采空區(qū)塌陷及沉陷區(qū)治理方式探析

高帥帥

(陜西小保當(dāng)?shù)V業(yè)有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

隨著社會的快速發(fā)展，人們對一次能源的需求也隨之急劇增加，雖然煤炭在一次能源消耗中所占比例呈下降的趨勢，但是對煤炭的需求仍居高不下。煤炭的大量生產(chǎn)和運輸，給當(dāng)?shù)氐拇髿?、地表水、植被以及生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞[1-3]。開采后的固體廢棄物、煤矸石長期堆放在地面上，在自然條件下煤中有害元素會發(fā)生不同程度的遷移琳溶[4-5]，給水體和土壤造成了嚴(yán)重的污染，并且在開采過后形成了大片的采空區(qū)。隨著時間的推移，采空區(qū)出現(xiàn)不同程度的沉降和塌陷，甚至頻繁出現(xiàn)塌陷式地震，使本就脆弱的生態(tài)更加雪上加霜，也成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要因素。

與此同時，隨著時代的進步，“綠水青山就是金山銀山”和“發(fā)展絕不以犧牲環(huán)境為代價”的理念深入人心。采空區(qū)塌陷及環(huán)境惡化的問題也成為相關(guān)部門關(guān)注的焦點，預(yù)防采空區(qū)塌陷及塌陷區(qū)的治理成為亟待解決的問題。

1 采空區(qū)塌陷現(xiàn)狀及危害

1.1 采空區(qū)塌陷現(xiàn)狀

我國資源型城市共計262座而且呈現(xiàn)北多南少、西多東少的態(tài)勢。我國煤炭礦井主要以井工為主，原煤的95%以上都是由井工礦井生產(chǎn)，且大多采用長壁采煤法，全部垮落法處理頂板，并且開采規(guī)模和開采速度與日劇增，致使塌陷區(qū)的面積急劇增加。隨著社會經(jīng)濟及科技的迅速發(fā)展，采掘設(shè)備的研發(fā)也得到了很好的發(fā)展，礦井的開采規(guī)模和開采速度急劇增快，致使沉陷區(qū)面積急劇增加，我國上規(guī)模的礦井有100多座，而采煤沉陷區(qū)超過4 000 km2的礦井達(dá)到70%。采煤沉陷區(qū)分布在20多個省市150多個縣區(qū)，其中在沉陷區(qū)生活的居民達(dá)到2 000多萬人，且沉陷區(qū)每年以210 km2的速度增長，每年由于煤炭開采形成的塌陷區(qū)占全國塌陷區(qū)10%，而復(fù)墾利用面積，僅為20%左右，對當(dāng)?shù)厝嗣竦纳詈徒?jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生了很大影響。采空區(qū)塌陷總體呈現(xiàn)出面積大，速度快和復(fù)墾率低的特點。

1.2 沉陷區(qū)的危害

當(dāng)采空區(qū)沉陷后就會對當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、氣候條件、地下含水層及水土流失產(chǎn)生較大的影響。發(fā)生沉陷后，地面會出現(xiàn)成群性、線性延伸、方向性強的裂縫，導(dǎo)致地表耕地被破壞，數(shù)畝良田荒廢大量農(nóng)民失地待業(yè)，耕地面積大大減少[6]，當(dāng)有較多槽形洼地時會聚集大量的積水，致使地表的水系也遭到破壞，進一步加劇水土流失和環(huán)境污染，建筑物也會遭受不同程度的破損，人們不得不搬離家園。與此同時，沉陷區(qū)也會給煤礦的安全生產(chǎn)帶來一定的隱患。例如，我國老礦區(qū)黃淮中部地區(qū)的地勢比較平坦，所以底下的潛水位較高，煤礦的沉陷區(qū)潛水位隨著地面的下沉而上升，大多地方潛水位與地面標(biāo)高相同甚至接近地表，在雨季到來之時會有大面積的積水，尤其是淮北地區(qū)，常年積水的地區(qū)占塌陷地區(qū)的比例達(dá)3成以上；在晉陜蒙地區(qū)氣候干旱少雨，降水量少，植被覆蓋率較低，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，由于沉陷區(qū)的快速增加，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成了毀滅性的破壞，進一步加劇土地荒漠化；在高原高寒的山區(qū)，當(dāng)?shù)氐牡孛簿坝^、植被隨著采空區(qū)的沉陷遭受嚴(yán)重的破壞，形成大量不穩(wěn)定的邊坡，對當(dāng)?shù)氐纳詈徒?jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生較大的影響。

2 沉陷區(qū)的治理模式

沉陷區(qū)給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟及人們的生活水平造成了很大的影響，甚至成為制約當(dāng)?shù)匕l(fā)展的因素。本著因地制宜、綜合治理、順應(yīng)自然、尊重自然的原則，對沉陷區(qū)采用土地復(fù)墾技術(shù)、土壤修復(fù)技術(shù)和景觀技術(shù)等模式進行治理，以期實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏的局面。

2.1 土地復(fù)墾

采空區(qū)的沉陷導(dǎo)致地形地貌破壞、水土流失和耕地面積大大減少，恢復(fù)耕地面積、保持水土、恢復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護環(huán)境成為治理沉陷區(qū)的首要任務(wù)和內(nèi)容。土地復(fù)墾分為工程復(fù)墾和生物復(fù)墾[7]，工程復(fù)墾遵循因地制宜的原則，采用深挖墊淺、充填復(fù)墾和依山就勢等技術(shù)。如在高原高寒地區(qū)采用引水代填，依山就勢的技術(shù)，依照“地質(zhì)+生態(tài)”“自然恢復(fù)+工程治理”的方式進行治理。生物復(fù)墾技術(shù)采用關(guān)鍵層再造，用菌肥、微生物活化劑、增加有機質(zhì)和腐殖質(zhì)等增加土壤肥力，為植物的生長提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)，改善植物的生長周期。陜西神東、江西和黃河流域部分礦區(qū)用微生物進行治理對當(dāng)?shù)赝寥烙袡C質(zhì)、腐殖質(zhì)和植物生長周期都有很好的作用[8-12]。土地模式也在廣泛應(yīng)用，既可以治理沉陷區(qū)同時又改善土質(zhì)增加耕地面積等，為當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展注入了源源不斷的活力。

2.2 發(fā)展接替續(xù)代產(chǎn)業(yè)

當(dāng)今社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，使得人們對生活方式和生活質(zhì)量追求也發(fā)生了翻天覆地的變化，更加注重于精神的追求。在治理沉陷區(qū)的同時因地制宜，開發(fā)第三產(chǎn)業(yè)，開發(fā)礦區(qū)旅游。例如，延安市在黃陵礦區(qū)附近建設(shè)紅色旅游區(qū)，淮南礦區(qū)建設(shè)了多個濕地生態(tài)公園和生態(tài)公園，以及徐州市在治理沉陷區(qū)的過程中，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)和接替產(chǎn)業(yè)，均促進了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟平穩(wěn)快速的發(fā)展。

2.3 水資源再利用技術(shù)

水資源的治理及如何再利用也是治理沉陷區(qū)中舉足輕重的一環(huán)。在治理過程中對水質(zhì)進行檢測，然后分類致用，農(nóng)業(yè)灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、開發(fā)濕地公園以及引水代填。陜北神東、淮南等礦區(qū)在治理過程中，致力于打造生態(tài)公園、人工湖泊、濕地公園等，不但減少了沉陷區(qū)污水對環(huán)境的危害，同時使水資源循環(huán)再利用，大大緩解了當(dāng)?shù)氐挠盟闆r。生態(tài)公園和濕地公園的打造可以有效的調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的同時，人們還可以利用閑暇之時有地可練、有地可玩，提高了人們的幸福指數(shù)。

3 沉陷區(qū)治理建議

3.1 礦企應(yīng)主動落實相關(guān)政策

在全世界范圍內(nèi)，綠色發(fā)展較好的國家，其礦山企業(yè)在主動履行義務(wù)，“誰開采，誰治理”中也做的較好。近年來，我國從國家到地方分別出臺了若干法律條例和規(guī)定，但是企業(yè)自主承擔(dān)治理的較少，所以有關(guān)單位應(yīng)盡快完善法律體系，同時完善符合當(dāng)?shù)嘏涮椎耐恋卣撸訌姳O(jiān)管機制的建設(shè)，使其有法可依、執(zhí)法必嚴(yán)。大多礦山企業(yè)認(rèn)為綠色發(fā)展就是綠化工程，這大大偏離了綠色發(fā)展的理念。因此，礦山企業(yè)還應(yīng)高度重視國家綠色發(fā)展的理念，從本質(zhì)上建設(shè)綠色礦山，自主承擔(dān)礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)和綠色礦山建設(shè)。

3.2 共建綠色礦山

礦山開發(fā)由地質(zhì)勘探、礦山設(shè)計、礦山生產(chǎn)和閉礦4個階段構(gòu)成。在當(dāng)今科技迅速發(fā)展的時代，應(yīng)在每個階段都考慮生態(tài)修復(fù)。在地質(zhì)勘探過程中應(yīng)對可能產(chǎn)生的生態(tài)影響進行預(yù)判，通過應(yīng)用新技術(shù)來盡量減少生態(tài)損害，并且及時進行修復(fù)，將開采后的生態(tài)修復(fù)費用也納入開采成本，為后續(xù)一系列的開采設(shè)計提供法律科學(xué)依據(jù)；在礦山設(shè)計階段不僅要考慮煤炭開發(fā)利用的最佳方案，同時也應(yīng)將生態(tài)修復(fù)方案納入礦山設(shè)計中，編制“邊采邊修，上下治理”的設(shè)計方案，明確開采范圍和保護范圍等；在礦山開采階段，邊開采邊修復(fù)的同時，應(yīng)用新技術(shù)對開采過程產(chǎn)生的“三廢”(廢水、廢氣、廢渣)及地表沉陷等進行及時處理，并建立定期的修復(fù)計劃和驗收制度，監(jiān)測煤炭開采過程中對生態(tài)破壞和修復(fù)的動態(tài)變化，實現(xiàn)綠色和經(jīng)濟效益的最大化；閉礦階段也是生態(tài)修復(fù)的收尾階段，應(yīng)分析前期修復(fù)過程中存在的問題，編制可行性、全面性和精準(zhǔn)性的修復(fù)方案，保證閉礦后的生態(tài)環(huán)境仍然可以與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)相適應(yīng)、可持續(xù)發(fā)展?？傊?，各個階段均應(yīng)在新理念新思想指引下，以科技創(chuàng)新的方式將礦山開采對生態(tài)環(huán)境的影響最小化。

3.3 合理布局

大量礦山企業(yè)的破壞性開采，造成了大量沉陷區(qū)，甚至頻繁出現(xiàn)塌陷地震，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。所以，應(yīng)合理布局，讓煤礦開采與生態(tài)環(huán)境這一對矛盾逐漸轉(zhuǎn)化為互惠互利的局面。面對這一問題，國家和當(dāng)?shù)卣渤雠_了一系列的政策和法律法規(guī)，礦山企業(yè)在開采過程中應(yīng)科學(xué)評估“煤炭開采+生態(tài)修復(fù)”后對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響，針對不同的地域環(huán)境、地形地貌，分區(qū)、分地、分礦進行科學(xué)論證，形成“一地一策、一礦一策、一坑一策”，實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境共同發(fā)展，甚至優(yōu)于過去。例如，山東四胡省級自然保護區(qū)內(nèi)煤炭保護性開采其生態(tài)環(huán)境不但未遭受到破壞，反而更優(yōu)于開采前。

4 結(jié)語

建設(shè)和發(fā)展綠色礦山、智慧礦山符合生態(tài)文明的核心理念，也是未來煤炭行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)今綠色礦山的建設(shè)主要表現(xiàn)在礦山復(fù)墾、綠化和開發(fā)再利用等方面，但是復(fù)墾率和利用率較低，與真正發(fā)展綠色礦山還是有一定的差距。綠色礦山是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其貫穿礦山勘探、礦山設(shè)計、礦山生產(chǎn)和閉礦全過程，在每個環(huán)節(jié)中都應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)、低耗、高效和環(huán)保的理念開發(fā)利用，并且付諸于實踐中。通過法律法規(guī)的不斷完善，企業(yè)也應(yīng)提高新時代的發(fā)展理念觀念意識，只要堅持走綠色發(fā)展的道路，我們終將會建設(shè)成真正的綠色智慧化礦山，實現(xiàn)礦山資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。