在煤炭开采和利用过程中,会产生哪些环境污染问题
在煤炭开采和利用过程中,会产生哪些环境污染问题
煤炭开采带来的环境污染和生态破坏问题日益突出,主要表现在:
1、地面水下跌
由于在煤炭开采过程中矿井水大量外排,导致地下水位下降,引起地面水下跌.
2、地层错动与地表下沉
由于煤矿井下水大量外抽,矿井上底承载能力下降,加上大部分小窑煤井在开采过程中,没有采取预留煤柱等预防措施,有的小窑煤井甚至对国有煤矿预留煤柱肆意采挖、破坏,导致地层错动,地表下沉.
3、地面水受到污染
矿井废水不经处理就外排,严重污染地面水体,淤塞河道和农田渠道,造成土壤板结,对农作物影响很大.
4、煤矸石占地及风化污染问题
5、对森林植被的破坏
煤炭开采需要大量木材,按万吨煤炭产量平均消耗坑木150立方;
6、二次扬尘污染问题
煤炭有相当一部分靠汽车运输,撒漏现象非常严重,大量煤炭流失,使街道煤尘飞扬.
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煤炭在促进我国经济发展的同时 ,也造成了严重的环境污染 ,围绕煤炭的生产、加工和消费过程 ,几乎涉及到大气污染、水污染、土地污染和噪声污染的各个方面。
诸如地表塌陷、矸石山、矿井水、煤泥水、粉煤灰、酸雨等。
地表沉陷,煤矸石堆放,自燃,矸石淋溶液污染地表水,重金属污染、矿井水的处理,煤层气的释放,粉尘,
1、固体废弃物污染。例如煤渣、矿渣
2、水体污染。例如煤化企业所排放出来的废水
3、大气污染。例如CO2、SO2、NO、H2S等
4、噪音污染。煤化企业的机器轰鸣声
这些回答都是我们看得到的污染,还有那些我们看不到的污染,比如,生态的破坏等,这些都是隐性的污染。。。。
煤炭在开采,加工与转化过程中会造成哪些环境污染?煤炭在开采和加工过程中,第一是改变了原有的地质环境,地下水,煤层中储存的煤层气,煤层的氧化,煤矸石的污染,煤中各种有害元素的释放和溶解等
煤炭资源的开发利用不当会造成哪些生态破坏和环境污染问题?易煤网回答您:煤炭开采对生态环境有着广泛而深刻的影响。为了保持产煤地区生态环境能够满足人类社会可持续发展的需要,在加大矿区生态环境治理的同时,要把煤炭开采引发的破坏限制在生态环境可承载的程度之内。
煤炭开采对区域生态的影响主要是采煤地表沉陷,其表现形式为地表移动变形影响土地利用、加速水土流失、加速土地沙化、地表建构筑物损害等,露天开采则是完全破坏原地表植被、建构筑物。
我国幅员辽阔,煤炭资源分布不均,不同煤炭资源赋存地域的经济发展不平衡,煤炭资源开发区域生态环境特征差异较大。我国煤炭工业在促进国民经济发展的同时也带来了一系列的生态环境问题,如空气、地表水、土壤的质量下降,生态系统的退化,生物多样性丧失,农作物减产等。
当前,煤炭开采对生态环境的影响主要表现为地表沉陷、水资源破坏、煤矸石堆积、水土流失、植被破坏、湿地缩减、大气和水环境污染等。对于采煤造成的环境污染问题,可通过加大环境治理的技术投入与资金投入、政策的激励和约束得到有效解决。从长远发展看,环境污染因素对一定区域的煤炭开采构成了弱约束。对于采煤造成的生态破坏,从产生机理上分析,是由于采煤过程中地表塌陷、地表水流失、地下含水层疏干,破坏了矿区原有的水土条件,致使矿区各种林木、草灌生长受到严重影响,矿区植被覆盖率逐年下降,进而导致矿区整个生态系统的恶化。另外,我国煤炭资源分布与能源消费需求、生态环境容量呈逆向分布。随着我国煤炭开采重心的北进西移,生态环境条件在很大程度上制约着煤炭资源的开发。
根据煤炭资源开发对生态环境的影响特点及资源环境特点,将煤炭开采的生态环境约束界定在土地资源、水资源、煤矸石、人口搬迁、生态现状、煤炭资源6个主因素上,从可持续发展的角度提出了煤炭资源开发的环境容量的指标体系。
从土地资源角度分析,八大区块中蒙东区、北疆区受影响的土地资源量少,东北区、晋陕蒙(西)宁区、南疆甘青区受影响的土地资源量中等,其余煤炭分区受影响的土地资源量较大。
从煤炭资源的角度看,八大区块中蒙东区、北疆区、南疆甘青区、晋陕蒙(西)宁区煤炭资源丰富,其余煤炭区煤炭资源缺乏。
从水资源的角度看,八大区块中南疆甘青区水资源最为丰富,西南区、东南区、北疆区、东北区水资源量中等,晋陕蒙(西)宁区、蒙东区、黄淮海区水资源较为缺乏。
从生态环境现状看,八大区块中北疆区、南疆甘青区、晋陕蒙(西)宁区受制约程度大,东北区、西南区、东南区受制约程度小。
综合来看,八大区块中,综合环境容量的大小为蒙东区>南疆甘青区>北疆区>西南区>晋陕蒙(西)宁区>东北区>东南区>黄淮海区。我国煤炭资源时序性开发布局需要重视上述结论。
请问:改性沥青生产过程中会产生哪些环境污染主要是改性沥青生产过程中的加热沥青产生的沥青废气,还有就是锅炉产生的尾气污染环境。如果有条件可以上套沥青尾气处理设备。
地下竖井开采煤矿除了环境污染外,还会产生哪些环境问题?地面沉陷;地下径流被破坏,影响地下水源补给。
山西煤炭开采:
井工开采的煤矿地表沉降程度不同,但普遍存在,一些矿区出现了大型地表裂缝(如大同塔山),个别矿区还有CO溢出(如大同口泉沿线矿区),;地下水遭到破坏,导致矿区饮用水源紧张,地面植被和景观遭到破坏(如太原晋祠难老泉);矸石山污染环境,占用地面空间。
露天开采的煤矿(朔州平朔)地表植被被彻底破坏,粉尘污染、空气污染显著。
煤炭运输:
早期汽车运煤情况普遍,对空气、环境、文物(如酸雨侵蚀大同云冈石窟)污染严重。
煤化工和电力开发:
小型电厂和化工厂对空气污染严重,污水排放造成水体污染。
值得注意的是,山西煤炭开发主要由五大煤企(同煤、焦煤、潞安、晋煤、阳煤)完成,开采规范,安全较到位。绝大部分地表沉降没有对地表和居民造成严重影响(国有煤矿都留有足够的安保煤柱)。现代化矿井完全可以做到绿色无污染矿区。大部分老矿区的环境修复已经有较大效果。各地区棚户区改造早已基本完成。汽车运输煤炭已基本取缔。小型电厂和化工厂近年来已经少之又少。环境的破坏主要是改革开放以来大量的小煤矿小工厂造成的,近年来已基本被彻底遏制。煤炭开发对山西环境造成了严重的不利影响,但千万不能夸大其词。山西环境最大的决定方是几百万年来形成的黄土和黄河在多山区大高差条件下共同造成的水土流失。
(1)对土地资源的破坏和占用。
煤炭开采分为井工和露天两大方式,其中,我国95%以上的煤炭产量来自井工开采。
对土地资源的破坏损害,井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接
挖损和外排土场压占为主。
(2)对水资源的破坏和污染。
煤炭开采过程中,为保证安全而进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的
自然疏干,共同破坏和污染了地下水资源。与此同时,大量未经处理含有煤粉、岩粉和其它
污染物的矿井水外排,又影响到矿区及其周边环境。
(3)对大气环境的污染。
主要来自矿井排风、煤层瓦斯抽放和煤矿矸石山的自燃。
1.2.2
煤炭加工形成的环境问题
煤炭加工形成的环境问题主要来自于对原煤的筛分、洗选、动力配煤和土法炼焦。污染环境
的方式主要是排放出大量煤泥水、洗矸、煤尘和有害气体。
1.2.3
煤炭储运形成的环境问题
主要来自于煤炭的储、装、运过程中产生的煤尘飞扬对矿区及运输线路两侧生态环境的污染
。
1.2.4
煤炭燃烧使用形成的环境问题
我国85%的煤炭是通过直接燃烧使用的,主要包括火力发电、工业锅(窑)炉、民
用取暖和家庭炉灶等。高耗低效燃烧煤炭向空气中排放出大量SO2、CO2和烟尘,造成我
国以煤烟型为主的大气污染。
1.3
煤炭矿区生态环境问题的危害及程度
(1)煤炭开采导致土地资源破坏及生态环境恶化。由于露天开采剥离排土,井工开采地表
沉陷、裂缝,都将破坏土地资源和植物资源,影响土地耕作和植被生长,改变地貌并引发景
观生态的变化。开采沉陷造成我国东部平原矿区土地大面积积水受淹或盐渍化,使西部矿区
水土流失和土地荒漠化加剧。采煤塌陷还会引起山地、丘陵发生山体滑落或泥石流,并危及
地面建筑物、水体及交通线路安全。
煤炭开采对区域生态的影响主要是采煤地表沉陷,其表现形式为地表移动变形影响土地利用、加速水土流失、加速土地沙化、地表建构筑物损害等,露天开采则是完全破坏原地表植被、建构筑物。
一、煤炭开发对生态环境的影响
1、水资源区域分布不均衡且破坏严重
2、土地与地面建筑物塌陷
3、矸石露天排放造成环境污染
二、煤炭利用对生态环境的影响
1、酸沉降由硫酸型向复合型转变
2、颗粒物造成的沙尘和灰霾污染严重
3、臭氧和光化学污染问题凸显
4、应对全球气候变化压力日益增大
煤炭开采对区域生态的影响主要是采煤地表沉陷,其表现形式为地表移动变形影响土地利用、加速水土流失、加速土地沙化、地表建构筑物损害等,露天开采则是完全破坏原地表植被、建构筑物。
煤炭破碎:粉尘污染,噪声污染
煤炭燃烧:大气有SO2和NOx及粉尘
燃烧下来的炉渣处置不当会造成固废污染。andar2008(站内联络TA)不知煤炭运输、堆放过程中产生的污染(扬尘、随降水污染地表水)算不算使用过程中的污染tuobaohua(站内联络TA)煤炭使用过程,这个好宽泛啊
使用的方式太多了,最常见的就是直接烧了
燃烧的主要污染物有氮氧化物、硫氧化合物等,这些主要会形成酸雨;
另外一个不可忽视的就是碳氧化物,以二氧化碳为例,全球气候变暖;另一个一氧化碳,有毒有害……
还有很厉害的就是煤燃烧产生的粉尘,灰大啊……tuobaohua(站内联络TA)还有,煤渣也是比较难应付的,量太大了vaughn(站内联络TA)煤炭使用过程产生的污染物:1、开采;2、转运,储存;
3、燃烧,蒸馏等作为原料;
4、废渣等wangkingpig(站内联络TA)运输过程中的煤灰尘可以使用抑尘剂guosq(站内联络TA)煤中还有汞砷等有害元素zmfeng(站内联络TA)兰炭生产过程中的酚水,重污染啊syl1204(站内联络TA)煤炭燃烧过程要脱硫,
产生的粉煤灰可以做水泥制品,
燃烧过程中其中含有的重金属汞砷硒会随气体扩散沉降到周围环境中造成大气污染,粉尘污染(PM10、PM2.5),
开采过程中产生的煤矸石可以回填复垦沉陷区,要考虑其中重金属和有机污染物对土壤、地下水、生长植物等的污染,
真空退火炉使用过程中会产生哪些污染物真空退火炉,主要适用于不锈钢拉深件如水暖器材、水胀件、销、医疗器械、不锈钢钉、不锈钢镙丝、压铆件、不锈钢轴承、表壳、表带、刀具、微型轴、自攻自钻、餐具等不锈钢制品在保护气氛控制下进行连续光亮退火、固溶、退磁及不锈钢淬火处理的多用炉
压力容器使用过程中主要危害有哪些?主要是爆炸后碎片的对人体的伤害,其次是,压力容器里边的流体本身的伤害。
大气中主要污染物有哪些室外大气污染物主要包括:粉尘/可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等;室内空气污染物主要包括:甲醛、氟利昂,厨房油烟[一氧化碳二氧化硫、丙烯醛、苯并(a)芘等]、菸草燃烧的烟雾[一氧化碳、尼古丁、醛类、苯并(a)芘等]以及放射性物质等。
主要大气污染物有以下几种:
1、二氧化硫 SO2:
二氧化硫是一种常见的和重要的大气污染物,是一种无色有 *** 性的气体。二氧化硫主要来源于含硫燃料(如煤和石油)的燃烧;含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼;化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。
2、悬浮颗粒物 TSP(如:粉尘、烟雾、PM10、PM2.5)
3、氮氧化物 NOx
一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物质,能 *** 呼吸器官,引起急性和慢性中毒,影响和危害人体健康。
氮氧化物中的二氧化氮毒性最大,它比一氧化氮毒性高4-5倍。大气中氮氧化物主要来自汽车废气以及煤和石油燃烧的废气。
4、挥发性有机化合物VOCs(如:苯、碳氢化合物、甲醛)
5、光化学氧化物 (如:臭氧 O3)
6、温室气体(如:二氧化碳、甲烷、氯氟烃)
有二氧化硫,氮氧化物,烟尘,臭氧,PM2.5,PM10等等污染物。
大气污染物主要可以分为两类,即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物,它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。 颗粒物: 指大气中液体、固体状物质,又称尘。 硫氧化物: 是硫的氧化物的总称,包括二氧化硫,三氧化硫,三氧化二硫,一氧化硫等。 碳的氧化物: 主要包括二氧化碳和一氧化碳。 氮氧化物: 是氮的氧化物的总称,包括氧化亚氮,一氧化氮,二氧化氮,三氧化二氮等。 碳氢化合物: 是以碳元素和氢元素形成的化合物,如甲烷、乙烷等烃类气体。 其它有害物质: 如重金属类,含氟气体,含氯气体等等。
纳入新国家空气质量标准有6项污染物,在二氧化硫 二氧化氮 可吸入颗粒物的基础上增加了细颗粒物也就是pm2.5 臭氧和一氧化碳
空气中主要污染物有哪些一氧化碳 氮氧化物 臭氧 硫氧化物 颗粒物质 铅 挥发性有机物 有毒物质
树脂在使用过程中受到污染的因素有哪些?树脂在长时间的使用过程中已经消除了不稳定状态,但是长期与不同的水质接触,可能会受到以下污染:
(1)机械杂质。离子交换装置在检修过程中带入的杂质,在执行过程中产生的腐蚀产物,都会使树脂混入机械杂质。
(2)污泥。如预处理系统制水不正常,进入离子交换装置的水带入污浊的物质会积存在树脂的表面严重时会深入到树脂的内部。这时交换器还起过滤作用有。有时反洗和再生不能完全去除这些污泥,就会造成污染物的积累。
(3)、铁污染,进水和再生液中带入的铁离子、氢氧化物、氧化铁等细微颗粒可在阴阳树脂层中积累,用一般的再生方法不能完全除去,通常用热的浓度8%以上盐酸对树脂进行复苏。
(4)、钙污染。用硫酸再生阳树脂时,若操作不当,会产生硫酸钙的沉淀,采用两步再生法,可以消除该污染。
(5)、矽污染。吸收了矽的阳树脂,再生时由于再生液的PH值低,可能会生成胶体矽污染树脂,如果进水中含有胶体矽,再生时不能完全洗脱,也会形成矽的污染。
(6)、有机物污染。主要对阴离子交换树脂有污染,阴离子吸收了有机物,用一般的方法难以洗脱。
(7)、树脂之间的交叉污染。在树脂的再生过程中,如果阴树脂中混入阳树脂,或阳树脂中混入阴树脂,会形成交叉污染。
煤炭烘干机使用过程中容易陷入哪些误区煤炭烘干机要考虑到环保因素、安全因素、密封因素。
环保,指的是大气污染,这点需要做好,
安全,煤炭属于火灾的引发因素,另外煤炭锅炉的安检工作也是要注意好的;
密封,是针对烘干的物料来说的,热风和排烟系统一单交叉,容易对物料造成污染。
二期工程全面建成投产
为粤港澳大湾区建设
再添强大动能
该项目是广东省、东莞市重大项目,采取“煤改气”的方式,实现节能减排,促进能源结构升级。“煤改气”就是将烧煤炭改为烧天然气,减少污染物排放,提高生产效能和安全性,其中9F级燃机是目前世界上单套装机容量最大的新型燃气机组。
一、煤炭赋存的地质环境状况
1.地质概况
地质学中的鄂尔多斯盆地是指中朝板块西部连片分布中生界(特别是二叠系和侏罗系)的广阔范围。长期以来,地质工作者把它看作是一个独立的、自成体系的中生代沉积盆地。本书所研究的鄂尔多斯能源基地的范围与地质学中的鄂尔多斯盆地范围基本一致,大致在北纬34°~41°20',东经105°30'~111°30'。具体的地理边界为东起吕梁山,西抵桌子山、贺兰山、六盘山一线。南到秦岭北坡,北达阴山南麓,跨陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、山西5省(区)。面积约40万km2。
鄂尔多斯盆地是一个不稳定的克拉通内部盆地,盆地基底形成后,在其后的盖层发展演化过程中,先后经历了坳拉槽—克拉通坳陷(内部和周边)—板内多旋回的陆相盆地及其前渊—周边断陷等盆地原型的多次演化,现在的鄂尔多斯盆地是上述若干个盆地原型的叠加(孙肇才等,1990)。从中生界开始,基底地层对于盖层的影响就已经很不明显,并且表层褶皱在盆地内部也极不发育。所以盆地内中生界以上的地层产状大都比较平缓,断裂和裂隙比较少。
鄂尔多斯盆地的基底岩系分为两类,一类是由变粒岩岩相(麻粒岩、浅粒岩、混合花岗岩及片麻状花岗岩等)组成的太古宇另一类是由绿岩岩相组成为主(绿片岩、千枚岩、大理岩和变质伪火山岩)的中古元古界。基底岩系之上的沉积盖层年代自中元古界至第三系(古、新近系),累积最大厚度超过10000m。其中,中古元古代在全盆地范围内沉积了厚达1500m的长城系石英砂岩和蓟县系合叠层石的硅质灰岩。早古生代在盆地中部沉积了400~700m的碳酸岩海相沉积,在南缘和西缘同期沉积达4500m。晚石炭至早二叠世早期,在本区形成了一个统一的以煤系地层为特征的滨海相沉积,沉积厚度为150~530m。晚三叠世盆地范围内部形成内陆差异沉降盆地,包括了5个明显的陆相碎屑岩沉积旋回,即晚三叠世延长组,早中侏罗世延安组、中侏罗世直罗-安定组、早白垩世志丹群下部及上部(孙肇才,1990)。早白垩世末期的燕山中期运动,导致本区同中国东部滨太平洋区一起,在晚白垩世至第三纪(古、新近系)期间,作为一个统一的受力单元,在开阔褶皱基础上发生大面积垂直隆起。就在这个隆起背景上,形成了环鄂尔多斯中生代盆地的以汾、渭、银川和河套为代表的新生代地堑系,并在其中沉积了厚达数千米至万米的以新第三系(新近系)为主的地堑型沉积。而盆地中心部位的晚白垩世至第三纪(古、新近纪)地层大面积缺失。
第四纪以来,鄂尔多斯盆地中南部大部分地区沉积了大厚度的黄土而其北部却由于隆起剥蚀而没有黄土沉积。
鄂尔多斯盆地南部大部分为黄土高原。黄土高原的地形外貌在很大程度上受古地貌的控制。基底平坦而未受流水切割的部分为黄土塬,而受到较强侵蚀的塬地则变为破碎塬。在陕北的南部和甘肃陇东地区的塬地保存较完好,如著名的洛川塬和董志塬。在流水和重力作用下,黄土地层连同基底遭到严重切割的地貌成为黄土梁和峁。另外,由于流水侵蚀还可形成狭窄的黄土冲沟和宽浅的黄土涧地,使梁峁起伏,沟壑纵横,地形支离破碎,是人为活动频繁、植被破坏与水土流失最为严重的地区。
鄂尔多斯北部隆起的高平原地区由于气候干旱,长期受风力侵蚀,形成众多的新月形流动沙丘和半固定、固定沙地。北部有库布齐沙漠,南部有毛乌素沙地,东部为黄土丘陵。库布齐沙漠为延伸在黄河南岸的东西带状沙漠,大部分流动和半流动沙丘边沿水分较好。毛乌素沙地多为固定和半固定沙丘,水分条件较好,形成了沙丘间灌草地。
2.煤炭赋存的地质环境
鄂尔多斯盆地煤炭资源丰富,已探明储量近4000亿t,占全国总储量的39%。含煤地层包括石炭系、二叠系、三叠系和中下侏罗统的延安组。
(1)侏罗纪煤田
含煤岩系为下中侏罗统的延安组,由砂、泥岩类及煤层组成,其中泥岩、粉砂岩约占70%左右,透水性弱,其上覆直罗组、下伏富县组均为弱透水岩层。侏罗纪地层中地下水的补给、径流条件差,以风化裂隙为主,构造裂隙不很发育,风化带深度约40~60m,风化带以下岩层的富水性很快衰减。矿井涌水量在一定深度后不仅不再随开采深度的增加而增大,而且会减少,风化带以下地下水径流滞缓,水质很差,矿化度高。矿床水文地质类型一般属水文地质条件简单的裂隙充水型。但在有第四系松散砂层(萨拉乌苏组)广泛分布及烧变岩分布区,水文地质条件往往变得比较复杂,特别在开采浅部煤层时、可能形成比较严重的水文地质和地质环境问题。按照矿井充水强度及水文地质条件的差异,可将侏罗纪煤田划分为4个水文地质分区:①黄土高原梁峁区。主要分布于盆地北部。区内地形切割强烈,上部无松散岩层覆盖或砂层巢零星分布,降水量少而集中,不利于地下水的补给与汇集,岩层富水微弱,矿床充水以大气降水为主,矿井涌水量很小,矿床水文地质条件简单。②烧变岩分布区。沿主要煤层走向呈带状分布,深度一般在60m以浅,宽度受煤层层数、间距、倾角、地形等因素控制。岩层空隙发育,透水性能好,其富水性取决于补给面积和含水层被沟谷切割程度,当分布面积较大或上覆有较广泛的第四纪砂层时,富水性较强,对浅部煤层开采有影响,也常是当地重要的供水水源。③第四系砂层覆盖区。砂层出露于地面且广泛覆盖于煤系之上,厚度数米至数十米,甚至更厚。区内大气降水虽然较少,但砂层的入渗条件很好,可以在大范围内获得大气降水的就近渗入补给,然后汇集到砂层厚度较大且古地形低洼处,以泉或蒸发的形式排泄,在矿井开采浅部煤层时常是最主要的充水水源,可能出现涌水、涌砂问题。该区浅部煤层开采矿床水文地质条件中等至复杂居多。砂层水和烧变岩水往往有密切的水力联系,赋存有宝贵的水资源,但不适当的采煤和采水都可以导致大面积补给区的破坏和水质的污染及生态环境的恶化。因此,在煤田开发中应将采煤、保水和生态环境的保护作为一项系统工程统一规划。④一般地区。不用上述3个水文地质分区的其他地区。该区煤系地层地下水的补给条件不好,含水微弱,矿床水文地质条件属简单,少数中等,矿井涌水量多数为每小时1m3至数十立方米。
(2)陕北三叠纪煤田
该煤田位于盆地中部的黄土梁峁地区。地下水在黄土梁区接受大气降水的少量补给,在沟谷中排泄,径流浅,水量小,岩层富水性弱,风化带以下岩层富水性更弱,矿化度很高,水文地质条件多为简单,属裂隙充水矿床。
(3)石炭、二叠纪煤田
分布于盆地东、南、西部盆缘地区的石炭二叠纪煤田,煤系基底为奥陶、寒武系灰岩,是区域性的强含水层,煤系本身含水比较微弱,属裂隙-喀斯特充水矿床。其矿床水文地质条件的复杂程度,取决于煤系基底灰岩水是否成为向矿井充水的水源及其充水途径和方式。现分区叙述如下:①东部地区。包括准格尔煤田和河东煤田。煤系下伏灰岩强含水层的地下水位埋藏很深,常在许多矿区的可采煤层之下,煤系地层含水微弱,矿床水文地质条件简单,奥陶系灰岩水为矿区的主要供水水源。从长远看,当煤层开采延伸到奥陶系灰岩水位以下时,灰岩水将威胁到下部煤层的开采。②南部渭北煤田。奥灰水地下水位标高为380m左右,而煤层赋存标高从东至西逐渐始升。如在东部太原组煤层的开采普遍受到奥灰水的威胁,而西部铜川矿区的多数煤层则均赋存在灰岩地下水位以上。在渭北煤田,由于奥灰与煤系的接触关系为缓角度不整合,使得不同地区煤系下伏的灰岩岩性和富水性不同,形成不同的水文地质条件分区。380m水位标高以上的煤层,其矿床水文地质条件多为简单至中等,而380m水位标高以下的煤层,水文地质条件属中等至复杂。奥陶系、寒武系灰岩沿煤田南部边缘有部分山露或隐伏于第四系之下,接受大气降水直接或间接补给,灰岩和强径流带也沿煤田的南部边缘分布于浅部地区。故开采浅部煤层时,矿井涌水量大,开采深部煤层时突水的可能性增大,但水量则有可能减少。在韩城矿区北部,黄河水与灰岩水之间有一定的水力联系。灰岩水是当地工农业的最主要水源、要考虑矿坑水的综合利用和排供结合。③西部地区。煤系与奥陶系灰岩之间有厚度较大的羊虎沟组弱含水层存在,奥灰水不能进入矿井,煤系含水比较微弱,矿床水文地质条件多属以裂隙充水为主的简单至中等类型(王双明,1996)。
二、煤炭开发过程中的地质环境状况变化
煤炭开发引起的地质环境问题受矿山所处的自然地理环境、地形地貌、地层构造、水文气象、植被,以及矿产工业类型、开发方式等经济活动特征等因素的影响。目前鄂尔多斯盆地煤矿地质环境问题十分严重。地下开采和露天开采对矿区地质环境影响方式和程度不同。该区煤矿以地下开采为主,其产量约占煤炭产量的96%。尤以地下采煤导致的地质环境问题最为严重,主要地质环境问题以煤矿业导致的地质环境问题结果作为分类的主要原则,可以分为资源毁损、地质灾害和环境污染三大类型及众多的表现形式(表3-2)(徐友宁,2006)。
根据总结资料与实地调查,结合重点区大柳塔矿区及铜川矿区实际情况,我们重点介绍以下5个突出的地质环境问题:①地面塌陷及地裂缝②煤矸石压占土地及污染水土环境③地下水系统破坏及污染④水土流失与土地沙化⑤资源枯竭型矿业城市环境恶化。
1.地面塌陷与地裂缝
地下开采形成的地面塌陷、地裂缝造成耕地破坏,公路塌陷,铁轨扭曲,建筑物裂缝,以及洼地积水沿裂隙下渗引发矿井透水等事故。在干旱地区由于地表水系受到破坏,导致矿区生产、生活,以及农业用水发生困难。同时,还可诱发山地开裂形成滑坡。
表3-2 煤炭开采的主要地质环境问题
地面塌陷和地裂缝在大中型地下开采的煤矿区最为普遍,灾害也最为严重。如甘肃的华亭煤矿,宁夏的石嘴山、石炭井煤矿和陕西的渭北韩城—铜川,以及神府—东胜煤田矿区。
由于黄土高原人口密集,地面塌陷对土地的破坏主要是对农田的破坏。陕西渭北地区的铜川、韩城、蒲白、澄合等矿务局各矿区位于黄土台塬,该区是陕西渭北优质农业产区和我国优质苹果生产基地,这些国有大中型老煤矿区几十年地下开采导致了地面塌陷、地裂缝,以及山体开裂,成为西北地区煤矿开发对农业生产破坏最为严重地区之一。陕西省采空区地面塌陷总面积约110km2,主要分布于渭北及陕北煤矿区。不完全累计,1999年底,铜川矿区地面塌陷63.82km2,占到全省地面塌陷区55.38%,其中80%为耕地。煤矿区的地面塌陷最为严重,这是因为煤层厚度较金属矿体要大,过采区的空间较金属及其他非金属矿山要大得多,且上覆岩层多为松软的页岩、粉砂岩及泥质岩层。煤矿地表塌陷和地裂缝的范围及深度与采煤方法、工作面开采面积、采区回采率,以及煤层产状等多种因素有关。一般而言,埋深愈浅,开采面积越大,地面塌陷、裂缝范围及深度也越大。榆林神府矿区大砭窑煤矿开采5#煤层,煤层4~6m,埋深90~100m,1992年5月5日,矿井上方发生地面塌陷12000m2,陷落深度0.7m。宁夏石嘴山市石嘴山煤矿开采面积5.15km2,而塌陷面积已达6.97km2,是其开采面积的135%,形成深达8~20m地表塌陷凹地,部分地段的裂缝宽达1m。矿区铁路运输基地高出塌陷区10~20m,使得矿山企业每年用于铁路垫路费高达100万元,穿越矿区的109国道被迫改道。
陕西省煤矿采空区地面塌陷总面积约110km2(表3-3),主要分布于渭北及陕北煤矿区。其中铜川市老矿区因开采较早,地面塌陷比较严重,到1999年底,不完全统计其地面塌陷63.82km2,占到全省地面塌陷区55.38%,其中80%为耕地。而神木县近几年煤矿开发力度不断增大,加之煤层埋藏较浅,地面塌陷程度增大,截至2001年,该县乡镇煤矿造成地面塌陷达5.32km2。
表3-3 鄂尔多斯能源基地陕西境内煤矿区地面塌陷
(据西北地矿所)
陕西省渭北煤田的铜川、黄陵、合阳、白水、韩城各矿区、陕北神府煤田的大柳塔、大砭窑、洋桃瑁、沙川沟、刘占沟、新民矿等矿区,均出现有不同程度的地面塌陷、地裂缝及山体滑坡,造成大面积的农田被毁、房屋开裂、铁轨扭曲、公路塌陷、矿井涌水等。2001年7月,特大暴雨使黄陵店头陕煤建五处矿区仓村三组的1.2hm2耕地发生地面塌陷、地裂缝,地裂缝最宽可达15m,塌陷落差达7.45m,60%耕地已无法复垦,农田搁荒,预计经济损失达270万元。铜川煤矿区地裂缝5400余条,以王石凹煤矿为例,在1∶5000的地形图上填绘的裂缝就有70多条,总长度近7000余米。神府矿区大柳塔矿201工作面煤层埋藏浅,1995年7月10日开始回采,放顶后地表形成裂缝,实测裂缝区面积为5742.5m2。第一期开采计划完成后,预计未来大柳塔矿采空区总面积5.8hm2,可能发生地裂缝区域总面积约5.45hm2。裂缝区与采空区面积之比为0.94。目前塌陷面积达到7.7km2。20世纪90年代,甘肃窑街矿区矿井地面占地598.1hm2。地面塌陷20处共计443.54hm2,地面塌陷面积比80年代扩大了48.4%,每年以14.47hm2的速度扩大,10年间因塌陷引起的特大型山体滑坡等灾难性地质事故数起。80年代造成水土流失面积449~550hm2,90年代达到663~720hm2。
2.煤矸石压占土地及污染水土环境
煤矸石是采煤和选煤过程中的废弃物,通常占煤矿产量的12%~20%,是煤矿最大的固体废弃物之一,其堆积会压占土地植被。陕西黄陵店头地处黄土高原地带,小流域地区的森林植被良好,但是部分煤矿排放的煤矸石堆积在山坡上,压占了生长良好的杂木林。陕西韩城下峪口黄河滩地湿地芦苇茂密,生态环境良好,但是下峪口煤矿排放煤矸石填滩造地,却压占并破坏了黄河湿地生态资源与环境,应引起有关部门的高度重视。煤炭资源大面积连续开采,造成了难以恢复的地下水破坏,同时导致地表河流流量锐减,生态环境破坏。1997年以来,陕西神府煤田开发区已有包括窟野河在内的许多河流出现断流。
煤矸石堆积长期占压土地。截至2000年,铜川矿务局下属12个矿山,煤矸石累计堆存量1264.99万t,大小矸石山150余处,其中100万t以上的矸石山35处,矸石压占2.37km2。
堆积的矸石山易发生自燃,产生大量硫化氢等有害气体,对周边村民身体健康产生很大危害。据有关资料,每平方米矸石山自燃一昼夜可排放CO10.8kg,SO26.5kg,H2S和NO22kg等。依据国家卫生标准规定,居民区大气环境中有害物质的最高允许浓度SO2日均浓度为0.15mg/m3、H2S为0.01mg/m3,显然,煤矸石自燃区的大气环境污染超过了国家标准,必然危害居民身体健康。
陕西铜川矿务局下属共有13个矿井,其中6个矿井煤矸石堆存在自燃(图3-2),矸石山周围SO2,TSP,苯并芘等都严重超标,据有关资料在自燃矸石山周围工作过5年以上的职工患有不同程度的肺气肿。陕西韩城桑树坪矿矸石山自燃造成空气中SO2和CO2严重超标,其中SO2浓度平均超标16倍,CO2浓度平均超标20倍。在这种空气环境下,甚至发生了工人昏倒在排矸场的现象。
图3-2 铜川矿务局王石凹煤矿正在冒烟的矸石山
煤矸石不仅造成大气污染,矸石山淋滤水还会造成临近地表水源、地下水,以及矸石山下伏土壤的污染。本次调查在铜川矿务局金华山煤矿采集的矸石山淋滤水样,颜色发黑,经检测发现是酸性水,pH值为2.82,COD为812.5mg/L,悬浮物含量128.0mg/L,重金属含量汞、镉、铜、镍、锌、锰均超标在三里洞煤矿采集的矸石山淋滤水pH值为1.77,COD为621.6mg/L,TDS含量达160.658g/L,水化学类型为Mg·SO4型这些矸石山淋滤水流入地表水体或渗入土壤,都会造成一定程度的污染。
3.地下水系统破坏及污染
鄂尔多斯能源基地煤炭开采区大多为严重缺水地区。矿井疏干排水造成地下水均衡系统的破坏,地下水位下降,水量减少。煤矿酸性及高矿化度井水造成地下水污染,加剧了水资源危机。煤炭资源大面积连续开采,造成了难以恢复的地下水破坏,同时导致地表河流流量锐减,生态环境破坏。1997年以来,陕西神府煤田开发区的不少河流断流,如2000年窟野河断流75d,2001年断流106d。由于煤矿采空区裂缝遍布,最宽达2m多,局部地区地面下降2~3m,导致原流量达7344m3/d的双沟河已完全干涸,400多亩水田变为旱地,杨树等植被大片枯死。
陕西渭北铜川、蒲白、澄合和韩城等煤矿是矿井突水主要发生地,素有渭北“黑腰带”之称的铜川、蒲白、澄合、韩城四大煤矿区又是高瓦斯矿区,1975年5月11日,铜川矿务局焦坪煤矿前卫矿井发生重大瓦斯煤尘爆炸事故,死亡101人,受伤15人,全井造成严重破坏。2001年4月,铜川、韩城两起瓦斯爆炸造成86人死亡的重大恶性事故,社会影响极坏。
陕西省的矿井突水主要发生在渭北铜川、蒲白、澄合和韩城等煤矿区。1989年,上述4个矿务局27个煤矿31处自然矿井,受地下水威胁的矿井占32.3%。据不完全统计共计发生矿坑突水36次,其中1975~1982年该区发生奥灰岩土石事故29次,占其矿井突水事故地80.56%。该区矿井下水灾主要来源于奥灰岩岩溶水和古窑采空区积水。1960年1月19日,铜川矿务局李家塔煤矿发生老窑突水53476m3,淹没巷道18条,总长1880m,直接经济损失7142元,死亡14人。20世纪60年代以前,该区带主要矿井巷道还位于+380m水平面上,70年代后,蒲白、韩城、澄合等新建矿区部分开拓巷道位于+380m水平面之下。1974年以后,象山、马沟渠、桑树坪、董家河、权家河、二矿、马村矿相继发生奥灰岩突水事故29次,淹没巷道万余米,致被迫停产,重掘巷道的巨大损失,直接经济损失近2000万元。
宁夏石嘴山煤矿区因地面塌陷,地裂缝交错,地面低凹积水,地表水沿裂隙进入地下巷道,使矿区多次发生突水事件,造成人员伤亡和巨大的经济损失(表3-4)。
表3-4 宁夏石嘴山煤矿矿井突水一览表
陕西黄陵县店头沮水河两岸分布着十几家个体小煤矿,不顾后果在河道下采煤,在8km2范围内形成4处较大的塌陷区,均横跨沮水河床,地裂缝达20cm,最大塌陷区面积达1000m2以上,大片耕地塌陷,民房出现裂缝,饮水井水量和水质发生变化。1998年9月13日个体小煤矿牛武矿非法开采沮河河床保安煤柱,并越界穿过沮水河,同个体水沟小窑多处相互打通,发生矿井透水,最终导致苍村一号斜井西采区被淹,使陕西黄陵矿业公司一号煤矿主平硐在1999年“3.24”发生重大突水事故,涌水量瞬间增至800m3/h,迅速淹没了3条平硐。小煤窑无序采煤不仅造成自己淹井停产,也给黄陵矿业公司造成直接经济损失3401万元,间接经济损失3100万元。同时,沮水河河水在上游进入煤矿采空区后,又在下游报废小煤窑井口流出排入沮水河,给居民生产和生活带来了很大困难。黄陵个体煤矿无序开采诱发的矿井突水事故再一次说明采矿业的发展必须遵循可持续发展原则,合理布局,加强矿业秩序的日常监督管理,才能使整个采矿业沿着健康的轨道发展。
长期以来,由于技术水平所限和认识不足,矿井水被当作水害加以防治,矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护。2000年,西北地区国有矿井煤产量3785万t,平均吨煤排水量1.3t,其他矿井煤产量5209万t,平均吨煤排水量0.324t。西北地区的煤矿主要位于干旱、半干旱地区,矿区水资源匮乏,毫无节制的排水不仅大大破坏了地下水资源,增加了吨煤成本,而且还导致地面塌陷、地下水资源流失、水质恶化,还可能造成地下突然涌水淹井事故。
煤矿矿井水多属酸性水,未加处理直接排放,加剧了干旱地区矿山用水危机。陕西、宁夏、内蒙古部分矿井水pH值均小于6,陕西铜川李家塔矿井水pH值更低为3。酸性矿井水直接排放会破坏河流水生生物生存环境,抑制矿区植被生长。甘肃、宁夏、内蒙古西部大部分矿井及陕西中部和东部等矿井水是高矿化度水,一般矿化度均大于1000mg/L。
2002年7月在陕西渭北煤矿区的一些矿务局调查时发现,陕西白水部分矿山存在将坑道废水直接排入地下岩溶裂隙,导致岩溶水污染,此问题应引起有关部门的高度重视,尽快采取措施保护岩溶水,使地下水资源不受污染。
4.水土流失与土地沙化
水土流失导致的土壤侵蚀是生态恶化的重要原因。黄土区、黄土与风沙过渡区的矿区水土流失量最大。陕西的铜川、韩城、神府煤矿区宁夏的石嘴山、石炭井煤矿区陕蒙神府—内蒙古东胜水土流失都十分严重。有关环境报告资料预测,陕西神府—内蒙古东胜矿区平均侵蚀模数按1.21万t/km2·a,面积按3024km2计算年土壤侵蚀量为3659.04万t。据几个矿区开发前后不同时期的遥感资料以及河流、库坝、泥沙资料综合分析和计算表明,煤矿开采后水土流失量一般为开采前的2倍左右。内蒙古的乌达等矿区,侵蚀模数达10000~30000t/km2·a,是开采前水土流失量的3.0~4.5倍。陕西黄陵矿区建矿前土壤侵蚀模数为500t/km2·a,建矿5年后,土壤侵蚀模数已达1000t/km2·a。随着矿区的开发水土流失问题日益严重,不仅破坏了生态环境,还直接威胁矿区安全。例如,陕西神木中鸡煤矿由于矿渣倾入河道,占据河床2/3的面积,1984年8月雨季时河水受阻回流,造成特大淹井事故。
煤炭开采形成的地面塌陷造成浅层地下水系统破坏,使塌陷区植被枯死,为土地沙漠化的活化提供了条件。其次,露天煤矿、交通及天然气管道工程建设占用大量耕地,破坏植被,使表土疏松,使部分原已固定和半固定沙丘活化。戈壁沙漠区煤矿废渣堆放,风化加剧了土地沙化。
陕西神府煤田矿区大规模开发以及地方、个体沿河沟两岸乱挖滥采,破坏植被,导致沙土裸露,加剧水土流失和土地沙化。自80年代中期开发以来,毁坏耕地666.7hm2,堆放废渣6000多万t,破坏植被4946.7hm2,增加入黄泥沙2019万t。据“神府东胜矿区环境影响报告书”提供的预测结果,若不采取必要的防沙措施,矿区生产能力达到3000万t规模时,将新增沙漠化面积129.64km2,煤矿开发导致的沙漠化面积为自然发展产生沙漠化面积的1.53倍,新增入河泥砂量480万t,比现有条件下进河泥砂量增加13.7%。
5.煤炭资源枯竭与城市环境恶化
鄂尔多斯现有煤田有些开发较早,可以追溯到20世纪五六十年代。起初,由于技术落后,造成资源浪费,加之很多矿区达到服务年限,到现在已无资源可采。如铜川矿务局是1955年在旧同官煤矿的基础上发展起来的大型煤炭企业。全局在册职工30041人,离退休人员32691人,职工家属约21.6万人。由于生产矿井大多数是50年代末60年代初建成投产的,受当时地质条件和开采条件所限,所建矿井煤炭储量、井田范围、生产能力小,服务年限短。80年代以来先后有9对矿井报废,实施关闭,核减设计能力396万t。目前全局8对生产核定能力965万t/a,均无接续矿井。东区部分矿井资源枯竭,人多负担重,生产成本高,正在申请实施国家资源枯竭矿井关闭破产项目。生产发展接续问题日益突出,企业生存发展面临严峻挑战。矿业城市的可持续发展受到地方政府及相关学者的关注。煤炭资源枯竭的直接后果是矿业城市面临转型,大量问题需要解决,如人员安置、环境改善、寻找新的主打产业等。
三、煤炭开发引起的地质环境问题对煤炭开采的影响
大规模的煤炭开发活动不但极大地破坏了当地的地质环境和生态环境,也在很大程度上制约了煤炭开采活动的正常进行,主要表现在以下几个方面:
(1)采煤塌陷及地裂缝造成水资源量减少、地下水体污染,影响矿区采煤活动的正常运行
采煤塌陷造成含水层结构破坏,使原来水平径流为主的潜水,沿导水裂隙垂直渗漏,转化为矿坑水在采矿疏干水过程中又被排出到地表,在总量上影响地下水资源。采煤塌陷形成塌陷坑、自上而下的贯通裂隙,使当地本就稀缺的地表水、地下水进入矿坑而被污染,使地下水质受到影响,进而影响到地下水的可用资源量。如在神府东胜矿区,采煤塌陷一方面使萨拉乌苏组含水层中地下水与细沙大量涌入矿坑,造成井下突水溃沙事故另一方面矿坑排水需大量排放地下水,既浪费了宝贵的水资源,又破坏了矿区的水环境(张发旺,2007)。
另外,采煤塌陷对水环境造成影响的最重要因素是塌陷裂缝。其存在不但增加了包气带水分的蒸发,造成地表沟泉、河流等的干涸,而且增加了污染物的入渗通道,从而导致土壤水和地下水体的污染。
西北煤矿区水资源原本缺乏,再加上塌陷及地裂缝造成的可用水资源量的减少,使矿井用水、洗煤厂用水、矿区生活用水等均面临严峻挑战。
(2)煤层及煤矸石自燃不但浪费了大量煤炭资源,而且影响煤炭开采
鄂尔多斯盆地北部的侏罗系煤田分布区,煤层埋藏浅深度只有0~60m,并且气候干旱,植被稀少,形成了有利于煤田大规模自燃的气候条件。因此煤层及煤矸石自燃大面积分布,如乌海煤田、神东煤田等。煤层及煤矸石自燃不仅会烧掉宝贵的煤炭资源,并且会影响煤炭开采、污染空气,造成巨大经济损失。
(3)矿坑突水事故不但破坏了地表水和地下水资源,往往也会淹没矿井巷道,严重影响煤炭开采,造成重大人员伤亡和经济损失
在我国,大部分石炭-二叠系煤炭开采时会受到水量丰富的奥陶系灰岩水的威胁。由于水量巨大,流速快,水压高,奥陶系灰岩水造成的突水事故往往十分巨大,如1984年6月发生的开滦范各庄煤矿发生的世界罕见的特大奥陶系灰岩水突水事故,突水4d内把范各庄煤矿淹没,又突入相邻的吕家坨煤矿并将其全部淹没,并向另一相邻矿林西矿渗水,经过4个月才完成封堵工作,造成的经济损失达5亿元以上。在鄂尔多斯盆地,石炭-二叠系煤层主要分布在铜川、蒲白、澄合和韩城一线,历史上共发生矿坑突水事故40余次。如1960年1月19日铜川矿务局李家塔煤矿发生老窑突水53476m3,淹没巷道18条,死亡14人。
陕西黄陵县店头沮水河两岸个体小煤矿无序生产,1998年9月至1999年3月造成一系列突水事故,给黄陵矿业公司造成的直接经济损失就有3401万元,间接经济损失3100万元。
一、煤炭资源开发利用现状及主要问题
我国煤炭资源分布广泛,总量丰富,储量居世界前列,且煤类齐全、煤质优良。煤炭资源是我国经济、社会发展的物质基础,在我国一次能源的消费构成中占了76.4%的比重,是我国主要的能源, 同时又是重要的有机化工原料,从煤中可以提取200多种生产和生活必需品。
在未来新能源大规模利用之前,煤炭将是支持我国能源供应的国内主要品种,是我国今后经济可持续发展的保障。但是由于我们对煤炭资源保护认识不足,对环境和生态保护重视不够,在煤炭资源的开发利用中存在严重的问题。主要表现在以下两个方面:
(一)不合理开采造成资源耗费率高,损失浪费严重
煤炭资源属于不可再生资源,其形成要经过漫长的地质时期,一旦采完也就消失了,在短时间内不能再生,这种不可再生性决定了对煤炭资源保护和战略储存的重要意义。然而煤炭开采中采富弃贫、采主弃副的现象普遍存在,小煤窑的私挖滥采屡禁不止,给煤炭资源造成极大的浪费。
有关专家按照各类煤矿产量加权平均的方法,对煤矿的矿井回采率进行了估算,目前全国煤矿矿井回采率仅在30%左右,与国外矿井回采率最高为85%相比,相差悬殊。以煤炭资源储量占全国三分之一的山西省为例,“矿井回采率加权平均为38.7%,由于采矿方法落后, 机械化程度不高(国有重点煤矿98%以上,地方国有煤矿20%,乡镇煤矿低于10%),科技含量低,管理跟不上,造成厚煤层采不全,中厚煤层回采率低,薄煤层(0.7m~1.4m占全省煤炭总量的12%~18%)弃采, 每采1吨煤, 就要付出6吨~8吨煤储量的代价。” ①
(二)不合理开发利用带来严重的生态环境负面影响
尽管我国在《环境保护法》、《矿产资源法》等法律中都对矿山环境保护作出了明确规定,但就目前情况看,煤矿开采造成的生态破坏和环境污染仍十分严重。“一是井工开采造成地表塌陷,露天开采挖损土地;二是造成水资源的流失与污染;三是污染大气环境。同时,我国煤炭利用产生的污染也十分严重,我国85%的煤炭直接用于燃烧,致使我国成为典型的煤烟型污染,煤炭燃烧排放大量的SO2, 已造成我国30%的国土面积受酸雨的影响。”②
二、煤炭资源开发利用中存在问题的原因分析
我国在煤炭资源开发利用中出现的上述问题,原因是多方面的,概括起来有观念、政策、法律、技术等几个方面的原因。
(一)观念原因
煤炭资源是一种不可再生的资源。由于我国的煤炭储量丰富,使人们对我国煤炭资源产生“取之不尽,用之不完”的错觉。再就是我国在计划经济时期作为一次能源的煤炭与二次能源的电力相比,其价格相差很大。“2002年美国的终端售电单价为7.2美分/千瓦时,而电煤的平均到厂成本是3.57美分/千瓦时,售电单价是电煤单价的1.97倍。而同期,我国终端的售电单价是59分/千瓦时,电煤平均到厂成本约为12分/千瓦时,售电单价是电煤单价的4.9倍,远高于美国1.97倍的水平,说明我国煤炭价格偏低。” ③电煤在电力价格中的比例关系,印证了我国煤炭价格与电力价格相比偏低的事实。正因此,人们认为煤炭资源是无价或廉价的。这种资源无价或廉价的错误认识,导致的直接后果就是对煤炭资源的过度开发和浪费。
(二)政策原因
过去我们在对待经济发展问题上,指导思想出现了偏差,片面强调地方利益和经济指标的增长,只注重眼前利益,不顾长远利益,形成了煤炭工业粗放经营的经济增长模式。长期以来,煤炭工业实行了“有水快流”的政策,对煤炭开发采取了“大、中、小型煤矿并举, 国家、集体、个人一起上”的方针,导致乡镇、个体煤矿迅猛发展,甚至失控,占用了大量的资源。而这些小煤矿大多布局不合理,设备简陋陈旧,技术力量薄弱,环保措施不到位,其回采率仅10%,远远低于国家规定, 这种“掠夺式”的乱采、滥挖使国家宝贵的煤炭资源遭到严重浪费,并且造成了当地的生态破坏和环境污染。
(三)法律原因
煤炭资源保护与合理开发利用最有力也最权威的管理手段是法律手段。但我国在煤炭资源保护与合理开发利用方面的法制宣传不够,执法力度不够,法律制度还不很健全和完善,主要表现在以下几个方面:
1.煤炭立法不完善。 目前,我国煤炭立法是由法律、法规、规章等构成的。主要有《矿产资源法》、《煤炭法》、《矿产资源法实施细则》、煤炭、矿产管理部门制定发布的行政规章以及各地方人大和政府发布的地方性法规规章。存在的问题是:
(1)煤炭行业的市场准入制度不合理。 煤炭资源的有限性决定了国家对进入煤炭行业的企业要给予一定限制。我国对煤炭企业的设立实行许可原则,由煤炭管理部门审查批准。我国《煤炭法》第十八条(四)规定:“有符合煤炭安全生产和环境保护要求的矿山设计”。《矿产资源开采登记管理办法》第五条采矿权申请人申请办理采矿许可证时,应当向登记管理机关提交的资料(五)规定的 “开采矿产资源的环境影响评价报告”。虽然都有环境保护的内容,但矿山设计是否符合环境保护要求由哪个部门审批认定,是环境保护部门还是煤炭管理部门没有具体规定,缺乏可操作性。再就是从《煤炭法》第十八条规定的开办煤炭企业的六项条件来看,条件低,不细化,使许多生产技术条件比较差的小煤矿能够通过审批成立,从而造成资源浪费和环境污染。
(2)我国煤炭资源有偿使用的法律规定尚不健全,资源税费的征收不尽合理。
我国《矿产资源法》第五条明确规定:“国家实行探矿权、采矿权有偿取得的制度”;《矿产资源开采登记管理办法》第九条也规定:“国家实行采矿权有偿取得的制度”。但法律规定有偿取得采矿权的方式比较单一,缺乏激励机制。对采矿权使用费,按照矿区范围的面积逐年缴纳,标准为每平方公里每年1000元的规定,也不尽科学。
《矿产资源法》第五条第二款规定:“开采矿产资源,必须按照国家有关规定缴纳资源税和资源补偿费。”矿产资源税是调节部分矿山企业的级差收益,鼓励企业间的平等竞争;矿产资源补偿费主要是对资源消耗的补偿,是矿山企业的‘资源’成本,是调节矿产资源所有者和采矿权人之间的产权关系,是对已消耗的资源的货币补偿。煤炭属于矿产资源,是一种高耗竭性资源,矿产资源税和矿产资源补偿费这两种形式的费用的征收都是以销售数量或销售收入为计税和收费依据,不能真实反映煤炭作为矿产资源本身的价值,没有体现出煤炭资源资产化管理和资源有偿使用的全部内涵,不利于提高资源回收率,也不利于促进资源的有效利用,导致了煤炭资源的价值和价格相背离。
(3)缺乏可操作性强的措施,保护煤炭资源的合理开采。 我国《煤炭法》第二十八条规定:“对国民经济具有重要价值的特殊煤种或者稀缺煤种,国家实行保护性开采。” 但是怎样进行保护性开采,采取何种措施保护,如哪些煤种属于特殊煤种或者稀缺煤种没有确定,没有建立稀缺煤种资源储备制度等使得保护乏力。在我国丰富的煤炭资源中“焦煤、肥煤、瘦煤等主要炼焦煤稀缺,据统计,全国肥煤资源量373亿吨,焦煤资源量695亿吨,瘦煤资源量445亿吨,三者仅占查明煤炭资源量的14%,优质炼焦用煤则更少。”③由于缺乏操作性强的措施,焦、肥、瘦煤等稀缺煤种得不到有效保护。
《矿产资源法》第二十九条规定:“开采矿产资源,必须采取合理的开采顺序、开采方法和选矿工艺。矿山企业的开采回采率、采矿贫化率和选矿回收率应当达到设计要求。” 《煤炭法》第二十九条也规定:“开采煤炭资源必须符合煤矿开采规程,遵守合理的开采顺序,达到规定的煤炭资源回采率。煤炭资源回采率由国务院煤炭管理部门根据不同的资源和开采条件确定。”但这些规定随意性强,可操作性弱。因为没有一个统一的、动态的、比较公平的量化的标准。这也正是造成煤炭资源开采回采率低,损失浪费严重的原因之一。仅“1980年至2000年,全国煤炭资源浪费280亿吨。”⑤
《矿产资源法》在法律责任一章中对开采回采率、采矿贫化率和选矿回收率达不到设计要求的没有规定应承担的法律责任。《煤炭法》虽然在第六十九条规定:“ 违反本法第二十九条的规定,开采煤炭资源未达到国务院煤炭管理部门规定的煤炭资源回采率的,由煤炭管理部门责令限期改正;逾期仍达不到规定的回采率的,吊销其煤炭生产许可证。”但由于没有统一的量化的标准,加上地方保护主义的影响,追究违法者的法律责任往往是一句空话。
2.煤炭资源保护的执法力度不够。 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。1998年,国家开始实施“关井压产”政策,取得了一定的效果。2001年5月国家经贸委又下发了《关于加大关井压产、总量调控力度确保煤炭经济形势进一步好转的通知》,加大关井压产力度,加快关闭国有井田范围内各类小井,特别是国有重点煤矿自办小井。煤矿安全监察机构对近几年已关闭的小煤矿,进行一次全面的复查。但是随着近一两年来煤炭价格的上涨,小煤窑又死灰复燃。
3.煤炭资源保护法制宣传不够。 我国《宪法》第九条规定:“ 矿藏、水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂等自然资源,都属于国家所有,即全民所有;由法律规定属于集体所有的森林和山岭、草原、荒地、滩涂除外。”《矿产资源法》第三条规定:“ 矿产资源属于国家所有,由国务院行使国家对矿产资源的所有权。地表或者地下的矿产资源的国家所有权,不因其所依附的土地的所有权或者使用权的不同而改变。”《煤炭法》第三条规定:“煤炭资源属于国家所有。地表或者地下的煤炭资源的国家所有权,不因其依附的土地的所有权或者使用权的不同而改变。”但是在实际开采过程中却没有得到彻底的贯彻和执行。在许多人眼里,国家的资源好像是白给的,谁能挖到手就是谁的,根本不知道非法采矿要承担法律责任。
(四)技术原因
煤炭资源的调查规划和勘查工作有待加强,煤矿生产的机械化、集约化程度低,采矿方法落后, 科技含量低,煤炭深加工和综合利用水平低,洁净煤技术还有待推广。
三、我国煤炭资源合理开发利用的法律对策
中共十六届三中全会通过的《中共中央关于完善社会主义市场经济体制若干问题的决定》中提出了以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观和“五个统筹”的要求,这不仅是全面建设小康社会的政策和体制保障,也对环境资源法制建设提出了新的要求。我们应当在科学发展观的指导下,以可持续发展为出发点和归宿,切实执行煤炭开发中“统一规划、合理布局、综合利用”的方针,做到在保护中开发,在开发中保护,实现经济、社会、环境的协调发展。
针对我国煤炭资源在开发利用中出现的问题及原因,提出相应的法律对策:
(一) 完善煤炭立法
1.严格实行煤炭行业的市场准入制度
建设高产高效集约化矿井,逐步取代小煤矿,减少煤炭资源浪费,是煤炭工业实施可持续发展战略的必由之路。这就需要建立煤炭勘探、开发准入制度,提高煤炭行业的市场准入门槛,完善对开办煤炭企业条件的规定。对已有企业,要严格煤炭生产许可证的发放条件,可以根据煤炭资源赋存情况和开发要求,增加对企业年生产能力、回采率的要求,将不符合条件的组织、个人拒之门外。对此有些地方立法已做出规定,如《山西省煤炭资源管理条例》第十条规定,开办煤炭企业年生产能力不得少于30万吨,开采零星资源
、极薄煤层及残采、复采的矿井,年生产能力不得少于3万吨;煤炭资源的采区回采率,开采薄煤层不得低于85%,开采中厚煤层不得低于80%,开采厚煤层不得低于75%。
2.完善有关生态环境保护的规定
为了避免煤炭开发造成的环境污染和生态破坏,应以预防为主。对煤炭建设项目实施严格的环境影响评价,将其作为煤炭企业设立和发放采矿许可证、煤炭生产许可证的前置程序。我国已于2002年颁布了《环境影响评价法》,在《矿产资源法》、《煤炭法》中应对此做出相应规定。环境保护管理部门应通过举行论证会、听证会或其他形式,征求有关专家和公众的意见。
3.完善现行的资源有偿使用制度
完善现行的资源税和矿产资源补偿费的规定,资源税的课税数量应将核定回采率考虑在内,煤炭资源补偿费应以经过合理评估的煤炭价格作为依据,以此促进煤炭开发者提高回采率,并真实反映煤炭资源的价值,达到国家宏观调控的目的。 《资源税暂行条例》中对资源税的用途未作规定。按照《矿产资源补偿费征收管理规定》(97年修正)第11条的规定:“矿产资源补偿费纳入国家预算,实行专项管理,主要用于矿产资源勘查。”为了支持我国煤炭工业的发展,国家应规定将征收的资源税费的一定比例用于煤炭科研项目的研究、科研成果的推广以及对企业的环保资助等。对此,可借鉴美国的做法。美国联邦政府对煤炭工业的扶持突出表现在为煤炭的研究和开发提供资金和为环保提供资助。在煤炭研究和开发方面,联邦政府主要是加强对洁净煤技术的扶持力度。在环保的资助方面,美国通过建立废弃矿山土地复田基金帮助采后煤矿的复田。大力发展洁净煤技术,推进洁净煤技术产业化,提高资源利用效率,解决由于煤炭开采和利用所引起的环境问题。此外,为了推进煤炭企业的技术创新,对于采用先进技术,超过核定回采率的企业,给予一定的优惠政策,如减交资源补偿费等。
4.建立煤炭资源战略储备制度
为了合理开采,保证后备资源,应明确划定煤炭国家规划区、重要经济价值矿区,确定特殊煤种和稀缺煤种,对特定煤炭资源实行战略性保护,建立煤炭资源战略储备制度,实施统一规划和保护性开采。对于以上特定资源的开采,必须经国家地质矿产主管部门或其授权的省级政府批准,开采方案需组织专家论证,以保证其科学性、合理性。
5.煤炭法的修改还应注意与修改后的《刑法》、《行政许可法》的衔接问题。新刑法已取消了类推,《煤炭法》第七十九条中关于“比照刑法第一百八十七条的规定追究刑事责任”的提法,显然不符合新刑法精神。应对类似条款进行修改。再如,对开办煤炭企业的审批、对煤炭生产许可证的颁发等规定都应当修改,使之符合《行政许可法》的相关规定。
(二)加强煤炭执法
1.实行保证金制度。 为了提高煤炭回采率,减少浪费,可以让煤炭开发企业交保证金,如果达到核定回采率,则退还。为了保护土地资源,《煤炭法》第三十二条规定:“因开采煤炭压占土地或者造成地表土地塌陷、挖损,由采矿者负责进行复垦,恢复到可供利用的状态;造成他人损失的,应当依法给予补偿。”为促使采矿者履行其义务,可以令其交纳土地复垦保证金。如“美国的《露天开采控制与复田法》规定:煤矿主在开采前须交纳复田保证金,保证金数额须足以支付预计的全部复田费用,具体由州环保局确定。复田保证金待复田后按一定程序归还矿业主。对不按计划复田者给予罚款或刑事处罚。”⑥
2.关闭年生产能力在法定吨位以下的小煤矿。 对于不符合法律规定、不符合国家政策的小煤矿要坚决关闭,而且要做好善后处理工作。发动群众,监督污染环境和破坏资源的违法行为,如实行对重大违法行为的举报有奖制度。
3.加强执法队伍建设。建立一支精干高效、廉洁执法、熟悉法律的监察队伍,严格执法,加强监督,杜绝执法中的腐败行为。
(三)将环境资源保护的宣传和法制教育相结合,提高全民的认识和公众参与的积极性。通过报纸、电台、电视、网络等媒体大力宣传,强化可持续发展的宣传教育,进一步树立节约资源、保护环境的意识。
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� 山西非常重要的能源资源就是煤炭,自1978年以来, 山西能源发展大致经历了三个阶段:煤炭工业突飞猛进,国家、集体、个体一齐上的高强度、大规模开发阶段;煤化工工业开始起步,高耗能工业快速增长阶段;煤电并重发展,由单纯输煤向煤电双输战略转变的阶段。山西能源发展战略由浅入深,由不够完整到比较全面。不同阶段的能源发展战略,对山西能源开发都起到了积极推动作用。但从能源可持续发展角度来看,目前的能源发展战略还不尽完善,没有
将能源资源的合理开发与保护、综合开发和高效利用、节约消费、能源综合运输体系建设、能源科技进步、新能源与可再生能源开发利用、农村能源开发利用、能源与资源、环境协调发展提到一定的战略高度,尚未形成与之相配套的宏观调控、管理、运行机制。由此,带来了能源资源回采率低、破坏严重、利用率低、环境问题严重、产品初级化、效益差、运力紧张、新能源与可再生能源开发不足等诸多问题。应该在重点搞好煤炭开采、综合加工与高效利用的同时,强化煤层气等新能源和可再生能源的开发利用。根据市场需求,合理调整能源产品生产与消费结构,积极开发清洁能源和高载能系列产品,搞好能源运输体系建设,加强农村能源综合开发与利用,注重能源开发、加工转化、利用与消费等环节的污染控制,综合利用各种废弃物,促进能源与环境协调发展。我们先来看看山西煤炭资源开发利用的现状和出现的问题 山西煤炭资源预测总储量8000亿吨,含煤面积6.48万平方公里,截止1995年底保有储量2586亿吨,占全国的1/4强,其中炼焦用煤1407亿吨,占54.9%;非炼焦用煤1179亿吨,占�45.1%。�山西煤炭资源品种齐全,质量优良,开采条件好,在全国具有明显优势。与煤炭共生、伴生的煤层气、油页岩、铝钒土、高铝粘土、
陶瓷粘土、耐火粘土、铁钒土等其它矿产资源储量也十分丰富。煤炭还是重要的化工原料,搞好煤炭资源综合开发利用具有十分重要的意义。山西已形成煤炭开采、洗选、炼焦、电力、化工等多元开发利用的格局。国家重点煤矿、地方国有重点煤矿、乡镇集体煤矿已占用全省煤炭资源825.8亿吨。1995年,山西原煤产量达3.4亿吨,占全国原煤产量的26%;火力发电量达到496亿千瓦时,占全国火电总量的6.1%;机制焦炭产量达到1204万吨,煤焦用洗精煤产量达到4015万吨。山西在煤炭管理、整顿乡镇集体煤矿、取缔私开矿、劣质煤及煤矸石利用、土地复垦等方面做了大量工作。但煤炭综合开发与能源可持续生产仍面临一系列问题:
�第一:开采秩序混乱,私采乱挖,争夺资源纠纷时有发生。据1995 年统计,全省有私开煤矿达2700多个,越层越界煤矿达650多个。 煤炭平均回采率低于国际水平10—20个百分点,国有重点矿实际寿命普遍比设计服务年限缩短20—30%,乡镇集体煤矿吨煤损失资源高达6.6吨。与原煤共生、伴生的矿产资源破坏更为严重。
�第二:勘探工作落后,采掘比例失调。在2000 年以前计划开工的项目中,80%尚处于详、普查阶段;国有重点矿掘进率仅66.7米/万吨,不及规定标准(90米/万吨)的3/4。
�第三:煤炭资源洗选率很低,加工转换比仅30.88%,转换效率只有78 .49%,原煤在终端消费结构中的比重达72.4%,煤炭综合开发程度低。
�第四煤炭优质劣用,浪费严重,大量宝贵的焦煤、 无烟煤被作为动力煤使用。炼焦、电力、煤化工等行业煤耗高于全国平均水平,仅土法炼焦每年耗损优质焦煤2000万吨。煤炭开采、炼焦、电力、煤化工等行业的经济效益也很差。
�第五:煤炭开采和能源生产造成严重的土地塌陷、水系破坏、 地下水紊乱、环境污染等生态问题,仅国有重点矿区土地塌陷面积达298平方公里,矿井废水排放达1立方米/吨煤,煤矸石堆存量1.6亿吨,其自燃产生的废气排放量达358亿立方米/年。炼焦、电力、 煤化工生产所造成的环境污染也十分严重。
面对以上问题,学者提出了不同的观点,其中循环经济与山西可持续发展探讨了循环经济学原理与能源的可持续发展。比较适合山西经济的可持续和能源的可持续发展。中国经济正处于高速增长期,人与自然的矛盾从未像现在这样紧迫,我们必须强化全民的可持续发展意识,发展循环经济以提高资源的使用效率,发展清洁生产以降低生产过程中的污染成本,发展绿色消费以减少消费过程中对生态的破坏,发展新型能源以实现生产方式的彻底超越,是落实科学发展观的新
理念。循环经济是以物质闭环流动为特征的生态经济,与传统高耗能、高污染式“资源——产品——废弃物排放”的单向流动不同,它要求把经济系统组成“资源——产品——再生资源”的反馈式流程,最大限度地提高资源环境的配置效率,实现社会经济的生态化转向。其核心就是把工业废弃物和生活废弃物的回收利用作为新的经济增长点,以利于环境保护、资源节约、结构调整、增加效益。对于面临严重资源环境压力的山西而言,大力推行和发展循环经济是落实科学发
展观的一个新课题。
发展循环经济,让快速增长的GDP变为绿色2003GDP2380上年增长12.5经济高位运行,其中冶金、煤炭、电力等主导行业高速增长,煤炭开采和洗选业增长23.3%增长49.8%属冶炼及压延加工业增长50%,有色金属冶炼及压延加工业增长26%,电力生产和供应增长18%源外输量也大幅度增长,全年全省共外输煤炭3吨,比上年增长8%外输焦炭3658上年增长12.1%,33.23比上年
增长9.8%系列数据是山西多年来少有的,但不容忽视的是经济高增长是以资源拉动型的运输经济和粗放型的采掘经济作支撑。中国的能源结构是缺水富煤少油,以煤炭为代表的工业资源是不可再生资源,与高增长结伴同行的是高耗能、高污染。据有关资料显示,山西大气环境煤烟型污染特点突出,TSP、SO2超标严重,大部分城镇空气质量达不到二级标准,全省排漏的甲烷气占全世界的1/5资源污染严重,发展循环经济必须大力推行工业节水新技术,走无害化、产
业化循环之路我国被联合国列为世界13贫水国家之一,缺水已严重影响了人们生活和国民经济的可持续发展。如何解决日益加剧的水资源紧缺与经济高速发展这一矛盾?缺水必须从节水做起,缺水是挑战更是推行节水的机遇。而工业节水对于缓解水资源短缺、保障经济可持续发展具有重要的战略意义。山西之长在于煤,山西之短在于水,一方面是以煤、焦、铁行业为主的“黑色”经济大量的用水(清洁水)、浪费水(使用效率低)、排水(超标污水废水)、破坏水(污染地下水资源);另一方面水资源枯竭、污染日益严重,全省主要河流达不到功能要求,汾河水八成超过五类水质标准丧失使用功能。缺水与污染成为制约山西经济发展的瓶颈之一。关注水,就是关注未来。有关专家指出,如果我国万元国内生产总值用水从国际水平的平均4降至2,到2010以实现水资源的供需平衡。山西经济要实现可持续发展必须建立新的节水制度,利用新的节水技术,推行节水经济。特别是在煤焦、化工、电力、造纸、钢铁等高耗水行业提高水资源利用
率,控制污染物排放,加强废水处理,走无害化、产业化循环经济之路。