双碳目标背景下抚矿排土场生态修复实践_赵鑫.pdf

综合利用双碳目标背景下抚矿排土场生态修复实践赵 鑫，李国君（抚顺矿业集团有限责任公司，辽宁 抚顺）摘 要：阐述了抚矿通过开展排土场消压火，土地平整，土壤改良，调整草系、林系、耕地比例，实施灌溉与排水工程等生态修复措施，同时在排土场上实施光伏加农业的修复方式，减少了在用排土场使用过程中的碳排放量，促进“碳源”向“碳汇”转变，从而提高“碳汇”能力，实现抚顺能源结构向清洁低碳转型。抚矿排土场的生态修复实践经验为煤炭行业在生态修复方面创造更多的环境效益和社会效益提供了一条可行路径。关键词：煤矿排土场；煤矸石；生态修复；光伏；碳源；碳汇中图分类号：.文献标识码：文章编号：（），（.，）：.，“”“”，“”，.：；收稿日期：.作者简介：赵 鑫（），女，辽宁抚顺人，年毕业于辽宁工程技术大学材料物理与化学专业，工学硕士，抚顺矿业集团有限责任公司高级工程师。引用格式：赵 鑫，李国君 双碳目标背景下抚矿排土场生态修复实践 煤炭加工与综合利用，（）：煤矿排土场也叫矸石山，是集中堆置煤矸石、页岩等采煤废弃剥离物的场所。采矿剥离物堆放引起的自燃、扬尘等问题无疑会对周边大气环境产生污染。据不完全统计，我国现有各类排土场 余座，累计矸石堆积量超过 亿。采矿剥离物堆放引起的该地区植被破坏、可燃物自燃等问题对该区域环境产生严重影响。年 月，国家主席习近平在第 届联合国大会上向全世界作出庄严承诺，中国 排放力争于 年前达峰，努力争取 年前实现碳中和（简称“双碳目标”）。随后，在领导人气候峰会上，习近平主席再次强调“双碳”目标既是中国推动构建人类命运共同体的责任担当，又是实现可持续发展的内在要求，同时中方将为实现这一目标付出艰苦努力，将碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局。在全国努力实现“双碳”目标的打背景下，煤矿企业的受损区生态修复作为恢复与完善其区域生态系统功能的重要环节，煤炭加工与综合利用 .，不仅对固碳释氧具有积极影响，同时对实现碳中和目标具有重要意义。国内众多学者对煤矿及其排土场的生态修复治理方面的研究层出不穷，寻找一条可以改善排土场环境、提高碳汇效果，同时能够助力老工业煤炭企业向低碳、绿色、节能产业转产转型的排土场生态修复方案尤为重要。本文阐述了抚矿排土场生态修复的实践经验，分析并总结了该项实践对提高碳汇的实际效果，以此为排土场的新型生态修复提供参考依据。抚矿排土场构成抚顺煤田储量较大，采煤产生的剥离物较多，在矿区周边形成了东、西、南、汪良和华山 座排土场，总面积.。其中抚矿管辖的东排土场面积.、西排土场面积.、汪良排土场面积.、南排土场面积.。排土场区内地层主要为人工堆积层、全新统冲洪积层及强风化基岩。杂填土层主要成分为残土、煤灰渣、碎石、粘性土及碎砖等。人工堆积层多以煤矸石、油母页岩和绿页岩为主。强风化基岩分为粉质粘土层、粗砂层、砾砂层、圆砾层、残积土层、花岗片麻岩。抚矿排土场生态修复策略.排土场生态修复思路在国家提出实现“双碳”目标大背景下，以生态产业为生态修复的总方针，根据抚矿排土场的实际质地条件，开展排土场消压火、土地平整、土壤改良、植树绿化、灌溉与排水工程等生态环境恢复治理措施。实施光伏加农业产业，将排土场从碳源变成碳汇，实现环境与经济效益双丰收。.在用排土场生态修复方案东排土场作为目前唯一在用排土场，基于“源头和过程控制”理念，实现“采矿破坏”与“生态修复”的整体平衡，抚矿在使用排土场的同时进行了“边用边复”的生态修复方案，合理规划生产排土区和封场区域。对封场区域内产生发烟冒火区域进行注浆消压火、然后进行土地平整、造坡、客土回填、植树绿化（图）。图 东排土场生态修复成果.关闭排土场生态修复实践抚矿汪良排土场仍存在发烟冒火现象，主要以可燃物分离、消压火为主、对灭火回填后土地进行分区绿化。按照治理计划已完成 万 的消压火和可燃物分离工作，未来三年还要开展 万 的分离整治工作。西排土场发烟冒火现象基本停止。其生态修复主要以复垦、绿化及发展低碳产业为主。对排土场复垦规划地块进行客土、分步施肥、土地翻耕等工作。由于排土场周边无可利用承泄区，在部分地块内设置集水沟，减少耕地内水入渗时间。对复垦区域种植大豆、玉米等旱田农作物并结合地理条件种植桃树、李子树等果树。选择苗木品种进行绿化，主要种植了火炬树、旱柳、银中杨、白蜡、京桃、红叶李、紫叶稠李、梓树等耐旱、易活、固土能力强的植物。年西排土场首先开展了 光伏发电项目，现已完工。年西舍场继续建设 光伏发电项目，预计总投资.亿元，年预计上网电量.亿，计划 月末并网发电。南排土场作为最早开展光伏发电项目的地点，其年均太阳总辐射约为 ，太阳能资源处于全省前列。抚矿在南排土场投资了.万元开展了 光伏发电项目，工程容量为.，年发电量可达 。在南排土场升压站及进场道路周边种植绿化带，在光伏板列阵建的空地区域播撒草籽。升压站绿化人工种植的落叶阔叶灌丛主要为荆条、草丛。其他绿化区域主要配置一些低矮灌木及应季花卉。光伏板列阵间的空地区域主要种植大豆、花生、地瓜、萝卜等经济作物，约。按照抚 年第 期赵 鑫，等：双碳目标背景下抚矿排土场生态修复实践图 西排土场生态修复加光伏项目顺市光伏发电产业的整体部署，在南排土场要继续投资 万元，开展 光伏发电项目二期工程，预测年均上网电量 万。图 南排土场光伏发电项目现场 抚矿排土场生态修复的碳汇效果.在用排土场“边用边复”减少了使用过程中的碳排放东排土场作为抚矿唯一在用的排土场，在 年，全面开展了发烟冒火的整治工作，土地经平整后种植了刺槐、火炬、野花组合等草木 万棵，绿化面积 万，可绿化区域实际覆盖率达到 以上。截留控山水先后修建了 个蓄水池，容积可达 ，对生态修复区域的树木和道路进行洒水灌溉。目前的排土场已经建成槐树林、苜蓿园、百花园、丁香湖、桃花岛、日月潭等一系列绿色生态景观区域，确保“土壤植被”碳库的稳定性，减少了因地面裸漏、发烟冒火而产生的碳排放值。.土地利用类型变化促进“碳源”向“碳汇”转变多数学者认为，建设用地主要是碳源功能，耕地既是碳源又是碳汇，林地、草地等是碳汇功能。抚矿的西、南排土场在自然修复能力下，形成了以草本植物为主的植被。抚矿实施土地复垦后将排土场治理成林地、农地、草地等生态功能与生态景观修复的同时，恢复一定的农业生产功能。在西排土场陆续栽植了约、余种、余万株树木，耕种了近 各式作物。在南舍场光伏建设区域播撒三叶草籽 ，种植钙果 株，种植大豆、花生、地瓜、萝卜等经济作物约。根据王晶等学者对西排土场不同土地利用方式下生态环境效益的分析可知，土地复垦改变其土地利用类型为林地、耕地、农田、草地相结合的土地结构，有助于土壤重构和植被重建，促进排土场生态系统功能的恢复及稳定。在气体调节、涵养水源、净化地表水体、营养物质循环及保持土壤等方面都有很大的环境效益。排土场的生态修复促使矿区生态系统成功由“碳源”向“碳汇”转变。.光伏农业实现抚顺能源结构向清洁低碳转型国家发展改革委、国家能源局、辽宁省人民政府分别在其“十四五”生态环境保护规划中强调，要大力发展太阳能发电。抚顺市能源局除南排土场建设计划外，还提出了在西排土场规划建设 光伏发电项目的整体布局方案，全力发展光伏加农业的产业结构。目前抚矿集团公司南排土场已经开展了 光伏发电项目，工程容量为.，并网发电年发电量可达 。下一步将与西舍场开展二期三期工程，最终实现 个排土场总装机容量，预计年发电总量达.亿 的光伏发电工程。利用西、南排土场草场、农业地建设光伏发电机组，光伏发的电逐步替代抚顺市火力发电产业结构。同时利用光伏板下空地种植大豆、花生、萝卜、西红柿、茄子等适于光伏板下生长的农作物，继续调整土壤肥力，改善土壤结构。此项布局不仅为抚顺市提供一部分经济效益，同时实现了抚顺能源结构向清洁低碳的成功转型。结 语抚矿通过多年的努力实践，在排土场生态修 煤炭加工与综合利用 年第 期复治理方面取得了阶段性的成效。在双碳目标指引下，进一步调整土壤结构，利用光伏加农业的新能源方式改造新型的排土场，为排土场减少碳排放、提高碳汇能力和调整抚顺的能源结构等多方面创造更多的环境效益。抚矿排土场生态修复为大型煤矿企业排土场的生态修复提供了一个可靠的实践经验，以此促进煤炭行业在保证能源供给的同时更好地兼顾环境效益和社会责任，为资源枯竭后还社会一个绿水青山的未来而筹谋。参考文献 王玉海 矸石场多元化生态修复及环保达标整治研究 中国化工贸易，（）：陈宏贵，郑海军，华绍广 排土场资源综合利用对大气环境的影响研究 现代矿业，（）：，王雪峰，张 博，肖瑶，等 抚顺西露天矿排土场不同岩石风化土中多环芳烃污染特征 露天采矿技术，（）：袁岗成 排土场绿化及生态修复种植研究 以云南先锋煤矿代理堡箐排土场为例 农村科学实验，（）：李富平，贾淯斐，夏 冬，等 石矿迹地生态修复技术研究现状与发展趋势 金属矿山，（）：李全生，韩 兴，赵英，等 露天煤矿植被修复关键技术集成与应用研究 以胜利露天矿外排土场为例 环境生态学，（）：赵传鹏，杨 健，姚俊伟，等 露天矿排土场生态修复与植被重建技术分析 世界有色金属，（）：田占良 碳中和视角下露天废弃矿山生态修复技术优化 能源与环保，（）：卞正富，于昊辰，韩晓彤 碳中和目标背景下矿山生态修复的路径选择 煤炭学报，（）：李树志，李学良，尹大伟 碳中和背景下煤炭矿山生态修复的几个基本问题 煤炭科学技术，（）：冀中能源峰峰集团有限公司，河北环境工程学院 一种煤矸石山生态修复方法：郭冬艳，杨 繁，高兵，等 矿山生态修复助力碳中和的政策建议 中国国土资源经济，（）：刘 峰，郭林峰，赵路正 双碳背景下煤炭安全区间与绿色低碳技术路径 煤炭学报，（）：胡振琪，赵艳玲 矿山生态修复面临的主要问题及解决策略 中国煤炭，（）：王 晶，魏忠义 复垦土地利用变化对生态环境效益的影响 以抚顺西露天矿西排土场为例 第十五届中国科协年会论文集 北京：中国科学技术协会，：（上接第 页）能源有限责任公司郭家湾煤矿火车装车站塔楼内胶带中部采样系统经过偏倚试验和精密度测定分析验证，符合国标要求，整套装置所采取的样品具备良好的代表性。参考文献 国家标准化管理委员会 .煤炭机械化采样 第 部分：采样方法 国家标准化管理委员会 .煤炭机械化采样 第 部分：精密度测定和偏倚试验 唐 晶，杨家富，王小阳 金鸡岩火车采制样系统偏倚试验研究 煤质技术，（）：王良东，李春艳 机械采样装置偏倚试验方法探讨 煤质技术，（）：，谢恩情，孙 刚 煤炭采样机偏倚试验中最大允许偏倚（）的研究 煤炭学报，（.）：唐 晶 金鸡岩火车机械化采样机精密度测定 煤质技术，（）：曹 江，雷咏梅 灰分测定精密度检查方法对比研究 露天采矿技术，（）：刘建平 煤炭采样精密度影响因素分析 煤质技术，（.）：曹江，雷咏梅 灰分测定精密度检查方法对比研究 露天采矿技术，（）：牛秀荣，回尹斌 自动采样机在斜沟选煤厂原煤采制中的应用 煤炭加工与综合利用，（）：李阿卫，张景香，张兰兰 联合制样机精密度和偏倚的评定 煤质技术，（）：，年第 期赵 鑫，等：双碳目标背景下抚矿排土场生态修复实践