、层土壤,尽可能降低矿山排水危险,因地制宜种草植树,等等。综合环境效应、赔偿与责任法案,即众所周知的“超级基金”,规定了逆向责任追究制度与连带责任制度,责成以往矿主中最富有者整理并修复弃用地,然后由其自行向其他责任方索偿。,主要涉及土地保护、环境影响评价、许可证制度和土地复垦等方面问题。,二、国内矿山治理的法律法规,20世纪80年代以来,我国相继出台了中华人民共和国矿产资源法、中华人民共和国固体废物污染环境防治法、中华人民共和国水污染防治法、中华人民共和国大气污染防治法、中华人民共和国水土保持法、中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水法、中华人民共和国森林法、中华人民共和国矿山安全法及全国生

20、态环境保护纲要、“十五”国土资源生态建设和环境保护规划等相关法律法规。,1988年10月21日国务院便正式发布了土地复垦规定。1993年,国家土地管理局(现国土资源部)颁布土地复垦技术标准(试行),对我国的土地复垦活动起到了有效的引导和约束。,矿业权制度包括矿业权人的资质认证制度、矿业权审批登记制度、矿业权有偿取得制度和矿业权依法转让制度等几个方面。,为了便于矿山环境治理,对于矿业权和矿业用地,我国制定并修订了相关的法规制度。,矿业用地是指含有一定矿物资源的土地,通过招标、拍卖或其他方式取得矿业权的依法取得蕴含矿产资源土地的使用权,即矿业用地使用权。,我国地方性的法规、规章也在进一步地发展和完

21、善。,1982年湖北省人民政府颁布了湖北省云应地区盐矿资源管理暂行规定。1994年云南省第八届人大常委会第八次会议审议通过了云南省集体矿山企业、私营矿山企业和个体采矿管理条例。1994年吉林省第八届人大委会第十一次会议审议通过了吉林省集体所有制矿山企业、私营矿山企业和个体采矿管理条例。1999年以来,广东省人民政府制定了广东省采石取土管理规定、广东省矿产资源管理条例、广东省矿产资源规划。贵州省制定了贵州省矿产资源总体规划、贵州省地质灾害防治规划、贵州省矿山环境保护与治理规划等法规。浙江省也编制了浙江省矿山生态环境保护与治理规划、浙江省矿产资源总体规划、浙江省生态环境建设规划、浙江省环境保护“十

22、一五暠规划等法规,以保障矿山生态环境治理的顺利执行和实施。内蒙古自治区乌海市人民政府颁布了乌海市矿山地质环境治理监管实施意见、关于开展煤矿非煤矿山采空区普查工作的通知等。山西省颁布了全省非煤矿山尾矿库化工企业安全生产专项整治工作方案等。截至2006年年底,全国已有10个省正式出台保证金制度。,三、土地复垦相关法律法规,(一)土地复垦规定土地复垦规定于1988年10月21日由国务院第二十二次常务会议通过,1988年11月8日发布,自1989年1月1日起施行,是中华人民共和国土地管理法的实施配套法规。土地复垦规定适用于因从事开采矿产资源、烧制砖瓦、燃煤发电等生产建设活动造成土地破坏的企业和个人。,

23、1明确了土地复垦的宗旨是“加强土地复垦工作,合理利用土地,改善生态环境”。2明确了土地复垦的含义和范围。凡是在生产建设过程中,因挖损、塌陷、压占等造成破坏的土地,采取整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动,称做土地复垦。凡因从事开采矿产资源,烧制砖瓦,燃煤发电,兴修水利,农田基本建设,修筑铁路、公路和各种道路以及各种建筑物和废弃物压占等一切活动,人为造成土地破坏和废弃的都属土地复垦范围。3明确了土地复垦的基本原则:“谁破坏,谁复垦”。凡是一切单位和个人因各种活动造成土地破坏的都必须履行土地复垦义务。4明确了土地复垦工作的管理体制。5 明确了土地复垦的“三同时”制度。6 明确了土地复垦的主要形式

24、,开辟了土地复垦资金渠道,明确了复垦后的土地检查验收程序,以及复垦土地使用权的归属。7 明确了土地复垦违法行为的法律责任,分别作出了处罚的具体规定。违反土地复垦规定应承担相应的行政责任、民事责任和刑事责任。,(二)矿区土地复垦规划,是指一段时期内,对土地复垦工程的总体安排,具体包括空间、时间、规模与方法等多方面。空间上的规划包括摸清破坏土地资源的分布与特征、确定复垦工程的位置等;时间上的规划是指确定各复垦工程的先后次序,亦称分期实施规划;规模规划即确定复垦工程的面积大小、投资规模等;方法规划包括确定复垦工程措施、复垦后土地利用方向以及复垦土地的经营管理方法等。,(二)矿区土地复垦规划作用,1合

25、理确定复垦的规模和先后顺序,做到有计划、有步骤地复垦。复垦规模通常根据土地破坏数量与程度及土地利用总体规划对复垦的要求等确定,复垦顺序一般遵循先易后难的原则。,2合理确定复垦方法和复垦土地的用途,做到因地制宜,投入产出比最小。复垦方法的选择需综合考察复垦区域的地形条件、水利设施、土方来源、废弃物料排放状况及复垦土地的用途等众多因素,复垦土地的用途则通过适宜性评价确定,宜农则农,宜林则林,宜渔则渔,宜建则建。,3使复垦工程体现“综合、协调、整体、优化”的思想。综合考虑各方面的因素,运用各专业学科的知识进行复垦规划;协调复垦工程中土地利用、生态重建、村庄搬迁、道路水系改造等各项工程的要求及企业与地

26、方、地方各部门之间的关系;保证复垦土地利用的整体性及复垦工程从立项论证、规划设计、实施到监测的整体性;优化复垦方案,保证复垦工程经济效益、生态环境效益与社会效益的统一。,1明确问题的性质。本阶段对规划类型、规划范围、规划期限、规划的基本要求及规划中应遵循的基本原则或指导思想等问题,应有明确的认识。,2土地复垦规划涉及大量的基础资料的分析处理,如预测采后地形变化,分析复垦区环境、经济特征,评价复垦土地适宜性等。通常供复垦规划用的基础资料及处理结果具有很高的保存价值,一旦基础资料中某些数据发生变化,利用设计的计算机处理系统就可很快得到新的处理结果以修改复垦规划方案。,3确定复垦目标。本阶段具有战略

27、意义,即初步确定了复垦土地的利用方向。土地复垦规定的要求,即复垦土地的利用方向与当地土地利用总体规划相协调。,4初步论证及资料收集。本阶段应提供形成土地复垦方案和方案评价所必需的背景资料,如地表水、地下水、覆岩、矿层、土壤、地形、气候、植被、野生动物及土地利用现状等。规划人员还需收集复垦区经济、人口、地理特征信息并对这些信息加以分析。地理特征查要求得到公共设施分布图、交通运输网及居民区分布图、工农业生产布局图等。,5提出供选方案。复垦方向包括农业用地、林业用地、水产养殖用地、居民区用地、蔬菜基地、商业用地、娱乐用地、工业用地等多方面。,6选择评价方法。方案评价包含三个方面,即经济、环境与社会影

28、响分析。经济影响分析视评价要求分为土地潜在利用价值的概算和详细的复垦成本分析。环境与社会影响分析除需说明采用的土地复垦方案对现有问题解决的可能性外,还需说明复垦后可能出现的新的环境与社会问题。,7 选择评价标准。评价标准的选择取决于评价方法,它应能综合衡量规划方案在经济、环境与社会三方面的优缺点。经济标准可以用最小的投入获取最大的收益来表示。环境标准要求规划方案满足各种法规和技术标准,且对环境产生的负面影响最小。社会标准通常以复垦方案所能解决矿区社会问题的程度来表示,如增加就业人数和农副产品供应状况等,也可用投资收益分析等方法来定量分析。,第三节 矿山生态环境保护的阶段划分及理论基础,一、矿山

29、生态环境保护的阶段划分,矿山生态环境保护工作应贯穿矿山“从摇篮到死亡”的全过程,即从矿山开发设计时就应有矿山生态环境保护规划,“规划”应包括建设期、营运期和闭矿期三个阶段。,建设期矿山生态环境保护应按照矿山开发方案、矿山环境影响报告书、水土保持方案、地质灾害评价报告书、安全评价报告书等制定的生态保护规划实施。包括生态环境保护内容在内的环境保护措施和建设项目应实行“三同时”制度。矿山选址应符合政府和相关部门有关规划和各地区的生态建设规划、自然保护区规划、地下水保护规划、城市发展规划、风景名胜区规划、旅游区规划等。“三场(工业广场、废石堆放场和矿石堆放场)”的选择应科学规划并符合环境保护的要求。,

30、(二)营运期矿山生态环境保护(三)闭矿期矿山生态环境保护,二、矿山生态环境保护的理论基础,矿山生态环境保护是一个系统工程,它是在研究采矿活动生态环境影响的基础上,研究通过调控人类行为使矿山生态系统发生正向演替的原理和工程方法。矿山生态环境保护的每一个环节,如生态环境保护立项、生态环境保护规划、生态环境保护工程措施、生态环境保护生物措施、生态环境保护验收和后期管理等,都需要广泛的理论支撑。生态环境保护的理论基础主要有生态学原理、地域分异原理、系统界面活动控制原理等。,(一)生态学原理1 矿山生态系统(1)生态系统一定时间、空间内的生物和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息传递而相互作用、相互依

31、存所构成的生态学结构和功能的单位。生态系统研究的是生物群落与其环境间的相互关系及作用规律。,(2)矿山生态系统,矿山生态系统是人类生态系统经过漫长的发展而产生的。,原始型矿山生态系统指人类社会发展早期工业化大生产开始前的矿山生态系统,此时矿业开发利用程度很低,没有形成产业规模。其特征是:1社会生产力水平低,生态系统结构简单,生态与经济结合组成的生态经济循环主要是小范围的封闭式循环,经济发展对自然生态系统的压力小,生态与经济的矛盾没有显现;2 是一种与低水平的生态经济生产力相联系的落后人类生态系统类型,随着社会生产力的发展,必然要向更高级别的矿山生态系统类型过渡。,掠夺型矿山生态系统指人类社会进

32、入工业化大生产阶段的矿山生态系统类型。没有生态协调的思想意识作指导,人们为了发展经济而对矿山生态系统进行掠夺式的开发,采富弃贫,导致矿产资源的利用率低,矿产资源浪费严重。在这种矿山生态系统类型下,由经济系统与生态系统结合形成的复合生态经济系统的结构呈现畸形,往往是单一过量地利用矿产资源,从而造成对生态系统的严重破坏,矿区灾害频繁发生。在此情况下,矿山经济活动与自然生态系统形成愈来愈尖锐的矛盾。这种生态系统类型是一种必须摒弃的错误生态系统类型,它必然要向新的更高、更合理的生态经济系统类型转变。,协调型矿山生态系统指人类社会发展进入新的发展时代后,从过去的生态与经济不协调走向两者协调发展的矿山生态

33、系统类型。其特征是科学技术更快发展,社会生产力水平很高,矿产资源的综合利用率大大提高。由于人们已经有生态与经济协调和可持续发展的理论作指导,矿区灾害很少发生,矿山生态系统处于健康状态。这时的生态系统循环也是开放式的循环,但由于经济系统与生态系统结合形成的复合生态经济系统结构和功能已经走向协调.,复习与回顾,1国内外矿山治理的法律法规2土地复垦的法律法规及复垦规划3矿山生态环境保护阶段划分4生态环境保护理论基础生态学原理、地域分异原理、系统界面活动控制原理,2 生态演替与干扰原理,3 景观生态学原理,景观是由相互作用的生态系统镶嵌构成,并以类似形式重复出现,具有高度空间异质性的区域,其主要特征是

34、可辨识性、空间重复性和异质性。景观是高于生态系统的自然系统,生态系统是相对同质的系统,景观则是异质的。景观生态学原理包括景观结构与功能原理、生物多样性原理、物种流动原理、养分再分布原理、能量流动原理、景观变化原理、景观稳定性原理、斑块廊道本底关系原理等。,指导意义,在评价矿山开采、生态恢复等人类行为对景观结构、功能的影响及在景观变化中的作用。在矿区生态环境恢复与重建目标设计中的作用。在矿区生态环境恢复与重建过程中的作用,矿区生态环境恢复与重建应贯穿于整个采矿活动中,从探矿期、建矿期到采矿期和闭矿期,矿区生态恢复应该有步骤、有顺序地进行,逐步恢复废弃地的土地生产力和生态系统的稳定性,包括中长期规

35、划和年度计划。在中长期规划中,应依据景观元素的动态变化特征,使矿区自然景观整体朝着一定的方向演化,实现矿区的生态环境和谐发展;在年度计划中按照景观三要素原则,优先在关键地段恢复植被,形成自然斑块,并充分发挥廊道的连接斑块和分隔本底的功能。在露天排土场的生态恢复过程中,优先恢复边坡植被,通过合理配置斑块和廊道将平台区有效分割,初步形成防止排土场水土流失和环境恶化的植被防护体系,建立排土场植被生长和土壤培肥的立地条件,为进一步的生态恢复创造有利条件,最终形成整个排土场良好的自然景观本底。对不稳定塌陷地的治理,可有计划地将大块塌陷地采取围堰分割的办法使之变小,健全廊道功能,建立大小、形状合理的斑块,

36、以便于利用。,(二)地域分异原理,矿区生态环境恢复的地域差异表现在以下几方面:自然环境条件的差异:包括气候类型、地貌类型、水文地质、生态环境类型等方面;资源条件的差异:包括矿层赋存条件、土地质量等方面;生产布局的差异:如采矿开发规模、历史及农业生产布局等方面;社会经济条件的差异:如产业结构、耕作方法和人地矛盾等方面。,地域分异是指不同地区之间恢复条件存在明显的差异,而在一定的区域之内又有普遍的相似性。我国不同区域间的自然地理条件差异大,不同矿区土地的利用方式和恢复方向也会存在明显的差异;而同一区域内的自然地理条件又具有相似性,因此不同矿区的生态恢复方向也具有相似性和可比性.,一定区域内的相似性

37、可能表现在以下几方面:资源赋存条件和开拓开采方法相似;土地利用方式相似;开采后破坏形式相似;生态环境类型相似;社会经济条件相似。,卞正富根据地域分异原理的主导因子和综合因子相结合的原则,综合考虑各矿区开采破坏前生产力水平(包括干湿类型、热量条件和种植制度、地形特征和煤炭赋存条件与开发强度)和生态类型,以及开采破坏引起土地生产力水平下降状况、生态破坏等级类型,将我国煤矿区分为以下6个大区和12个亚区。,(三)系统界面活动控制原理,界面是相互作用、相互联系的事物或系统之间的共同部分或联系渠道。,矿区生态恢复的对象是受采矿影响生产力下降的土地。将影响矿区土地生产力和生态系统特征的各种因素构成一个系统

38、F。生态恢复的目的就是利用生物与工程措施改善系统(包括土地生产力因素子系统和生态系统特征因素子系统)各元素的取值范围,达到恢复甚至提高土地生产力的目的,促进生态系统达到平衡状态。生态恢复界面定义为矿区生态恢复前后系统F所构成的交集。此定义包括3个界面:生态恢复前、后土地生产力因素子系统所构的界面;生态恢复前、后土地生态系统特征因素子系统所构成的界面;采矿影响区与未受影响的系统F的界面。,1 土地生产力界面整合,采矿过程对土地生产力的破坏表现为土地利用对环境的影响和对土壤的扰动,而生态恢复行为是通过投入,对受影响因子进行改造而恢复土地生产力水平。影响恢复土地生产力水平的要素可分为环境要素、土壤要

39、素和投入要素三类。,环境要素的整合包括地下水水位状态、地形地貌特征(平整度、坡度、地块形状和大小)及排灌条件三方面。,土壤要素的整合就是要改善土壤养分吸收储存环境,增加土壤养分输入、减少养分流失,提高作物生长量,并保证土壤养分有增无减,达到恢复后的土地可持续利用的目的。,投入要素的整合包括物质、资金和人力三个方面。物质投入包括种子、肥料、农药等的直接投入;资金投入是技术及物质的间接投入,如农业机械、电力、能源、技术服务费用等;人力投入主要是指劳动力的投入。,2土地生态系统特征界面整合,矿区生态恢复界面生态系统研究的目标就是实现恢复区域生态系统平衡。恢复区域生态系统的平衡可以具体化为水土资源的持

40、续利用、人地关系的协调、生物多样性的保护及生态系统内物质、能量的循环效率等多方面。,3采矿影响区界面整合,采矿影响区界面通常指土地减产减收边界,是矿山企业征地和赔偿的边界。,第四节 矿山生态环境恢复与重建,一、国外矿山生态环境恢复与重建,矿山生态环境恢复与重建最早开始于德国和美国。美国1970年以前平均生态环境恢复与重建率为40%,1970年联邦土地生态环境恢复与重建法规颁布后,新破坏土地实现了边开采边重建,生态环境恢复与重建率为100%,同时又不断地对历史遗留的废弃土地进行生态环境恢复与重建。联邦德国的莱茵煤矿区,到1985年底生态环境恢复与重建土地面积是露天采煤占地面积的62%;民主德国2

41、0世纪60年代末到80年代初,生态环境恢复与重建面积是露天采煤占用面积的92%;苏联自20世纪70年代以来生态环境恢复与重建工作得到了很大程度的发展,黑色金属矿山平均重建率已提高到50%。,(一)美国矿山的生态环境恢复与重建,1977年美国国会通过了露天开采控制和生态重建法案及其他一系列有关法令。美国环境法中明确要求,在破坏的矿区土地上,必须把生态系统的资源组成部分恢复到矿山开发前的环境状态。,林业生态环境恢复与重建方式是美国矿区废弃地开发治理采取的主要方式。不进行废弃地表面平整或仅简单平整。,美国矿山人工林生态环境恢复与重建利用了各种各样的乔灌木树种。,生态环境恢复与重建的造林工程以营造混交

42、林为佳。一般栽植刺槐等作为生态重建先锋林木,在中间阶段则栽植悬铃木、大齿杨,最后阶段主要为获取木材,栽植红柞、玫瑰树、美国白蜡、美国山核桃等。,(二)苏联矿山的生态环境恢复与重建,工程技术生态环境恢复与重建阶段和生物生态环境恢复与重建阶段。工程技术生态环境恢复与重建包括针对被破坏土地的开发种类而进行的整地,如场地的整平、坡地的改造、用于农田的覆土、土壤改良等。生物生态环境恢复与重建包括一系列土地肥力的恢复、造林绿化、创立适宜人类生存活动的景观等综合措施。,(三)德国矿山的生态环境恢复与重建,德国,生态环境恢复与重建工作主要在鲁尔井工采煤区和莱茵露天煤矿进行。露天采煤破坏土地的生态环境恢复与重建

43、目的在于恢复原有的森林景观。人工林营造一般在表面平整、土壤改良后进行。在莱茵露天矿区生态环境恢复与重建中,造林的主要目的在于美化景观。造林客体主要是沙砾岩土,其成分为石块、碎石、沙砾和20%左右的黄土。一般首先营造由速生和对立地条件要求不太严格的树种组成的人工林,然后通过改造,营建符合经营目的的人工林。在露天采煤区生态环境恢复与重建中,废弃地采用先锋树种预先绿化,随后进行用材林营造。用于林业生态环境恢复与重建的最优树种有欧洲赤松、黑松、红柞、疣皮桦和刺槐等。,(四)英国矿山的生态环境恢复与重建,1969年英国颁布了矿山采矿法,提出采矿者在开矿时必须同时进行生态环境恢复与重建及生态环境恢复与重建

44、地的管理工作,明确按国家农林标准进行生态环境恢复与重建。,在英国,井工采煤的煤矿矸石山积存量16亿t,占地9000ha。对堆存多年的矸石山生态环境恢复与重建是用机械设备就地推平,保持一定标高后先种草,后植树造林,绿化矸石堆。后期为了减少矸石占地和环境污染,改用排矸系统与复田相结合的方式,直接将矸石排入采煤塌陷区复田。,建设排矸场时,先将表土和次表土取出分别堆存,然后用矸石围成堤坝,在矸石四周边坡土,种草植树护坡,防止水土流失。,复田做农业用地时,如果矸石酸性很强,在矸石推平压实后要适当翻松,以增加通气性,有于作物生长。在覆土前施石灰20t/ha中和酸性。由于矸石中不含磷肥,所以农业生态环境恢复

45、与重建要加大磷肥的施用量。,造林时根据矸石酸性程度适当加些石灰,也可直接在矸石上植苗,树木亦能很好地生长。对新的生态环境恢复与重建地,首先选用适应性强的先锋植物种,前三年种草,以改良土壤，培肥地力,为种植农作物创造良好的耕种环境。,(六)国外矿山生态环境恢复与重建的特点,1有健全的生态环境恢复与重建法规。2 有专门的生态环境恢复与重建研究和实施机构。3有明确的生态环境恢复与重建资金渠道和生态环境恢复与重建基金。4 将生态环境恢复与重建纳入开采许可制度之中。5实行生态环境恢复与重建保证金制度。6建立严格的生态环境恢复与重建标准。7 重视生态环境恢复与重建研究和多学科专家的参与合作。,二、我国矿山

46、生态环境恢复与重建,露天采矿场、排土场(废石场)、尾矿场(包括采煤中产生的矸石山)和井工开采塌陷区。,(一)露天采矿场生态环境恢复与重建,(1)农林利用生态环境恢复与重建模式对于较平缓或非积水的露天采空区可以采用农林利用为主的生态环境恢复与重建模式。具体的工程措施是将露天采空区充填、覆土、整平,然后进行农林种植。根据充填物质的不同,又可将其分为剥离物充填、泥浆运输充填和人造土层充填三种重建类型。(2)蓄水利用生态环境恢复与重建模式对于常年积水的挖损大坑,以及开采倾斜和急倾斜矿床形成的矿坑,可以作为蓄水设施加以利用,如渔业、水源、污水处理池等。渔业开发:海南田独铁矿是一个中型深凹的露天矿,自20世纪50年代中期闭坑后,露天采矿坑即蓄水养鱼,发展渔业。水源地:广西荔浦县锰矿烟灯陡矿区有一采空区约20ha,采矿过程中揭出地下河涌水点几处,经过县防疫部门检验符合生活用水标准,后就将其蓄水为水塘。在1990年8、9月该县大旱时,该水塘作为饮用水源发挥了重要作用,现已成为荔浦县重要的生活水源。污水处理池:东胜矿区马家塔煤矿利用废弃矿坑做氧化塘,用于处理矿区的污水,塘体建设成公园,内设游泳池、钓鱼池及养殖池等,使污水得到综合利用。,