摘要：本文对永城矿区煤炭资源开发利用的环境及其价值的构成、特征及分类等进行了分析和研究，探讨了环境价值分类的基本思路和方法，提出了煤炭资源的环境价值对矿区可持续发展的作用。
关键词：煤炭资源；开发利用；环境价值
一、永城矿区自然地理概况及地质特征
永城煤田位于河南省东部，东西长60 千米，南北宽50 千米，面积2056平方千米，分布于永城、夏邑两市县境内。地处黄淮冲积平原，地势平坦，平均海拔标高31～37 米，仅东北部有芒山孤立，海拔156 米。地表主要河流有包河、浍河、沱河、王引河等，水系十分发育，且地下水位较高。区内交通颇为便利，北临陇海铁路，东临京沪铁路，西临京九铁路，矿区内有运煤专用铁路联通主要煤矿。
永城煤田属地台型沉积，煤系地层为石炭―二叠纪含煤沉积岩系，含煤层位与河南平顶山、鹤壁、渑池（新安）、登封、焦作等石炭―二叠系主要煤田基本相同。永城煤系地层总厚度为1205米。计含煤25层以上，其中可采、局部可采煤层7层，主要可采煤层3层，煤种以无烟煤为主，另有少量贫煤和瘦煤，部分煤层受后期岩浆烘烤变为天然焦。永城隐伏复背斜为永城煤田的一级褶皱构造，煤层分布于褶皱两翼，产状变化及埋深受褶皱形态及所处部位控制。永城煤田断裂构造，主要为褶皱期后的断块作用所形成的断层，以高角度正断层为主。煤田内海西期及燕山期小岩体发育，受构造控制明显，多沿永城背斜轴部分布，并向两翼侵入煤系地层或沿煤层贯入。永城井田煤质均以高变质的年轻―中等无烟煤为主，其次为天然焦。煤的物理性质、煤岩特征和煤种基本一致。主要可采煤层顶板均为砂岩或砂质泥岩，一般比较稳固，岩石完整性也较好。常随采煤放顶而塌落，底板多为泥岩、砂质泥岩；未发现底鼓现象，顶、底板均易管理。
矿区内地形平坦，地表水系发育，新生界松散沉积较厚；奥陶系、石炭系灰岩中含丰富的地下水，水文地质条件为简单―中等复杂程度。矿区1～3级瓦斯，属低瓦斯区，局部有富集现象，深部井田为高瓦斯区，煤尘爆炸性不大。矿区恒温带深度为23 米，恒温带温度为16.5℃，地温梯度为1.3～4.3℃/100米，平均为2.6℃/100米。
二、永城矿产资源开发现状
永城是豫东地区一座重要的能源城市，河南省新兴的重点煤矿区，全国六大无烟煤基地之一。境内现已发现各类矿产资源达17 种，主要有煤、铁、石英岩、花岗岩、大理岩、水泥岩、矿泉水等矿产资源。煤是永城重要的矿产资源，目前已探明的煤炭资源储量达32.43 亿吨，分布在全市的18个乡（镇），含煤面积达716 平方千米，占全市总国土面积的35%。全市共有各类矿山企业17家，其中包括神火、永煤两大集团所属的8 家煤矿企业。2006年，全市共生产原煤1180 万吨，工业总产值达552323 万元，实现利税总额324821万元，矿业已成为永城经济的支柱产业。
三、煤炭资源开发利用的环境及其价值概念
煤炭资源开发利用的环境是指与煤炭资源开发利用相关的一切环境要素的总和；煤炭资源开发利用的环境可分为煤炭资源开发利用的社会环境和自然环境。煤炭资源开发利用的社会环境是指与煤炭资源开发利用相关的信息、教育、文化、知识、法律等社会环境要素的总和；煤炭资源开发利用的自然环境是指与煤炭资源开发利用相关的围岩、土地、水、大气、生物等自然环境要素的总和。通常煤炭资源开发利用的环境仅指自然环境。
煤炭资源开发利用的环境价值是指：煤炭资源开发利用的周围自然环境所表现的（提供的）使用价值和存在价值，会随着煤炭资源开发利用的变化而变化。伴随着煤炭资源的开发利用，已有自然环境被破坏，自然环境不断恶化，反映出煤炭资源开发利用产生了不良的环境效应，即煤炭资源开发利用的环境价值的损失，表现为负环境价值；伴随着煤炭资源开发利用，原有自然环境得到不断的改善和提升，反映出煤炭资源开发利用产生了好的环境效应，即煤炭资源开发利用的环境价值的提升，表现为正环境价值。
煤炭资源开发利用环境价值的损失有两种基本的表现形式。一种是煤炭资源开发利用使原有“自然环境要素”的环境价值直接损失，如采煤造成自然环境要素土地的塌陷，土地塌陷使原有土地的使用价值部分或全部丧失。另一种是煤炭资源开发利用新增加了负环境价值的“环境要素”，造成整个煤炭资源开发利用系统中其他“环境要素”的环境价值损失，如采煤新增加煤矸石，占用农业用地和污染环境，使农地失去了种植收益价值和平整美观的生态环境价值。通常所称的“废物”是负环境价值的“自然环境要素”。
四、永城煤矿区环境价值特征
由于永城矿区特殊的地质条件，永城煤炭开采引起的地质环境破坏比较显著。据测算：永城矿区万吨塌陷率高达6.85亩，远高于全国3.6亩/万吨的平均水平，同时塌陷深度系数也高达0.8。预计到矿区开采结束时，地表积水面积达184.2平方千米，蓄水量为4 亿立方米，形成12 个面积不等的积水盆地。由于受河流、铁路、公路的分割，实际上将会形成更多的次级积水盆地。由于开采塌陷，本区水域面积增大，使本区空气湿度增加，气温变化幅度下降，生态系统由陆生农业生态系统变为水生生态系统与陆生农业生态系统的复合生态系统。部分农民失去耕地，由农业生产变为水产养殖。随着矿区的建成投产，开采塌陷将造成地表大面积下沉，潜水位相对上升；同时，由于矿区地势平坦，塌陷区内河沟又同步下沉，区内积水难以排除造成常年积水。当潜水位上升到地表后，随着蒸发量的增加，使土壤中的盐碱成分增多，既影响了耕地的物理化学性质，又影响了土壤养分的有效性，妨碍了作物的生长，造成农作物大幅度减产。由于开采塌陷改变了地表耕地原有平坦的形态在塌陷区范围内形成大于0.8%的坡地，从而加剧了水土流失，造成土壤薄层化，土壤养分循环失衡，同时地裂缝形成水肥下渗的通道，造成土壤上层侵蚀下移，破坏原有土壤层次分布的条件，改变了土壤自身的营养条件和外界环境条件。永城矿区矿井全部投产后，建井排矸量约142.58万立方米（约计290万吨），生产期固体废物排放问题171.44万吨/年。目前已投产的5个矿井，污废水排放量46105立方米/天，其中矿井排水41625立方米/天。
综上所述，永城矿区环境价值具有以下基本特征：①煤炭资源开发利用量大面广，对环境的作用和影响显著，环境价值突出；②环境价值大小一方面取决于环境价值要素的价值（环境价值要素的价值越大，环境价值也就越高），另一方面取决于煤炭资源开发利用强度（开发利用强度越大，对环境价值要素的作用和影响就越大，环境价值也就越高）；③破坏或损害已有环境价值（土地等）与新生环境价值（矸石、瓦斯等）问题互相结合；④环境价值要素以土地、水、矸石和矿井底气为主；⑤绝大多数情况下，环境价值主要表现为负价值；⑥由于环境的不可逆性以及环境价值评估的局限性，使重置环境价值往往大于损失环境价值；⑦环境价值具复杂性、长期性和动态性等。
矿区环境价值通过矿区环境成本加以体现，矿区环境价值的大小主要取决于矿区自然环境要素的价值（如土地的价值、水的价值等）和构成，煤炭资源开发利用的强度和技术以及社会对环境的认知和态度。
随着煤炭资源开发，矿区环境成本总体呈递增趋势，主要表现在：①社会经济发展对土地及水资源等需求更大，更大的需求使土地及水资源等的价值会越来越大。②采矿活动对土地及水资源等破坏程度不断增大（水位不断下降、水污染不断加重、塌陷面积增大、塌陷深度增加等），降低了土地及水资源等原使用价值，可供利用的土地及水资源越来越少，供给不足加剧了土地及水资源等的稀缺性，使土地及水资源等的价值越来越大。③水污染和土地塌陷等所表现和引起的地质灾害问题更为突出，防治地质灾害的成本（费用）会更高。④随着土地及水资源等破坏程度加大，恢复和治理成本（费用）会更高。破坏到一定程度（量变到质变）就无法恢复，理论上其恢复费用就无限大。⑤村庄搬迁的难度更大和费用更高，问题更为突出。⑥资源枯竭，矿井衰老，产量下降等，使吨煤分摊的矿区环境价值更高。⑦人们的环境意识不断加强，矿区环境价值中的存在价值更为突出等。
五、永城矿区煤炭开发环境价值要素选择及综合评价
根据《煤炭资源价值与矿区可持续发展》（刘金平、樊华民著，中国矿业大学出版社）的研究成果。以永城矿区为单元，从全国角度选择能反应环境价值水平高低的主导要素以及各要素的影响因素，采用特尔菲法确定各要素及其影响因素的权重，计算要素影响因素的综合权值。分别建立各个要素中的各个因素的效用函数，将各个要素中的各个因素的实际值通过效用函数转换为效用值。对各矿区环境价值分类的综合作用分值进行100―0标准化处理获得永城矿区环境价值分类的标准化综合作用分值，并确定永城矿区为环境价值突出矿区。计算矿区环境价值分类综合作用分值的具体公式为：
河南矿业循环经济灵宝行动
式中：Zk为k矿区环境价值分类的综合作用；Xkij为k矿区第i要素中第j个影响因素的效用值；wij为i要素是第j影响因素的综合权值。
按照永城矿区实际共选择出反映环境价值水平高低的5个主导因素以及各要素的影响因素：
（1）土地要素：土地破坏程度（万吨塌陷率、万吨积水率、塌陷深度、塌陷面积），土地复垦难易程度，人均占有土地数量，人均占有耕地数量，土地质量等级，农地保护等级（一般农地和基本农田），土地建设密度，土地建设容积率，人均收入，工农业总产值；
（2）水要素：矿井涌水量，矿井水污染程度，矿井水处理难易程度，矿井水可利用程度，水供给保证程度，万元工农业产值用水量，人均占有水量，工农业总产值，水质，水价，临近地区水供给保证程度；
（3）矸石要素：排矸率，排矸量，矸石有害组分含量，矸石有用组分含量，矸石含热量，矸石可利用程度；
（4）瓦斯要素：环境承载力，物种多样性，森林覆盖率，有害物质最大允许排放量，自然景观状况。
六、永城矿区环境价值评价的作用
永城矿区是我国新兴的能源矿区，对矿区开发过程中出现的地质环境问题，早预测、早规划、早安排，能够使矿区综合治理变被动为主动，可以避免老矿区在环境治理上走弯路，从根本上确保矿区社会、经济的可持续发展。
根据永城矿区环境价值评估得出的结论，永城市政府为解决矿山开发中的环境问题，委托中国矿业大学编制了《永城矿区国土资源综合规划》，并提出下列结论和建议：
（1）永城矿区煤炭资源开发对矿区乃至全市土地资源已产生实际、明显和初步的影响。这种影响是综合的、动态的、复杂的、长期的、深远的，且随着煤炭资源不断的开采与日俱增和更加突出。
（2）永城矿区煤炭资源开发对土地资源的影响具有正负两面性。只要加强矿区土地复垦和生态重建，不仅不会损害本地区的社会生态价值，而且还会产生更好的社会生态效果，使永城矿区煤炭资源的开发为本矿区和永城市提供社会生态经济综合价值增值的机会。如不仅使本地工业经济得到了发展，而且在诸如：①农业结构调整和优化，养殖业比重提高；②中心村（小城镇）建设的加快发展；③土地整理向更深和更高层次发展；④物种更趋多样性；⑤随矿区社会经济的发展，现代意识不断加强，农民社会文化素质不断提高等方面，将产生举足轻重和不可忽视的影响。
（3）将矿区各种资源（矿产、土地、水和植被等）和矿、工、农、林、养殖等作为一个有机的整体，用系统的思想，遵循矿区社会经济、政策法规和现代组织管理的手段和方法将土地利用总体规划、土地整理规划和土地复垦规划有机结合，因地制宜，统筹规划，综合整治，是矿区土地复垦与生态重建的关键技术路线和思路。
