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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

论文推荐|余伟健 教授:“双碳”目标下矿山生态修复及减排增汇途径研究进展

2025-04-07
“双碳”目标下矿山生态修复及减排增汇途径研究进展



余伟健1,2, 孙梅霖1,2, 杜锦滢1,2, 陈国梁1,2, 王闯2,3

作者单位
1.湖南科技大学 资源环境与安全工程学院;2.湖南科技大学 煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室;3.湖南科技大学 土木工程学院


基金项目
国家自然科学基金项目 52204185湖南省自然科学基金项目 2023JJ30261;湖南省自然科学基金项目 2023JJ40281;湖南省自然科学基金项目 2023JJ40288;湖南省教育厅科学研究项目 22C0253;煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室开放基金项目 E22302;煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室开放基金项目 E22303

作者简介





余伟健江西都昌人,二级教授,博士生导师,入选湖南省科技创新领军人才、湖南省121创新人才工程,等。现任湖南科技大学教务处处长,兼任煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室主任,湖南省岩石力学与工程学会副理事长,中国岩石力学与工程学会采矿岩石力学分会常务理事,《矿业安全与环保》《采矿与安全工程学报》《有色金属科学与工程》《采矿与岩层控制工程学报》《湖南科技大学学报(自然科学版)杂志编委。

一直从事采矿工程、深部岩体力学及围岩控制领域的研究工作,尤其针对南方复杂地质条件下煤矿开采及围岩控制等方面,提出了薄煤层半煤岩体巷道不均匀变形机制与控制原理,开发了以“桁架锚索”为核心的综合支护体系;揭示了正对称失稳和角对称失稳两种典型失稳模式,构建了大变形损伤本构模型与数值计算方法,提出了高应力软岩大变形巷道稳定性控制与返修方法;结合含瓦斯煤岩体回采巷道围岩的逾渗破坏机制,探讨了破碎煤岩体压实二次成岩过程和机理,应用了破碎围岩巷道的可控注浆加固与刚性U型钢反底拱支护技术;分析了采场覆岩移动区与断层面之间的空间关系模型,构建了双判据的关键层破断前的断层力学失稳模型。
      主持国家级项目5项,省部级、企业合作及成果转化项目等课题20余项。成果已在国内外重要刊物上发表论文180余篇,出版专著2部,编写教材2部。获省部级科技进步一等奖、二等奖等奖励10余项,已授权国内外发明专利30余件。




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摘要




    矿山资源的开发与综合利用促进了我国经济增长和社会进步,但矿山开采破坏了生态环境,降低了矿山生态系统的碳汇水平。为提高我国矿山生态修复成效,在全面总结矿山开采带来的土地资源破坏、水资源污染、生物多样性下降等环境问题的基础上,从政策与修复技术等方面介绍了我国矿山生态修复进展,并分析了在环境保护意识薄弱、修复模式单一与多元激励保障失衡方面存在的不足,阐述了树立减排增汇理念、推进节能减排生产工艺、开展矿区“废水、废气、固体废弃物”资源化利用、加强生态修复等4类措施,提出了适于“双碳”目标下矿山生态环境的修复策略及途径,为“双碳”背景下加强矿山生态环境修复、增强碳汇功能提供理论支持。





主要内容


1.  矿山开采对生态环境的影响

1.1  土地资源破坏

1.2   水资源污染


图  1  东部平原采煤沉陷区生态环境污染示意图[15]

1.3   生物多样性下降







2.  矿山生态环境修复现状

2.1   矿山生态修复进展

表  1  2016年以来国家各部委出台的矿山生态修复行业相关政策

2.2   矿山生态修复存在问题

1) 环境保护意识不足。

2) 矿区修复模式单一。

3) 多元激励保障失衡。





3.   矿山生态修复策略及其减排增汇途径

3.1   树立减排增汇理念

3.2   推进节能减排生产工艺

3.3   加强“三废”资源化利用

3.4   生态修复措施

3.4.1   地质地貌恢复
3.4.2   土壤基质改良

表  2  化学改良技术在矿山修复中的研究与应用

3.4.3   植被生态修复

图  2  植物固碳原理

3.4.4   微生物生态修复






4. 结束语

提出应当按照以下4个策略及途径进行矿山生态修复,进一步降低矿山开采产生的负效应,助力推进我国“双碳”目标的实现:

1) 将减排增汇理念深入贯彻到矿山生态修复中,推动节能低碳、绿色发展;

2) 创新技术体系,推进节能减排生产工艺,探索可持续发展模式;

3) 加强矿山废气、废水及固体废物资源化利用,提高矿山资源综合利用率;

4) 采用地质地貌恢复、土壤基质改良、植被和微生物修复等多种生态修复措施,恢复矿山生态系统固碳增汇功能。





余伟健, 孙梅霖, 杜锦滢, 陈国梁, 王闯. “双碳”目标下矿山生态修复及减排增汇途径研究进展[J]. 矿业安全与环保, 2025, 52(1): 38-46.

YU Weijian, SUN Meilin, DU Jinying, CHEN Guoliang, WANG Chuang. Research progress on approach for ecological restoration of mine, emission reduction and carbon sink growth under the goal of carbon peak and carbon neutrality[J]. Mining Safety & Environmental Protection, 2025, 52(1): 38-46. 

参引格式




供稿:陈玉涛

审核:王麒翔




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