淺談開采沉陷區土地的治理

唐飛

摘 要：開采沉陷是嚴重影響我國人民生活和生產建設的主要地質災害之一。隨著礦業經濟的發展，礦產資源開發規模和開發強度增大，開采沉陷問題越發突出，已成為主要的礦山地質災害。開采沉陷帶來的主要問題就是破壞了大量的土地，不僅影響農業生產，而且還給煤炭生產帶來了很大困難。本文主要介紹沉陷區土地的治理方法，并列舉國內一些成功的例子。

關鍵詞：開采沉陷；造地復田；綜合治理；粉煤灰

0 引 言

隨著煤礦開采范圍的不斷擴大，塌陷破壞的土地日益增多。礦區土地大面積塌陷，不但嚴重破壞了礦區的生態環境，使農田荒蕪，農民少地或無地耕種，而且使煤礦征地越來越困難，嚴重影響煤炭生產任務的完成。

開采沉陷造成的地表塌陷區，特別是常年積水的塌陷區內，耕地可耕性的降低常常是永久性的。也就是說，如果不采取適當的整治措施，我們將永遠失去這些可耕地。長此以往， 將給子孫后代帶來不可估量的損失。據統計，我國由于采礦、建設所失去的可耕地總數已相當于福建省全省可耕土地面積之總和。因此，受開采破壞的土地的整治和恢復，是一項極其重要的、刻不容緩的工作。

世界各國都很重視煤礦塌陷區的土地復墾工作，并取得了一些成功的經驗，我國國務院、國家計委、國家建委都曾發布過有關土地復墾的規定。筆者查閱相關資料，總結了以下幾種行之有效的治理方法，并列舉了一些成功的例子。

1 地表塌陷區造地復田

1.1 利用煤矸石造地復田

地下開采煤炭時產生大量的煤矸石運到地表，堆成矸石山。應用煤矸石作為塌陷區造地復田的充填材料，既可使破壞了的土地得到恢復，又可減少矸石山占地，消除矸石山對環境的污染。

煤矸石復田可分成三種情況：新排矸石復田、推平老矸石山復田和預排矸復田。

新排矸石復田，是應用排矸復田系統，將礦井新產生的煤矸石直接排入塌陷坑，推平復土造田；推平老矸石山復田，是應用矸石堆積存的矸石做復田的充填料，并推平老矸石山， 在其上復土綠化或處理矸石山作為他用；預排矸復田，是在建井過程和生產初期，在采區上方地表預計要發生下沉的地區，將表土取出堆放在四周，按預計的下沉等值線圖，預先排放矸石，待到下沉停止、矸石充填到預期水平后，再將堆放在四周的表土推在矸石層上復土成田。在將恢復的土地作為建筑場地時，對充填料要很好夯實。如煤矸石中含有有害元素時，應在矸石和復土間鋪設一定厚度的（如O.4m）隔離層，再在其上鋪設足夠厚度的復土（一般O.5～O.8m）才可進行種植。在復田后，如地下水流流經下部矸石層時，可能使地下水受污染，此時需在矸石層與塌陷區地表間鋪設隔水層。

沉陷區土地復墾標高應根據復墾用途、地下水位標高、洪水位標高來確定。一般而言， 建筑用地復墾的標高應高于本區洪水位標高或恢復原有的地面標高。農業種植和養殖復墾區，考慮到地下水開采后，地表及潛水位都將相對下降，為了有利于農田保墑、保水、保肥及農作物的生長，農林復墾標高常低于原地標高，根據復墾區的潛水位標高確定。復墾后地表高于潛水位的標高值，應根據本區農作物的耐漬深度確定。

由于充填矸石的風化、崩解、水解等作用下產生固結沉降，因而充填矸石的標高應考慮矸石的沉陷。英國萊斯特郡的觀測表明，未進行專門壓實的矸石回填后的壓縮量可達7%。一般矸石充填標高H采用下式計算：

H=HO+△h

式中H0——設計充填沉降后的標高，m：

△h——充填后的沉降量，m；由下式確定：

△h=（Y/Y0—1）h

△h=（E1（E2+1）-1）h

式中 Y ——矸石壓實后實際達到的密度：

YO——壓實前矸石密度：

我國許多大型煤炭生產基地附近都有電廠，利用電廠的廢渣粉煤灰造地復田，在技術上是可行的，在經濟上也是合理的。

利用粉煤灰對塌陷區造地復田的方法如下：

（1）在計劃復田的塌陷區內修筑貯灰場。用推土機、鏟運車或汽車，按設計用量取出塌陷區的耕植土，運到塌陷區周圍，壓實筑坎形成貯灰場。在塌陷區積水時，可用挖塘機和挖泥船取土，存在塌陷區周圍留作復土時使用。

（2）水力輸灰。從電廠到復田的塌陷區之間鋪設雙排管道，把粉煤灰用水混合成灰水，用電廠原有的泵類（PH泵、油隔離泵等）把灰水排放到貯灰場。

（3）沉淀和排水。灰場內的灰水隨著充灰不斷積累沉淀，沉淀后的水由貯灰場的排水口流經排水溝、泄入河流或江湖。由于這種水的水質較好（PH值小于9）不影響民用和工業使用。

（4）復土造田。貯灰場沉淀的粉煤灰達到設計標高時停止充灰，將水排凈，即可復土，復土厚度一般為lO～50cm。

我國在很多電廠附近都進行過造地復田，造成的田土用來種植水稻、小麥、玉米、花生、棉花、西瓜、蔬菜、果樹等，產量一般較高，作物的有毒物質含量很低，符合衛生要求。

1.2 利用湖泥、河泥造地復田

在一些靠近湖、河的煤礦中，可以利用湖泥、河泥充填塌陷區造地復田。其方法是：先將礦井矸石排入塌陷區填底，湖泥堆在矸石上，待泥干后用推土機推平，然后改良土壤，完善排灌系統，綠化和再種植，最后還田。

2 塌陷區的綜合治理

一般說來，平原區的塌陷范圍很大，有的還有相當多積水。造復田是有許多優點，但要花費大量的經費，還要有足夠的充填材料。所以，一般說來，造地復田的塌陷區只能是全部塌陷區的一部分。為了更好地全面地整治塌陷區，應進行塌陷區的綜合治理，即要因地制宜、全面規劃、統一安排，使造地復田、復原、重建工作同時進行，發展多種經營，妥善安排被煤礦占用了土地的農民的生活，以取得更好的經濟和環境效益。

綜合治理塌陷區的方法主要有：

（1）造地復田：其治理方向及主要技術要求見表4。

（2）塌陷區疏干：在塌陷后地表大部分高于附近的河、湖水面的地區，可以采用疏干塌陷區的方法。具體做法是，開挖大量排水渠，把塌陷區積水排入河、湖或水庫；在低洼地 挖深墊淺建設水庫；澇季存水、旱季灌溉；在因河床的坡降變化而使河水不能暢流時，在河流的適當地段設置揚水站，以便雨季時把河水泵入下游排走。疏干塌陷區不但可使大部分農田恢復為可耕地，而且可使村莊和其他建筑周圍不再積水，避免了不必要的遷移，保護了生態環境。圖1給出了這種方法的一個例子。在條件合適時，這種方法可創造較好的經濟和環境效益。

（3）平整土地和修建梯田：該方法主要用于不沉積水沉陷區、積水沉陷區的邊坡地帶、井工礦矸石山、露天礦剝離堆放場。按照我國對地形特征的劃分標準，地表坡度小于2°時為平原，大于6°為山地，2°～6°。為丘陵，25°以上為高山。采礦形成的沉陷區附加坡度一般較小，沉陷后的地表坡度在2°以內時可進行土地平整耕作。沉陷后坡度在2°～°6之間時，可沿地表等高線修整成梯田，并略向內傾以攔水保墑，土地利用可農林（果）相間，耕作時采用等高耕作，以利于水土保持。我國山西、河南、山東等地一些礦區采用該法復墾沉陷地。

（4）挖深墊淺：挖深墊淺是運用人工或機械方法，將局部積水或季節性積水沉陷區下沉較大區域挖深，以適合養魚、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填開采沉陷較小的地區，使其成為可種植的耕地。這種方法既復墾了沉陷土地，又改變了農業結成為可種植的耕地。這種方法既復墾了沉陷土地，又改變了農業結構，變單純種植農業為種植、養殖相結合的農業。這種復墾方法成本低、效率高、操作簡單、投資少，是我國目前普遍采用的一種復墾方法見（圖2）。

（5）發展水產和養殖業：對面積廣、深度大、積水多的塌陷坑，不必過分強調復墾，可因地制宜進行整治、發展水產、養殖業和調節工農業用水，以提高經濟效益。

（6）可以和城鎮環境衛生綜合考慮：在今天的城鎮，每天都要產生大量的生活垃圾、工業垃圾、建筑垃圾等。這對于環境衛生管理造成巨大的壓力，不但花費大量的金錢，而且占據大面積的土地。所以在有條件的地方，可以在預計要發生沉陷的地方，規劃出一塊土地來，先將表土開挖，堆放在周圍，待發生沉陷后，可將經過再生處理后，不會對環境造成污染的垃圾和矸石一起回填堆放，達到一定的高度后，再將堆放在四周的表土覆蓋在上面復土成田。

此外，許多老礦區已發展成為工業城鎮。他們對不能復田的塌陷區，加以修整，并進行綠化和美化，成為礦工們休息和娛樂的場所；有的還建立了福利和生活、生產設施，都取得了很好的效果。

3 總 結

治理開采沉陷區土地的方法有很多。在實際應用中，應該因地制宜，結合本地的實際情況，采取不同的治理方法。這樣才能很好的解決由開采引起的土地問題，創造更大的經濟和環境效益。

參考文獻：

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