试析山地煤矿开采对土壤理化性质的影响

在本次试验中, 选择了天山北麓的某煤矿作为探究对象, 煤矿区整体上处在2100米左右的海拔位置上。为了探明土层本身具备的化学特性以及物理特性, 对于此次试验借助了激光粒度仪来实现全过程的采煤测定。在测定理化性质的整个过程中, 综合运用了烘干法、减压毛管法以及环刀法[1]。在全面对比的前提下, 归纳可知对照区以及试验区二者之间的土壤特性差异, 进而揭示了其中典型的理化特性。

1 试验区域与试验方法

1.1 选择试验区域

从气候属性来看, 该区整体处在温带大陆的位置, 平均可达5℃左右的年均温以及17℃左右的年度最高气温。此外, 该采煤区在每年都能拥有500毫米左右的年均降水以及2900小时的光照时间, 与之相应的蒸发总量也是相对较大的。随着海拔上升, 山地采煤区具备的气候特性也出现了显著变更。从土壤类型来看, 山地采煤区包含了栗钙土、褐色与灰色的森林土以及砂石土。因此可见, 山地土壤整体上具备相对较差的抗侵蚀力, 很有可能遭受风力或者流水对其的侵蚀。

1.2 具体的试验流程

在去年四月份, 针对该区域选择了已经废弃的三个重点矿区作为探究对象。在这其中, 第一个矿区整体可达1900米的海拔与47%的平均坡度, 第二个矿区整体达到了2010米的海拔与41%的山体坡度, 而第三个矿区具备1900米的总海拔与42%的坡度。在正式进入试验流程之前, 选择了特定的采煤区并且将其设计成对照区, 对照区本身还没有遭受频繁的采煤干扰。对于野外采掘而言, 采煤分布点整体上呈现S的形状, 在这其中包含了12个土壤混合的取样点。针对上述的三个典型矿区, 分别设置了10厘米、20厘米以及30厘米的采样深度。

具体来讲, 减压毛管法可以用来测定孔隙度, 烘干法运用于判断含水量, 而环刀法可以适用于测定容重。除此以外, 本次试验还配备了特定型号的酸度计用来测定酸碱值, 因地制宜测量重络酸钾与有机质的精确含量。通过运用氢氧化钠与其他物质的混合液来测定磷元素以及氮元素的总量, 借助火焰光度法来测定钾的含量[2]。

经过分析可知, 废弃矿区本身包含了0.02毫米左右的砂砾直径, 因此整体上具备较低的粉土含量与粘粒含量。因此可见, 受到煤矿采掘带来的影响, 与之相应的岩土结构也将出现特定的改变。经过长时期的采掘操作之后, 煤矿内部的包气带就会降低整体性的含水量, 进而导致表层植被无法继续存活, 山体因此而遭受了风蚀作用并且出现沙化。

2 土壤理化性质受到开采煤矿的具体影响

在开采山地煤矿的整个过程中, 废弃后的矿山含有相对较少的土壤粘性, 在情况严重时甚至将会产生沙化。在各种类型的山地土壤中, 表层土存在较大可能呈现沙化的状态[3]。经过上述分析可知, 相比于对照山体而言, 本次试验选择的三个废弃矿山都呈现了表层沙化的整体趋势, 土壤粘粒表现为显著降低的状态。在10厘米至30厘米的土层厚度位置上, 表层土整体来讲含有相对更少的土层粘粒。

经过开采之后, 废弃矿山原先的孔隙度、土壤容重以及坡顶土质等并未显著产生改变。然而与之相比, 底部矿山却呈现了相对很低的土壤容重。因此可见, 在频繁开采的状态下, 废弃矿山很可能减损了土壤容重, 尤其是涉及到30厘米左右的土层。除此以外, 表层含水量也出现了显著的变更, 整体上呈现了32%或者更大的减少幅度。从酸碱度的角度来讲, 经过采煤处理后的某些山地土壤整体上具备相对较弱的碱性, 然而另外一些却表现为显著的酸性或者中性。

3 结语

目前的状态下, 很多地区都在致力于频繁开采山地矿藏, 尤其是山地的煤矿。然而实质上, 企业在采掘煤矿时很有可能忽视了最根本的生态保护, 以至于减损了土壤养分或者改变了原有的理化特征。此外, 山地土壤中的多数还含有较高的氮磷钾含量, 而开采以后的山地土层就会减损上述的营养物质。因此可以得知, 具体在开采山地煤矿时尤其需要关注生态保护, 不应随意去破坏土壤或者干扰到山地的正常生态系统。未来在实践中, 煤矿企业还需更加关注开采煤矿带来的当地土壤影响。

摘要：山地煤矿开采与山地土壤的理化特性具有密切的关系。目前的状况下, 某些地区正在致力于频繁的采掘煤矿, 因而影响到了该区域土层固有的理化特性。情况严重时, 由于过度频繁进行煤炭挖掘, 当地的表层土还可能迅速沙化, 进而表现为水土流失的不良状况。因此可见, 在开采山地煤矿的整个过程中都不能忽视土壤本身的理化特性, 在明确开采影响的前提下再去选择合适的开采措施。

关键词：山地煤矿开采,土壤理化性质,具体影响

参考文献

[1] 莫爱, 周耀治, 杨建军等.山地煤矿开采对土壤理化性质的影响[J].水土保持学报, 2015, 29 (01) :86-89+95.

[2] 王炎强, 毕如田, 张吴平等.黄土丘陵区煤矿开采对土壤理化性质的影响──以晋城市长河流域为例[J].中国农学通报, 2017, (36) :1-2.

[3] 张喜, 朱军, 崔迎春等.火烧对黔中喀斯特山地马尾松林土壤理化性质的影响[J].生态学报, 2011, 31 (19) :5809-5817.

[4] 杨同珂, 朱超, 郑云龙等.鲁中南石灰岩山地不同造林模式对土壤理化性质的影响[J].山东林业科技, 2013, 43 (04) :52-53+15.