探索淮南市采煤沉陷區的可持續綜合治理利用模式

江崇國

(成都市規劃設計研究院,四川成都 610081)

淮南地處安徽省中部、淮河中游,是一座“緣礦而建、因煤而興”的典型資源型城市[1],是國家 13個億噸煤基地之一,是安徽省最大的煤礦區,2008年生產原煤近 0.7×108t,預計到 2010年淮南礦區原煤生產能力將達到 1×108t。50多年來,淮南煤礦為國家經濟建設做出了重大貢獻,然而煤炭開采伴隨的沉陷區也在不斷擴展,使空間資源減少、礦區生態環境惡化,有的塌陷水域已出現富營養化等嚴重污染,成為制約礦區可持續發展的障礙。

1 概 況

淮南市總面積 2 585.13 km2,市轄 5區 1縣和 1個社會發展綜合試驗區,分別為大通區、田家庵區、謝家集區、八公山區、潘集區、鳳臺縣和毛集社會發展綜合試驗區。

本文研究范圍涉及市轄 5區范圍內淮南市礦業集團和皖北煤電集團的煤礦。2008年研究范圍內的采煤沉陷區面積約為 90.56 km2。根據相關部門預測,2025年采煤沉陷區范圍將達到 222 km2,占全市總面積的8.59%,占研究范圍面積的 14.90%。

2 采煤沉陷區分布、特征和影響

2.1 沉陷區分布及特征

淮南礦區屬于平原多煤層開采類型,采煤深度較大,采煤沉陷區主要分布在淮河以北和西部城區。按開采階段可分為報廢、衰竭、興盛型礦區等三種沉陷區類型。

2.1.1 報廢型礦井采煤沉陷區

本區主要位于城市東部,是由大通礦和九龍崗礦開采形成的,總面積約 13.3 km2,以面積較小數量較多的塌陷水坑為主,深度大,平均深度 10～20m,屬穩定塌陷區。

2.1.2 衰竭型礦井采煤沉陷區

本區主要位于城市西部,靠近城市邊緣,人口多,旅游資源豐富。主要是由正在生產的淮南老礦井區開采形成的,塌陷區總面積將達到 48.86 km2。本區潛水位低,這類塌陷區會常年或季節性積水,已形成大面積的塌陷塘,個別地段塌陷達 21m,因此該區采煤沉陷區具有類型多、面積大、積水面大、深度大的特點。

2.1.3 興盛型礦井采煤沉陷區

本區主要位于潘集區,離城區較遠,農村人口眾多,對農村居住、經濟影響大。它主要是由淮南新礦井區開采形成的,其中潘謝礦區煤炭開發處于“興盛期”,是未來淮南采煤塌陷地生態恢復的主體,在 150年開采服務年限結束后,這里將形成大規模采煤塌陷型湖泊濕地。本區為不穩定塌陷區,塌陷面積大,塌陷深度小,地表徑流及地下匯集塌陷盆地,已經形成大面積塌陷區水域,并且分布較為集中,基本連成一體[1]。

2.2 沉陷區的影響[2]

淮南采煤塌陷對礦區土地利用、景觀系統的組分和功能以及農業資源造成了極大破壞,礦區地形地貌、交通道路、水利設施、生態環境等均遭到嚴重破壞;影響了塌陷區及其周圍人民群眾生產生活的正常發展和全市生存環境以及經濟發展。

2.2.1 對空間影響

由于采煤地表沉陷影響面逐步擴大,受到影響的農村地區逐步從原來的點狀擴大到面狀區域,預計 2025年采煤沉陷面積將會達到 222 km2,積水面積約 130 km2,城鄉空間將被逐步蠶食。

2.2.2 對生態環境影響

由于多個煤礦直接占用農田、林地、草地等自然植被;伴隨煤炭開采,淮南礦區會陸續出現沉陷區,除深度小于 2m的可以繼續耕種外,其余部分將變成湖泊,導致區域自然系統生產能力的降低。

2.2.3 對社會安定影響

農民一旦失去土地,失去謀生的手段,隨時有可能出現影響經濟、危及社會穩定的各種問題。失地農民如何妥善搬遷安置、解決就業、保障社會福利等方面,影響著工農關系和社會的安定團結。

2.2.4 對經濟發展影響

(1)對城鎮經濟影響。隨著采煤沉陷不斷擴大,逐步蠶食城鎮空間,嚴重影響到了地面建筑和設施的安全性,造成重復搬遷、重復建設、重復補償。而且嚴重影響到各產業布局,使產業發展受限甚至停滯。

(2)對農村經濟影響。采煤沉陷嚴重影響農業生產力水平。由于土地塌陷和人口增長,淮南市每農業人口占耕地面積減少,到 2000年底,全市塌陷區占全市耕地面積的4.75%,人多地少的矛盾十分突出。淮南采空塌陷區造成種植業經濟損失 1047.38萬元/年,凈損失 837.02萬元/年。原有大量耕地變成荒蕪的水面和沼澤地,一些旱地生物和作物逐漸減少,甚至消失。

(3)對煤礦企業的影響。采煤沉陷對煤炭工業、廠礦企業經濟的影響是通過對農村和農民的影響來表現的。一方面礦山企業每年需花費大量的費用來對采煤沉陷進行賠償和補償,企業負擔加重,另一方面是土地征用和賠償的周期較長、各方面的矛盾較多,常常因達不成征用、賠償協議而影響煤礦正常開采,嚴重時被迫停產或局部停產。

2.2.5 沉陷區對基礎設施的影響

目前淮南開采沉陷對市政管線、鐵路、公路的影響大,尤其使得國鐵支線路基累計沉陷量最大達 11.0m之多。煤炭開采還對地表水系的影響較大,同時眾多河流下又壓著相當數量的煤層,影響煤炭開采。由于多煤層高強度開采,開采沉陷對淮河堤壩的損害十分嚴重,堤壩最大沉陷量將達13m之多。原有部分堤壩沉陷在淮河常年水位線以下,堤壩內外兩側的水頭之差最大達 15m左右,因此,必須對原有堤壩加高加寬才能起到防洪作用。

3 采煤沉陷區綜合利用現狀及存在問題

3.1 現狀

近年來,當地政府和煤炭生產企業重視沉陷區綜合搬遷安置、環境治理工作,不斷加大治理力度,取得了一定成效。主要開展了以下幾個方面的工作:成立機構,加強組織領導;開展立法,明確治理責任;以人為本,加快搬遷安置;加大投入,開展沉陷地治理;創新思路,探索治理新模式。

3.2 存在的問題

在治理過程中還存在以下主要問題:(1)理論研究在實際治理中指導力不足;(2)各部門各自行事、缺乏溝通平臺和共享資料;(3)采煤沉陷區生態修復所面對的不僅是生物與環境的關系,而是復雜的社會經濟環境關系;(4)缺乏統一的領導和協調,缺少良好的實施、監督機制;(5)綜合利用的政策法規可操作性差,技術手段單一、落后,缺乏科學論證;(6)沉陷區群眾利益保障性較差。

4 淮南市采煤沉陷區治理措施及模式研究

4.1 技術措施

(1)采用科學合理的煤炭開采技術,在采煤過程中控制或延緩沉陷影響,主要包括:條帶開采、限厚開采、擇優開采、限定開采上限等[3]。

(2)除了在采礦過程中采取一些減塌措施外,對已形成的沉陷區,可根據類型的差異分別采取不同的治理措施。主要包括:①推高填低整平。采取工程措施,利用機械進行推高墊低,修復整平并改進水利條件,恢復原有耕作條件,進行種植;②利用煤礦和金屬礦山自身排出的矸石、廢石回填沉陷區,復土造田。填石厚度視塌陷而定,使之高出當地地下潛水位,上面再覆蓋一層 0.5～0.8m耕土,用于種植,還田于民;③大面積機械施工,挖深墊淺,即把塌陷中心區挖深,使積水集中,盡可能把其周邊塌陷少而淺的土地墊高,使之適宜耕種;④可以通過井下疏干,加大排水量和地面開挖較深排水渠道,形成泄洪、排澇水系網絡等辦法來實現降低地下潛水位高度;⑤因地制宜,發展生態農業。在中度和重度沉陷區內,要提倡、扶持與發展“立體型”生態農業。沉陷區本身周邊高、中心低,具有一定坡高和面積,實際上,是一個人為地質作用造成的“立體湖盆”,因此可根據各部分生態環境的特點,來規劃和安排農、林、牧、副、漁等多種產業;⑥結合沉陷形成的各類水體,形成物種共生、結構與功能協調的人工濕地生態系統[4]。

4.2 分區推進治理模式

在不同區域,根據本身特點制定不同的治理模式,分區推進。

4.2.1 北部(興盛型礦井)沉陷區治理模式

宜林則林、宜水則水,直接利用水面修建水上公園發展生態旅游;對穩沉區,恢復為工業或住宅建筑用地,進行相關開發。

4.2.2 東部(報廢型礦井)沉陷區治理模式

以恢復為農業生產用地為主要方向,因地制宜進行水產養殖或農業種植,同時結合水上景點、農業旅游等進行開發。

4.2.3 西部(衰竭型礦井)沉陷區治理模式

突出“沉陷區治理”及“濕地保護與開發”兩大主題,通過生態農業、環保與旅游的復合對策,結合工程技術、生物技術和環境管理的措施共同構成淮西生態治理模式。

4.3 沉陷區內聚落體系、過渡村安排策略

4.3.1 沉陷區周邊聚落

沉陷區周邊聚落的建設用地既要注意避開沉陷區等危險區域,又要考慮與已穩沉的產業區域的耕作半徑要求。沉陷區與周邊聚落保持既有聯系又有距離的關系。

4.3.2 沉陷區內的聚落

沉陷區聚落分為永久性和臨時性兩類,采用不同的治理策略:(1)永久性聚落(如潘集):注意城鎮建設區與壓煤區的關系。城鎮建設用地的拓展注意避開煤層較厚、煤質較好的壓煤區。工礦企業采煤也要考慮避讓建設用地和對外交通、市政走廊;(2)臨時聚落(如過渡村):過渡村的搬遷時序與壓煤區的采煤時序有直接關系,且在搬遷選址注意避開未來沉陷區,以免造成二次搬遷問題。過渡村的公共服務設施考慮沉陷區特點,采用臨時、共享、互補的形式。

5 淮南市沉陷區綜合利用模式研究

針對淮南采煤沉陷區實際情況,建立一套集研究保障、監督管理、評價實施的綜合機制,它是有政策保障、因地制宜、多方參與、共同協作、靈活變化、不斷完善修正的可持續利用模式。該模式大致涉及三個主體,分別是市政府及各級地方政府、采煤企業、沉陷區群眾,對應不同的職責和義務。大致分為四個步驟:政策和技術研究、實施與監督、評價考核和經驗推廣,此外,若不達標,需要反饋修正第一、二步,直至達到目標。

根據實際情況,不同沉陷地應采用不同利用方式。市政府設立的專屬部門首先對某一種類型的采煤沉陷地試點研究綜合利用的技術和政策,然后由實施主體(造成采煤沉陷的企業、受沉陷影響的各級政府和群眾)負責實施,專屬部門負責指導、督促、監督實施,綜合利用階段性完成后,由專屬機構通過一個以取得綜合效益(社會效益、經濟效益、生態效益)最大化為目標的評價體系,來考核綜合利用是否達標。若達標,沉陷群眾除了得到安置,還解決了發展問題,在此基礎上,總結經驗并大力推廣;若不達標,找出問題所在,對癥下藥,調整政策和技術或問責責任主體,加大治理力度,最終達標。

5.1 政策研究

淮南市目前沉陷區治理的政策較為系統全面。但由于政策貫徹執行不夠、各地情況有所不同,仍然存在許多問題沒有細化和矛盾亟待解決。所以,研究的重點是在政策的可操作性和貫徹落實,建議按以下幾個方面開展。

(1)細化配套多樣化治理模式的政策;

(2)明確責任的獎懲政策;

(3)鼓勵綜合利用的優惠政策;

(4)健全賠償安置和福利保障政策。

5.2 綜合治理技術研究

根據淮南市沉陷區實際情況,建議技術研究和實施方案按報廢、衰竭、興盛型礦區分別進行。具體如下:(1)報廢型礦井采煤沉陷區治理技術可采用矸石回填、復土造田。以整理為主,適度改造為輔,盡可能不大規模的改變原有的地表形態。本區將逐步成為城市建設的重要區域,以土地復墾為城建預留用地為主要方向。復墾的土地必須以達到城市用地建設要求為標準;(2)衰竭型礦井采煤沉陷區生態恢復模式可利用人口多、靠近城鎮邊緣、旅游資源豐富這一優勢,直接利用水面修建水上公園發展生態旅游,采用挖深墊淺法、建立人工濕地生態系統、降低地下水潛水位高度等方法,以達到構建景觀型濕地或者濕地公園為標準;(3)興盛型礦井采煤沉陷區屬于未穩沉,目前該區不適合復墾,可采用推高填低整平、挖深墊淺、發展生態農業、建立人工濕地生態系統等方法。同時,因未穩沉,不宜新增建設;對受沉陷影響的建筑,原則上應停止使用,確需繼續使用的建筑應通過專業評估,維修加固驗收后方可使用。

5.3 建立完善的項目和資金管理制度

建立嚴格的項目管理程序。為保證沉陷區開發利用管理工作的規范化、科學化,在項目立項申請、審批、實施、檢查驗收的各個環節上都要嚴格把關,執行規范的管理程序。嚴格執行國家農業資源綜合開發的各項政策和制度;建立工程招標制。項目立項引入競爭機制,通過廣泛地宣傳發動,鼓勵單位踴躍投標;建立項目建立制。設立項目建立機構,在項目實施過程中實行嚴格管理,確保項目按設計標準實施,保證工程質量;實行工程報賬制。實行先干、后驗、再報賬,使資金支出規范。強化監管。由審計部門定期審計,確保開發資金專款專用。

5.4 建立完善的督查制度

為確保沉陷區綜合利用工作按計劃、按步驟、按要求開展實施,建立完善的督查制度,由專門的督查機構檢查實施進度和質量情況,并將實施情況與當年各級地方政府、部門、企業的年終考核掛鉤,加大督促力度。

5.5 做好動態監測工作

為了做好采煤沉陷區的綜合利用管理工作,有必要建立一個計算機管理信息系統,全面采集有關地質、采礦、水利、土壤、水質、土地利用現狀等基礎信息,建立一個動態的管理信息系統,保證諸如沉陷區穩定性、土壤類型、水系等基礎信息準確可靠,以及綜合利用規劃決策科學合理。并可對實施項目進行動態管理,做到信息準確、決策合理,使各項管理工作科學、合理、及時、有序。

5.6 考核評價

考核評價以經濟、社會、生態綜合效益最大為目標,建議各部分包含以下內容:(1)經濟效益評價:原有農用地生產條件改善后的年產增加值(耕地、果園、林業);新增農用地的年產值;養殖業年產值(魚、鴨和其他);治理盈虧分析(治理費用、治理金、收益)。(2)社會效益評價:促進農業結構的調整,增加農民收入;提高土地的利用率和產出率;有利于社會穩定;為平原地區沉陷地復墾與生態重建積累經驗。(3)生態效益評價:增加耕地面積;改善農業生產條件,提高耕地質量;減少沉陷區及相鄰區域的環境污染,使大氣、水體、土壤中有毒物質得到解毒和凈化;能防風固沙,減少灰塵;涵養水源,水土保持作用明顯。

各考核評價目標應由沉陷區綜合利用專屬部門根據實際情況而最終確定。

5.7 反饋修正

根據上述多目標考核評價,不達標的沉陷區,找出問題所在,對癥下藥。若政策和技術不適宜,根據暴露和潛在的問題及時調整,若實施主體不重視或利益牽扯,加大督促監管力度和做好協調溝通工作,以最終達標為目標。

最后,達標的沉陷區,將其成功經驗總結并在情況相近區域進行大力推廣。

6 結 論

本文總結國內外的技術理論和政策研究,結合淮南實際情況和實踐經驗,得出了采煤沉陷區可持續綜合利用模式,該模式認為沉陷區治理利用是一個永遠處于發展狀態的系統工程。沉陷區利用不存在絕對完美的結論點,因此對沉陷區綜合利用新理論和新模式的研究探討就永遠都不能停滯,要不斷在實踐中總結提煉新理論、新技術、新政策,使采煤沉陷區可持續綜合利用模式獲得更多的補充和更新,從而能更好地用于指導實踐。

[1] 李月林,查良松.淮南煤礦塌陷區生態恢復研究[J].資源與環境,2008,24(10):899-901

[2] 邢琴琴.煤炭城市生態環境問題與可持續發展研究[D].安徽師范大學,2007

[3] 安韋,李憲連.加強塌陷地治理保護生態環境[J].中國科技信息,2007(21):16

[4] 張紅日,石瀟,牛興麗,等.山東省礦山地面塌陷狀況與恢復治理[J].地質災害與環境保護,2008,19(3):20-23