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国有老工业矿区地质环境综合治理研究——以甘肃省窑街矿区为例

文档作者：段军锋文档来源：窑街煤电集团公司		点击数：	更新时间： 2025年07月03日
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上一篇：环境监测管理工作存在的问题及解决措施探究

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2012年第9期(总第84期)
缸i夏与予祛
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2012年9月
j莓礴烫撩
国有老工业矿区地质环境综合治理研究
——以甘肃省窑街矿区为例
段军锋
(窑街煤电集团公司，甘肃兰』11 730800)
摘要： 本文通过比较国际、国内矿山环境恢复治理技术，提出窑街矿区环境综合治理技术及实施的矿山环境治理项目，
有效改善当地人居环境，构建和谐矿区，并将相关成果应用到国内同类型矿区。
关键词：矿区环境；综合治理；研究
中图分类号： F205 文献标识码： A 文章编号： 2095—0802一(2012)09—0061—02
Study on the Integrated Management of the Old State-owned Industrial Mining Geological
Environment
—Yaojie Mining Area in Gansu Province
DUAN Jun—feng
(Yaojie Coal and Electricity Group Company，Lanzhou 730800，Gansu，China)
Abstract：This paper by comparing the international，domestic mine environment，recovery and management techniques proposed
Yaojie mining area environment comprehensive management and implementation of the mine environment control projects，effee—
tively improve the local people living environment and build a harmonious mining area，and apply the results to the same type
mining areas．
Key words：mining environment；comprehensive management；researeh
0引言
窑街矿区至今已有600余年的开采历史，多年来
的煤炭开采和历史原因，造成了严重的地面塌陷及其
引发的山体滑坡等地质灾害。为了贯彻落实《全国矿山
地质环境保护与治理规划(2009年～2015年)》和《甘肃
省矿山环境保护和治理规；窀1J(2006年～2015年)》，建设
资源节约型、环境友好型社会，促进地方资源与环境的
全面、协调及可持续发展，逐步治理历史遗留的矿山环
境问题，切实改善矿区生态环境，近年来，当地提出“以
煤为基，择优突破，低碳循环，生态宜居”发展战略，通
过资源综合利用项目建设，对矿区废弃物及历史堆积
矸石山等实现综合利用，有效改善当地人居环境。
能源，为中国的航天、国防、冶金与核工业的起步和发
展提供了重要的动力基础，但由于受矿区特殊的地形
地貌限制，窑街矿区部分建筑设施坐落于煤田之上。多
年来的煤炭地下开采，已造成了严重的地表塌陷。采煤
塌陷引发的地质灾害已对矿区内大量居民住宅、学校、
医院、企事业单位、公用设施、农田、水利工程等造成严
重损失。目前，矿区植被覆盖率低，生态环境脆弱，矿山
地质环境问题已成为制约当地经济、社会发展的重要
因素。窑街煤电集团公司从促进经济社会和环境协调
发展的战略高度，提出“预防为主，防治结合”、“在开发
中保护，在保护中开发”、“依靠科技进步，发展循环经
济，建设绿色矿业”的原则，做好矿山环境保护与综合
治理工作。
1 窑街矿区环境综合治理背景2矿山环境现状及存在的主要问题
新中国成立以来，窑街矿区累积生产原煤约1．4 X
10s t，为甘肃、青海两省的社会经济发展提供了充足的
收稿日期：2012-08—17
作者简介：段军锋，1978年生，男，甘肃镇原人，2003年毕业于西
北师范大学电子信息工程专业，工程师。
窑街煤矿区现有三矿、金河煤业公司、海石湾煤矿
等三个矿山，采矿权范围总面积为11．934 6 km2，矿山
地质环境问题影响范围面积43．50 km2，需治理面积
31．50 km2。当地政府和矿山企业都高度重视矿区环境
治理工作，自2006年开始，每年都投入大量的资金对
塌陷区进行治理。通过治理工程的实施，使矿区的环境
有所改观，但多年来的煤炭地下开采造成地面塌陷面
·61·
万方数据
2012年第9期缸源与予舌薹2012年9月
积达5．06 km2。由于受资金限制，矿区地面塌陷治理区
域仅为4．40 km2，并且采矿引发的和地面塌陷诱发舶崩
塌滑坡灾害尚未得到有效治理。目前主要存在以下问
题：
a)土地、植被资源的占用和破坏问题。窑街矿区开
采造成的地面塌陷主要在三矿、金河煤业公司井田范
围内，总塌陷面积8．81 km2，塌陷对自然保护区林地、草
地等地表植被产生一定的影响；b)排矸场对环境的影
响问题。目前共形成具有稳定堆高的“矸石山”2座，临
时排矸场3处，对于已经覆土绿化的排矸场存在前缘
坡脚未采取有效拦挡而局部塌落的现象，对于未进行
覆土绿化的排矸场则不同程度的存在污染周围水土的
现象；c)矿山地质灾害隐患点较多的问题。矿区采空塌
陷在地表的表现以裂缝为主，区内共有9处滑坡，因窑
街矿区历史小煤窑开采，造成排洪沟堵塞，各流域坡面
面蚀作用较严重，流域内可补给泥石流的固体松散物
质较多，易发生泥石流灾害。
3窑街矿区环境综合治理技术研究
3．1 国内外环境治理水平
国外19世纪末就开始了矿区废弃地恢复与重建
技术研究方面的工作。矿区废弃地土壤改良技术研究
中，主要应用CaS04H20减轻土壤盐碱化程度，增强渗
透能力；运用石灰等环境材料提高土壤pH值有效地降
低土壤中重金属移动性；通过应用含氮的木屑增加土
壤肥料如N、P、K或石灰的作用。矿区植被恢复技术研
究方面，主要选择具有固氮作用的豆科类植物作为先
锋入侵种，运用恢复生态学、景观生态学和植被群落理
论开展树种配置技术研究，并分别树种、土层厚度、土
层土壤优劣程度选择适宜的栽培技术。从总体上看，国
外矿区废弃地的生态恢复与重建技术正在向多学科交
叉渗透、工程复垦与生态复垦紧密结合的方向发展。
中国矿区生态恢复工作起步于20世纪70年代
末，80年代由于当时的政策和技术方面的原因，废弃地
生态恢复工作总体上还是处于零星、分散、小规模状
态。近年中国也结合多个专业针对中国的矿山情况进
行土地复垦技术工艺、政策与战略研究。废弃地的复垦
技术不仅逐渐向生态恢复转变，还对修复后的土壤肥
力以及各项指标进行了研究，使中国的废弃地复垦工
作逐渐迈上整体化和高效化相结合的生态发展阶段。
但总体上中国矿区生态恢复工作开展较晚，其理论远
远落后于实践，与国际水平相比仍有较大差距。
3．2现有工作基础
当地主要矿山企业窑街煤电集团公司高度重视矿
区地质环境治理工作，2008年委托甘肃工程地质工程
研究院编写了《窑街矿区矿山综合治理方案》，2011年
委托中国地质大学编制了《绿色矿山创建规划》、委托
·62·
甘肃省地质工程公司编写了《窑街矿区地质环境恢复
治理项目实施方案》，并编写了2011年重要地质灾害
治理勘查设计项目实施方案，以上工作的开展，为窑街
矿区地质环境治理工作的尽快推动奠定了良好工作基
础。
3．3 窑街矿区环境主要研究技术方向
3．3．1 滑坡和裂缝治理的边坡治理与水土保持工程技
术研究
根据矿区地处干旱半干旱地区，水资源短缺，降雨
量小且年度分布不均，土质酥松和水肥保持力差等气
候和土壤特点，开展护坡和边坡稳定性治理技术，坡面
水土保持与微集雨工程技术，以及平面和坡面的林革
种植技术研究。
3．3．2矿区土地复垦的土壤改良和植被恢复建造技术
研究
矿区塌陷区、滑坡和裂缝治理区的土地复垦，植被
建造是首选技术，土地整理的土壤改良是基础技术。由
于研究区属于干旱草原的植被类型，矿区研究需要开
展抗旱抗逆的植物种类选择与建造技术研究，特别需
要复垦地的先锋植物及适生植物配置，不同坡面和坡
向的矿区边坡植物配置和建造技术；围绕土壤肥力和
水分保持的垦地土壤改良技术。
3．3．3煤矿废弃物充填复垦与土地保护一体化技术
塌陷和废矿废弃物主要为煤矸石，煤矸石大小和
均匀度、煤矸石的含硫量和重金属等污染物的成分，煤
矸石填充的厚度和外覆盖土壤建设，都影响填充塌陷
地的稳定性和地面土地利用和植被生长。因此，本研究
包括煤矸石填充稳定性技术研究，填充地表覆盖土壤
的构建技术研究，污染土壤的改良技术研究，填充区土
地植被恢复的配置技术研究，形成治理、保护和利用一
体化。
3．3．4窑街矿区地质环境治理生态园区示范工程
结合窑街矿区地质环境重点治理工程开展，在窑
街三矿、金河矿选择2个治理园区示范工程。分别对滑
坡和裂缝治理的边坡治理与水土保持工程技术，矿区
土地复垦的土壤改良和植被恢复建造技术，煤矿废弃
物充填复垦与土地保护一体化技术等研究进行实验示
范。结合矿区土地资源与生态监测，评价和分析窑街矿
区地质环境重点治理工程效果。为进一步推动矿区地
质环境灾害治理，促进矿区可持续发展和绿色矿山的
建设，提供示范和技术支持
4窑街矿区环境综合治理目标
4．1 完善矿山环境保护与恢复治理管理体制
将进一步加强环境保护体系建设，坚持源头治理、
强化过程控制与末端削减兼而施之的工作思路，全面
(下转73页)
万方数据
2012年第9期王宁：气浮一厌氧一接触氧化工艺处理油田联合站剩余污水2012年9月
2．2．1 营养剂的投加
为了向微生物提供营养支持，保证微生物正常的
营养繁殖，我们必须保证微生物有足够的食物来源。废
水中的有机物是供给微生物碳氢的来源，另外，我们还
要按一定的比例投加尿素和磷肥，以保证细菌合成正
常细胞体所需的氮和磷。
通常情况下，厌氧池按照有机物：氮：磷=100：6：1，
好氧池按照有机物：氮：磷=100：5：1的比例进行投加日]。
比例式中，有机物可以用BOD5值来表示。在实践过程
中，由于BOD值计算的滞后性，我们要根据生化站
BOD与COD的比值用COD值来反推BOD的值进行
计算刚。
2．2．2接触氧化池的微生物群落及生物相的镜检
在正常状态下，接触氧化法的生物膜上能够形成
稳定的生态系统与食物链，微生物是相当丰富的。我们
在对生物膜的生物相进行镜检时利用显微镜观察在活
性污泥中为数较少的原后生动物的变化来判断工艺状
况的。它们主要的食物来源是游离的细菌和微小的菌
胶团，以单体存在，所以在抗冲击负荷和活性污泥运行
条件改变时，通常原后生动物在数量活性种类等方面
会出现明显的波动。
2．2．3曝气池的污泥回流问题
从理论上来讲，生物接触氧化的优点是不需要进行
污泥回流的。但在系统调试初期或是生物膜脱落，系统
出现问题，大量活性污泥流失时还是要通过污泥回流
进行调试的。在系统运行正常情况下，生物膜挂膜完好
时就不需要污泥回流了。
2．2．4中沉池、二沉池的排泥问题
中沉池、二沉池作为生化系统活性污泥的泥水分
离场所，它的运行好坏直接影响到曝气池和外排水质
的运行。正常状况下，曝气池内的生物膜不断的进行新
陈代谢，脱落的生物膜随出水流人二沉池，经分离后沉
入二沉池底端的漏斗槽内，如果我们不能按时及时地
对二沉池进行排泥，污泥越积越多，会直接影响到出水
水质，而且二沉池的缺氧厌氧条件能使池底的活性污
泥反硝化，最终导致池底活性污泥上浮而形成液面浮
渣。所以二沉池要按要求及时排泥。目前，柳一联生化
站中沉池、二沉池的排泥是按照连续依次循环进行的，
即给中沉池排泥干净后给二沉池排泥，排干净后再给
中沉池的模式，循环进行。
3结语
在气浮一厌氧一接触氧化工艺中设置厌氧段的目
的，主要是利用水解过程，有效降低污染负荷，并将大
分子难降解有机物分解成小分子有机物，提高出水的
可生化性，并且可以利用厌氧段较强的抗冲击能力，避
免冲击性来水影响好氧段稳定运行。好氧段则是利用
其中好氧生物的高效降解效率，将污染物质进一步分
解，确保出水水质达标。这套工艺结构简单，运行稳定，
处理效率较高，适应性较强，就柳一联生化站的运行来
看，是适合处理联合站剩余污水的。
参考文献：
[1]蒋展鹏，《环境工程学》，第二版[M]，北京：高等教育出版社，
2005．
[2]唐受印，代友芝，等．《废水处理工程》，第二版【M】．北京：化学
工业出版社．2004．
[3]周群英，高婷耀．《环境工程微生物学》，第二版[M】．北京：高
等教育出版社，2000．
[43 张建丰《活性污泥法工业控制》胛¨E京：中国电力出版社，2007，
(责任编辑：季鑫)
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(上接62页)
实施达标治理工程。建立完善一套高效运行的环保管
理配套制度体系和运行机制，研究建立一套能够有效
治理环境污染的配套环保技术措施体系。
4．2实现共伴生矿及尾矿综合利用
通过综合利用项目建设，对共伴生矿(油母页岩)
年采出100×104 t，年利用100×104 t；历史堆存煤矸石
年利用50 X 104 t以上，对煤矿废弃物(煤矸石60×104
t／年)及二次污染物(粉煤灰40×10"t／年、尾气9．52×
108 m3)全部实现综合利用。
4．3减少污染物排放
通过环境综合治理工程及资源节约与综合利用项
目的实施，年减少固体废弃物排放100×104t，废气4×
10s m3以上，减少CO：、SO。等气体排放量3×108 m3以上。
窑街矿区地质环境综合治理项目的实施，技术层
面上将构建起矿区地质环境治理与生态恢复关键技术
体系，为窑街煤矿及相似矿区的生态恢复与重建提供
技术支撑；经济和社会效益上，将有利于矿区地质环境
的治理和生态环境改善，为矿区改善矿区环境、实现土
地转型利用、增加经济收入提供新的途径。通过地质环
境治理相关技术研究及：r程实施，将实现明显、有效的
减灾，生态环境、经济和社会效益。窑街矿区地质环境
治理相关技术研究成果可以在国内同类型老工业矿区
和西部干旱地区推广使用。
(责任编辑：季鑫)
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