陳永春，徐燕飛

(1.煤礦生態(tài)環(huán)境保護(hù)國家工程實驗室，安徽 淮南 232001；2.煤炭開采國家工程技術(shù)研究院，安徽 淮南 232001)

0 引言

2016年煤炭在我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重占62.3%，中國工程院《國家能源發(fā)展戰(zhàn)略2030～2050》報告提出2050年我國煤炭消費(fèi)為25～30億t，由此可見煤炭作為主要能源結(jié)構(gòu)將在我國未來很長一段時間不會改變[1-3]。

自2011年以來，我國陸續(xù)關(guān)閉各類礦井多達(dá)6 000余座，對于那些依托煤炭產(chǎn)業(yè)的城市，如果沒能很好地轉(zhuǎn)型發(fā)展，隨著資源的枯竭，城市很難擺脫“礦衰城衰”的困境[4-5]。

1 淮南“泉大”資源枯竭礦井生態(tài)修復(fù)分析

1.1 淮南“泉大”資源枯竭礦井概況

淮南“泉大”資源枯竭礦井位于淮南市政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，是淮南最早的礦井[6-7]，同時也是淮南市政府機(jī)構(gòu)、淮南礦務(wù)局機(jī)關(guān)所在地和居民集聚地區(qū)，面積22.2 km2。據(jù)記載，明、清時期該地區(qū)就有民窯開采，土窯遺址多達(dá)120多處；九龍崗礦、大通礦分別于1978，1982年報廢。該地區(qū)緊鄰舜耕山風(fēng)景區(qū)，環(huán)境優(yōu)美，交通便利，區(qū)位條件十分優(yōu)越。根據(jù)新一輪淮南城市總體規(guī)劃，隨著城市“東進(jìn)南拓”發(fā)展戰(zhàn)略的實施，該地區(qū)將成為連接新老城區(qū)的中心區(qū)域，其改造利用價值和發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

1.2 區(qū)域狀況

基礎(chǔ)設(shè)施落后：該區(qū)域因煤礦開采形成的地理缺陷和塌陷不穩(wěn)定狀況一直沒有修復(fù)和改造，基本無城市基礎(chǔ)設(shè)施，部分沉陷區(qū)處于不穩(wěn)定塌陷狀態(tài)，民居面臨著安全威脅。

小企業(yè)發(fā)展混亂：區(qū)內(nèi)有已經(jīng)廢棄的大通煤礦和九龍崗煤礦，南部舜耕山北坡有廢棄采石場。零星小煤井仍在開采，重污染小企業(yè)無序生產(chǎn)，生產(chǎn)和投資環(huán)境差。

居住環(huán)境惡劣：原淮南基建局辦公機(jī)關(guān)和大批的煤礦基建系統(tǒng)職工居住于此，形成多個自由居住村，塌陷區(qū)和采石場內(nèi)基本處于無人管理狀態(tài)，區(qū)內(nèi)建筑和生活垃圾隨意堆放，污水橫流，私搭亂建，私墓亂葬，生活環(huán)境和居住條件惡劣，不僅影響城市環(huán)境和形象，而且影響城市社會安定。

土地閑置：區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，長期無人治理，大量土地處于荒廢狀況；如任其發(fā)展，“破窗效應(yīng)”將使該地區(qū)加速破敗，變成不能居住、無法生產(chǎn)、沒有活力的“城市荒地”。

1.3 礦井生態(tài)修復(fù)成果

治理原則：目前我國礦井環(huán)境治理多為點(diǎn)源性治理，治理內(nèi)容較為局限，隱性礦山問題未得到關(guān)注；由礦山地質(zhì)環(huán)境治理向生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)變將是未來礦井環(huán)境治理的趨勢[8-10]。針對淮南泉大資源枯竭礦井的治理，按照先生態(tài)修復(fù)，后適度開發(fā)的原則，采取因勢利導(dǎo)，宜山則山，宜水則水，宜林則林，以自然、古樸、野趣的理念進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，建成了以“山、水、林、居”為特征的煤礦區(qū)宜居環(huán)境。以前的“城市荒地”已成為“城市綠肺”，成為市民休閑、鍛煉的好去處。

4大區(qū)域開發(fā)：依據(jù)地理歷史條件，將“泉大”資源枯竭礦井劃分為4個區(qū)域進(jìn)行開發(fā)，如圖1所示。①老龍眼地區(qū)—關(guān)閉采石場，回填采石坑，植樹造林；對區(qū)域內(nèi)水系改造，結(jié)合中國傳統(tǒng)的“龍圖騰”，打造龍形水系，創(chuàng)造良好的環(huán)境景觀元素；庫區(qū)重新規(guī)劃、整治，建設(shè)開放型城市水上公園；②洞山井—植樹造林，恢復(fù)生態(tài)，對棚戶區(qū)拆遷改造，建設(shè)配套齊全、設(shè)施完備的礦工居民住宅小區(qū)；③大通礦—居民區(qū)整體搬遷安置，關(guān)閉、搬遷區(qū)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)，利用現(xiàn)有煤礦歷史遺跡如“萬人坑”、水牢等以及區(qū)內(nèi)少量工業(yè)設(shè)施如井架、水塔等改造成工業(yè)遺址景觀供游客參觀游覽；④九龍崗礦—改建院校，對老城區(qū)舊城改造，使城市重新煥發(fā)生機(jī)和活力。

圖1 淮南“泉大”資源枯竭礦井規(guī)劃圖

2 淮南“泉大”模式實現(xiàn)機(jī)制探索

2.1 淮南“泉大”模式內(nèi)涵

淮南“泉大”資源枯竭礦井資源開發(fā)及生態(tài)修復(fù)過程中，因其特征明顯，稱為淮南“泉大”模式。內(nèi)涵概括為：采用“市礦統(tǒng)籌”模式，企業(yè)主動盡責(zé)，政府與礦企就統(tǒng)籌城市發(fā)展達(dá)成高度共識；對城市周邊資源枯竭礦井科學(xué)規(guī)劃，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，堅持開展環(huán)境修復(fù)與提升中心城區(qū)功能“雙管齊下”，建設(shè)以山、水、林、居為主要特征的煤礦城市宜居環(huán)境。

2.2 淮南“泉大”模式的特征

市礦統(tǒng)籌：淮南以礦建市，屬典型的資源型城市，第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重的50%以上，礦企發(fā)展和城市發(fā)展密不可分，雙方在礦井環(huán)境治理，相關(guān)產(chǎn)業(yè)開發(fā)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，達(dá)成高度共識。針對淮南市泉大資源枯竭礦井環(huán)境修復(fù)與開發(fā)和老城區(qū)棚戶區(qū)改造，創(chuàng)新采用市礦統(tǒng)籌的形式統(tǒng)籌城市規(guī)劃、統(tǒng)籌城市功能布局、統(tǒng)籌老城區(qū)改造，考慮資源型城市可持續(xù)發(fā)展，做到城市發(fā)展與存量資源調(diào)整同步，為淮南煤礦和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展搭建了更廣的平臺。

企業(yè)主動盡責(zé)：有百年開采歷史的淮南礦業(yè)，生產(chǎn)能力已躍居行業(yè)前列，有足夠的能力融入地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，承擔(dān)起環(huán)境治理和修復(fù)的責(zé)任。從泉大資源枯竭礦井治理入手，加強(qiáng)淮南礦井環(huán)境治理，把修復(fù)好的泉大資源枯竭礦井全部交地方政府統(tǒng)一管理和維護(hù)；將淮南建設(shè)成全國礦業(yè)城市生態(tài)恢復(fù)示范區(qū)是淮南市政府和淮南礦業(yè)集團(tuán)共同的目標(biāo)。針對棚戶區(qū)改造，礦業(yè)集團(tuán)抓住國家采煤沉陷綜合治理和舊城改造機(jī)遇，按照市礦統(tǒng)籌城市發(fā)展的要求，將實施安居工程作為企業(yè)為職工辦實事和為城市作貢獻(xiàn)的重點(diǎn)工作來抓，解決了煤礦職工三代人住棚戶的問題，同時提升了城市品位和形象。

高起點(diǎn)高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃：本著通過對資源枯竭礦井的環(huán)境修復(fù)和開發(fā)，打造中國煤礦城市環(huán)境修復(fù)示范區(qū)的定位，對“泉大”地區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃，對生態(tài)環(huán)境修復(fù)的同時，完善城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)新型居住社區(qū)。生態(tài)環(huán)境修復(fù)過程中，依照已有地形地貌，整理利用礦井地理歷史資源，充分利用環(huán)境的自修復(fù)能力，追求自然和諧之美。

2.3 淮南“泉大”模式的實現(xiàn)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析

淮南“泉大”模式得以實現(xiàn)，可歸結(jié)為如圖2所示3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括潛力分析、外部條件辨識、模型構(gòu)建3層內(nèi)容。

圖2 淮南“泉大”模式的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

潛力分析：具有強(qiáng)大的內(nèi)生動力，近郊資源枯竭礦井地理位置一般比較優(yōu)越，具有較大的開發(fā)潛力，但開發(fā)過程中需協(xié)調(diào)好來自政府、企業(yè)、民眾等各方面的力量，如“泉大”開發(fā)中的“安居工程”采取“國家撥一點(diǎn)(4.8億)，企業(yè)補(bǔ)一點(diǎn)(20億)、政府有關(guān)費(fèi)用減免一點(diǎn)(5億)、職工掏一點(diǎn)(20億)”的方式實現(xiàn)，各方面的矛盾實現(xiàn)統(tǒng)一。

外部條件辨識：采用科學(xué)的手段對外部環(huán)境條件進(jìn)行辨識，包括生態(tài)破壞現(xiàn)狀、不同地區(qū)發(fā)展情況、地理歷史條件、民眾所持觀念等，對其全面、準(zhǔn)確的掌握，這是下一步?jīng)Q策的基礎(chǔ)；如“泉大”修復(fù)前開展了包括自然地理、地質(zhì)環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及生態(tài)環(huán)境的修復(fù)政策及標(biāo)準(zhǔn)等多方面的研究。

開發(fā)模式的選擇：外界自然條件和開發(fā)理念，決定了開發(fā)模式?！叭蟆遍_發(fā)時，根據(jù)區(qū)域發(fā)展和礦井地理歷史條件，將“泉大”資源枯竭礦井劃成4個區(qū)域分別進(jìn)行開發(fā)。

3 淮南“泉大”模式關(guān)鍵技術(shù)

3.1 矸石堆生態(tài)修復(fù)土體重構(gòu)技術(shù)

煤矸石堆坡面區(qū)域存在著穩(wěn)定性差、干旱缺水、極端貧瘠、水土流失嚴(yán)重等植物生長的限制性因子，除少數(shù)耐旱性的雜草外大部分植物難以定居。煤矸石堆坡面重構(gòu)技術(shù)包括：平整、降低坡度、增加坡面穩(wěn)定性等措施，減少工程區(qū)內(nèi)的水土流失。主要做法為：整平煤矸石山使其坡度<10°，在煤矸石表面覆蓋60～80 cm厚的土壤，改善植物生長所需養(yǎng)分和水分條件，如圖3所示。

a-煤矸石堆原貌；b-整平調(diào)坡；c-覆土圖3 煤矸石質(zhì)坡地平整與覆土設(shè)計

3.2 垃圾堆污染控制技術(shù)

化工垃圾、建筑垃圾和生活垃圾存在著強(qiáng)堿、高鹽等污染問題，影響植物定居、生長。采用堿性中和與表層覆土結(jié)合法進(jìn)行治理。對垃圾堆中污染較輕的、土質(zhì)較好的表土進(jìn)行剝離，然后用粒徑為1 cm左右細(xì)煤矸石覆蓋垃圾堆(覆蓋厚度為40 cm)，再對場地進(jìn)行深層翻耕60 cm，使煤矸石與垃圾土壤以2∶1的比例進(jìn)行充分混合、壓實，如圖4所示。

a-原垃圾堆；b-修復(fù)后垃圾堆圖4 垃圾堆生態(tài)修復(fù)設(shè)計示意圖

3.3 垃圾液混凝沉淀凈化技術(shù)

垃圾在堆放、填埋過程中，由于厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、降雨沖刷、地下水浸泡等原因產(chǎn)生多種代謝物質(zhì)，形成的垃圾滲出液，其水質(zhì)復(fù)雜，危害性大；COD和BOD濃度高，氨氮含量高，色度深，有惡臭，必須對其進(jìn)行處理。

采用工業(yè)化實施方案進(jìn)行治理，如圖5所示。用鹽酸調(diào)節(jié)該化工垃圾滲濾液的pH值，向化工垃圾滲濾液中投加硫酸鋁鉀并進(jìn)行攪拌，再投加聚丙烯酰胺并再次攪拌直至出現(xiàn)絮狀沉淀物；經(jīng)過絮凝澄清后，完成垃圾滲出液的預(yù)處理，預(yù)處理后的污水進(jìn)入人工濕地，經(jīng)過人工濕地的凈化處理，達(dá)到地表水三級標(biāo)準(zhǔn)排入天然濕地中。

圖5 垃圾液混凝沉淀凈化工藝流程

3.4 有益借鑒及突顯的問題

統(tǒng)籌各方力量及政策：由于近郊資源枯竭礦井距離城市較近，對城市形象影響較大，同時具備較大的開發(fā)潛力。結(jié)合城市發(fā)展，本著“誰破壞、誰治理”的原則，探索市礦統(tǒng)籌途徑，統(tǒng)籌各方面的力量及政策，有利于減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)，更容易實現(xiàn)對近郊資源枯竭礦井的根本治理。

統(tǒng)一規(guī)劃高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)：隨著生活水平的提高，人們對生活品質(zhì)的追求越來越高，只有科學(xué)統(tǒng)一規(guī)劃，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，將資源枯竭礦井打造成環(huán)境優(yōu)美、功能齊全的宜居之地，才會對民眾形成持久的吸引力，實現(xiàn)資源枯竭礦井治理后的可持續(xù)發(fā)展，真正變廢為寶。

突出機(jī)制創(chuàng)新：近郊資源枯竭礦井，既不同于煤礦沉陷區(qū)，又不同于一般的土地，國家法律法規(guī)政策對此無明確規(guī)定，是現(xiàn)行政策和法律法規(guī)的盲點(diǎn)，必須堅持機(jī)制創(chuàng)新，大膽實踐。由于歷史變遷，企業(yè)法人的滅失，責(zé)任主體企業(yè)無齊全的土地相關(guān)手續(xù)，區(qū)域內(nèi)既有居民，又有小企業(yè)，土地侵占糾紛多，制約企業(yè)對資源枯竭礦井實施環(huán)境修復(fù)與開發(fā)。

4 結(jié)語

資源枯竭礦井生態(tài)修復(fù)及開發(fā)是資源型城市面臨轉(zhuǎn)型的重要課題?；茨稀叭蟆蹦Ｊ綀猿质械V統(tǒng)籌、企業(yè)主動盡責(zé)、高起點(diǎn)高標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)劃，探索了資源枯竭礦井生態(tài)修復(fù)及資源開發(fā)的實現(xiàn)機(jī)制，突出了機(jī)制創(chuàng)新，為資源型城市的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了新思路，這對其他資源型城市具有一定的借鑒價值。