采煤塌陷區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題研究

宋建英，王海鄰

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采煤塌陷區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題研究

宋建英，王海鄰

（河南省理工大學(xué)，河南省焦作市454000；河南省煤田地質(zhì)局，河南省鄭州市450000）

煤炭資源是我們?nèi)粘Ｉ钪兄饕哪茉粗?，煤炭的開(kāi)采一方面提供充足的能源，另一方面也帶來(lái)地質(zhì)災(zāi)害，比如說(shuō)，地表沉降、污染環(huán)境等。本文通過(guò)某一個(gè)地區(qū)的煤炭開(kāi)發(fā)為例，對(duì)它的資源狀況以及環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，對(duì)塌陷區(qū)的土地重新開(kāi)墾提出了幾種方法，探討了塌陷區(qū)總體治理措施，進(jìn)一步促進(jìn)煤炭塌陷區(qū)的恢復(fù)治理與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

塌陷區(qū)；生態(tài)地質(zhì)環(huán)境；可持續(xù)發(fā)展

1　資源與環(huán)境情況

1.1資源的特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)情況

（1）煤炭資源特征。濟(jì)寧地區(qū)的煤炭開(kāi)采是我國(guó)主要生產(chǎn)基地之一，這個(gè)地區(qū)的煤炭巖層分布面積廣大，達(dá)到了3930km2，占全市土地面積的37.5%。2010年底保有煤炭?jī)?chǔ)量240.5×108t，占到全省煤炭?jī)?chǔ)量的56%。含煤地層有27層，可以開(kāi)采和部分可以開(kāi)采的有12層，可以采煤的厚度6～15.6m，其中第三層煤層的厚度最大，達(dá)到6～10.6m。

（2）自然環(huán)境資源。此地區(qū)自然資源比較豐富，農(nóng)作物、牧草、林木等野生經(jīng)濟(jì)植物共計(jì)900多種。煤礦區(qū)使農(nóng)作物旱澇保收，動(dòng)物種類(lèi)有30多種，魚(yú)類(lèi)80多種，鳥(niǎo)類(lèi)有200多種，居住在附近湖的水鳥(niǎo)占據(jù)全省首位。

（3）礦山生產(chǎn)情況。該地區(qū)在70年代就開(kāi)始煤礦生產(chǎn)，在2000年就已經(jīng)有32對(duì)生產(chǎn)礦井，累計(jì)資源的采礦量為30990×104t，在2010年底達(dá)到了43對(duì)，累計(jì)資源的采礦量為50350×104t。

1.2煤礦開(kāi)采技術(shù)和礦山地質(zhì)條件

（1）煤礦開(kāi)采技術(shù)條件。煤層的埋設(shè)深度在-300m以下，一般采用豎井進(jìn)行地下開(kāi)采。采礦的方法一般有長(zhǎng)壁式采煤法、水平分層采煤法或者條帶式采煤法等，很多生產(chǎn)煤礦使用綜采放頂采煤方法。對(duì)第3層進(jìn)行重點(diǎn)采煤，其次是16層和17層。煤層底板主要為粘土巖、砂巖等，抗壓能力以中砂巖最高，粗砂巖和細(xì)砂巖其后（如表1所示），平均抗壓能力大概為50.5MPa。粘土巖、泥巖等抗壓能力變化幅度比較大，大概在35MPa左右。

（2）塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境。煤礦礦區(qū)比較大，也就意味著地質(zhì)情況很容易出現(xiàn)，比如煤礦出現(xiàn)采空沉降、地表積水或者出現(xiàn)地面裂縫等。出現(xiàn)采空沉降現(xiàn)象是因?yàn)椴煽諈^(qū)域在受到上層土層的重力下，出現(xiàn)變形或者彎曲，從而形成沉降或者塌陷。截止2010年底進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，發(fā)生地表塌陷情況累計(jì)達(dá)9130hm2，出現(xiàn)大面積地面積水，很多農(nóng)田遭到破壞，經(jīng)濟(jì)損失非常嚴(yán)重。地面裂縫造成房屋開(kāi)裂2800多間，嚴(yán)重影響了耕地面積，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)115645萬(wàn)元。

表1　煤層頂?shù)装甯鞣N巖層的力學(xué)性質(zhì)表

（3）塌陷區(qū)演化趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和調(diào)查，每采1×104煤大概要塌陷0.27hm2的土地。隨著煤炭開(kāi)采產(chǎn)量越來(lái)越高，地表出現(xiàn)塌陷的速度也越來(lái)越快。采礦區(qū)位于平原地帶，土壤肥沃，以前采用分層開(kāi)采，現(xiàn)在很多實(shí)行一次性開(kāi)采，開(kāi)采煤層的厚度在7～9m之間，造成的塌陷深度為5～7.5m，因此，如果出現(xiàn)塌陷就不可能在繼續(xù)開(kāi)采了。煤礦開(kāi)采引發(fā)的一系列的生態(tài)問(wèn)題、土地破壞問(wèn)題就接踵而來(lái)，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2　塌陷區(qū)恢復(fù)治理方案

2.1塌陷區(qū)治理需要堅(jiān)持的原則

塌陷區(qū)的治理是刻不容緩的一項(xiàng)艱巨工作，為了不影響社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，必須盡快治理。治理方案在實(shí)際的工作中需要堅(jiān)持以下原則：

（1）要堅(jiān)持以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的原則。該地區(qū)的人均平均耕地只有0.08hm2，而煤礦的開(kāi)采造成的土地破壞更影響了人地之間的矛盾，因此，塌陷區(qū)的治理一定要將農(nóng)業(yè)資源生產(chǎn)和耕地面積保持平衡狀態(tài)。

（2）以因地制宜為原則。依據(jù)地質(zhì)條件的不同，選擇合適的發(fā)展對(duì)象，適合種植農(nóng)業(yè)就發(fā)展農(nóng)業(yè)，適合林業(yè)就發(fā)展林業(yè)，將農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)以及旅游業(yè)等綜合發(fā)展，進(jìn)一步將環(huán)境資源進(jìn)行優(yōu)化和有效利用。

（3）把經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益有效結(jié)合。對(duì)不同礦區(qū)的地質(zhì)條件以及復(fù)墾土地適宜性進(jìn)行有效分析和探討，選擇合適的發(fā)展模式。注重經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，目標(biāo)是把塌陷區(qū)治理成休閑娛樂(lè)以及生產(chǎn)為一體的現(xiàn)代化生態(tài)模式。

（4）把塌陷區(qū)的治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。需要依據(jù)社會(huì)的需要對(duì)塌陷區(qū)治理項(xiàng)目進(jìn)行合理的分析和安排，將塌陷區(qū)的治理與煤礦資源發(fā)展規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展做好協(xié)調(diào)，使他們有效結(jié)合共同發(fā)展。

（5）堅(jiān)持與市場(chǎng)機(jī)制相適應(yīng)。塌陷區(qū)的治理工作計(jì)劃要以多元化、多渠道的發(fā)展空間為目標(biāo)，制定有效政策和市場(chǎng)投入機(jī)制，使塌陷區(qū)的環(huán)境治理向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向前進(jìn)。

2.2塌陷區(qū)復(fù)墾利用形式分析

環(huán)境的治理首先要根據(jù)采礦塌陷區(qū)域的地勢(shì)情況以及地質(zhì)條件、地貌景觀(guān)等方面進(jìn)行綜合分析，對(duì)土地的適宜性進(jìn)行分析。比如：

（1）適宜農(nóng)耕的土地分析。塌陷區(qū)出現(xiàn)的塌陷情況或者沉降現(xiàn)象不是很?chē)?yán)重，塌陷的深度不是很深，這樣的情況可以進(jìn)行回填作為耕地使用，以緩解礦區(qū)對(duì)農(nóng)田的破壞造成的耕地使用面積減少的情況。對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行土地復(fù)墾采用 “挖深墊淺”的方法使原有的土壤不會(huì)發(fā)生改變，土壤的結(jié)構(gòu)和肥力和原來(lái)一樣。

（2）適宜漁業(yè)的土地分析。整個(gè)采礦區(qū)域出現(xiàn)很多大面積積水坑，以后開(kāi)采的過(guò)程中還會(huì)不斷的出現(xiàn)大面積塌陷區(qū)。根據(jù)調(diào)查和分析，進(jìn)行水面養(yǎng)殖可以有效利用土地和水資源，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也可以帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（3）適宜林地的土地分析?？梢詫?duì)塌陷區(qū)的沿線(xiàn)道路、斜坡、以及堤壩兩側(cè)種植林木，或者在漁業(yè)旁邊種植經(jīng)濟(jì)林，這樣規(guī)劃不僅可以改善生態(tài)環(huán)境，還可以發(fā)揮護(hù)坡防風(fēng)的作用。

（4）適宜建筑的土地分析。對(duì)獨(dú)特位置或者有景觀(guān)價(jià)值的區(qū)域作為建筑用地，再加上便利的交通，可以把大面積水建設(shè)成垂釣區(qū)，形成休閑區(qū)域?？梢詫㈤_(kāi)礦用過(guò)的煤矸石等廢石作為遷村建筑的填充材料。

（5）適宜觀(guān)光旅游地區(qū)分析。可以將交通比較便利或者比較接近旅游區(qū)的塌陷區(qū)進(jìn)一步改造，形成旅游休閑觀(guān)光為一體的度假旅游勝地。觀(guān)光區(qū)的建設(shè)與耕地復(fù)墾目標(biāo)不同，它主要是以發(fā)展環(huán)境和生態(tài)旅游為目的，對(duì)道路、橋以及旅游設(shè)施進(jìn)行建設(shè)。

2.3塌陷區(qū)恢復(fù)治理

（1）挖深墊淺法。對(duì)塌陷區(qū)的塌陷深度比較大或者環(huán)境破壞的非常嚴(yán)重，需要對(duì)深處的土質(zhì)墊在上部，復(fù)墾后作為耕地使用，深部可以作為魚(yú)塘發(fā)展?jié)O業(yè)，坡地可以植樹(shù)種草。為了保護(hù)原有土壤的肥沃，可以把將要塌陷的地表土壤挖掘并儲(chǔ)存起來(lái)，然后用于回填造地使用。

（2）淺層平整法。對(duì)塌陷情況或者積水不嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行復(fù)墾作為農(nóng)業(yè)用地，對(duì)土地進(jìn)行平整，完善排水灌系統(tǒng)，提高原有的種植條件。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是投資比較少、治理工作比較簡(jiǎn)單，出現(xiàn)效果快等。

（3）排矸填充法。將煤矸石作為填料填入塌陷區(qū)，可用于建筑用地。

我國(guó)目前對(duì)塌陷區(qū)的恢復(fù)和治理技術(shù)還不是很成熟，還處于探索階段，以上的這三種方法也只是依據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)出來(lái)的，需要我們進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和探索。

3　塌陷區(qū)治理帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

3.1經(jīng)濟(jì)效益分析

通過(guò)對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行土地適宜性進(jìn)行分析，治理以后大有改觀(guān)。對(duì)農(nóng)業(yè)的種植結(jié)構(gòu)以小麥和玉米為主，實(shí)行輪作種植，不僅消費(fèi)給國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，也可以出口。漁業(yè)以及其他養(yǎng)殖業(yè)大大增加農(nóng)民的收入。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行復(fù)墾和治理以后，純收益大大增加，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀(guān)。

3.2社會(huì)效益分析

通過(guò)對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行治理，對(duì)生態(tài)效益和社會(huì)效益明顯提升。①增加了大量農(nóng)業(yè)耕地，緩解人地的矛盾，穩(wěn)固了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位。②對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)整，不僅有農(nóng)業(yè)的發(fā)展還有林業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)等一體化發(fā)展。③通過(guò)對(duì)林業(yè)以及水域的發(fā)展，不僅美化環(huán)境，調(diào)節(jié)微氣候，還大大增加了生態(tài)效應(yīng)。

4　總結(jié)

對(duì)塌陷區(qū)的治理是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工作，它涉及方面比較多、投入資金大以及投資時(shí)間長(zhǎng)等，加上我國(guó)對(duì)塌陷區(qū)的治理規(guī)劃還不是很完善，因此，需要我們更加努力的去思考和探索。經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展需要我們將資源的開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)有效的結(jié)合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益。

［1］張明亮.淺析采礦塌陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境治理方案［J］.環(huán)境科技，2010 （08）.

［2］王俊陽(yáng).淺析采煤塌陷區(qū)的生態(tài)地質(zhì)恢復(fù)治理與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題［J］.山東出版社，2011（13）.

2016-5-1

TD88

A

2095-2066（2016）14-0008-02