礦區(qū)內(nèi)地表水系破壞特征及其治理措施

■方 俊 ■江西省地礦局贛東北大隊，江西 上饒 334000

煤礦開采過程中，開采層面積達到一定程度后，由于其移動、變形的會對地表造成一定的影響，甚至導(dǎo)致地表塌陷。煤礦塌陷區(qū)地表水系會遭到嚴(yán)重的損壞，從而改變了農(nóng)業(yè)地址環(huán)境，惡化了生態(tài)環(huán)境。長期煤礦開采，容易改變采動范圍內(nèi)的河道，對農(nóng)田水利灌溉造成影響。

1 礦區(qū)內(nèi)地表水系破壞特征分析

礦區(qū)開采塌陷對環(huán)境的影響突出表現(xiàn)在:耕地受到破壞;平原地區(qū)大片地表沉陷，盆地積水;干旱山區(qū)由于地表水系受到破壞，居民生活用水和灌溉用水發(fā)生困難;山地產(chǎn)生滑坡，危及工民用建筑物和生產(chǎn)設(shè)施的安全等。

礦區(qū)開采塌陷區(qū)的產(chǎn)生，擴大了地下采空區(qū)，在礦井開采結(jié)束后，地表下沉深度以及范圍也逐漸的擴大，對礦區(qū)建筑物、農(nóng)田等造成很大的影響。在煤礦不同的開采階段，礦區(qū)塌陷面積以及深入也不盡相同。地表水系遭到破壞，從而破壞了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，在礦區(qū)內(nèi)逐漸形成了農(nóng)林伴生的生態(tài)新系統(tǒng)。同時，由于礦區(qū)居民搬遷、可用土地的減少，產(chǎn)生了大量的剩余勞動力，這也是煤礦開采造成的間接問題。

礦區(qū)地表塌陷后，礦井水中含有的溶解氧、礦物成分、懸浮物、有毒物質(zhì)等增加，礦井水PH值上升，對周圍水體造成嚴(yán)重的破壞，靠近水體的水生生物也會受到波及，這就導(dǎo)致礦區(qū)河流流域中水生生物集群生活質(zhì)量下降，對礦區(qū)流域的生態(tài)環(huán)境造成很大的破壞。

如淮南張集礦，地層較厚，煤礦開采的寬度與長度在當(dāng)?shù)囟际亲畲蟮模⑶夜ぷ髅娴拈_采速度快，對礦區(qū)地表水系破壞的特征表現(xiàn)為:下沉范圍廣、下沉系數(shù)大、下沉盆地平緩等。

2 礦區(qū)地表水系綜合治理措施

2．1 造地復(fù)田

礦區(qū)塌陷區(qū)綜合治理中，采用造地復(fù)田措施主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)恢復(fù)農(nóng)業(yè)用地，可以用于種植蔬菜、農(nóng)作物等。具體技術(shù)措施包括:進行土地平整，在坑洼處進行鋪填土層。在填充土層中嚴(yán)禁含有有毒物質(zhì)，如果含有有害元素，就需要鋪設(shè)隔離層，隔離層的厚度一般大于0．4米。對土質(zhì)質(zhì)量也有一定的要求，要求粘土與砂土的比例為1∶3，土層密度控制在每立方厘米1．5克。(2)恢復(fù)林業(yè)用地，可以用于果園建設(shè)、樹木栽植等。具體的技術(shù)措施包括:對地形的要求可以有適當(dāng)?shù)钠露龋⑶壹犹聿簧儆?．5米厚的表層土;(3)造地建筑，包括工業(yè)建筑、民用建筑等，具體技術(shù)措施包括:平整坡度，夯實土地，建筑還需要進行適當(dāng)?shù)募庸獭?4)礦區(qū)文化娛樂場所建設(shè)，用于建設(shè)療養(yǎng)院、公園、體育場以及游泳池等，具體的技術(shù)要求為:夯實土地，并對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)采取必要的加固防護措施。

2．2 疏干煤礦塌陷區(qū)

如果礦區(qū)地表比周圍的湖面、河流要高，可以采用疏干塌陷區(qū)的方式進行治理。就是在塌陷區(qū)挖掘大量的排水渠，將塌陷區(qū)的積水排到附近的湖泊、河流中;在低洼處，建設(shè)水庫，保存水，起到防澇防旱的作用;如果地表破壞使河床發(fā)生變化，河流排水不暢，需要選擇適當(dāng)?shù)牡攸c設(shè)置揚水站，保證雨水等夠通過水泵順利排到下游。將礦區(qū)塌陷區(qū)疏干，能夠恢復(fù)礦區(qū)大面積的農(nóng)田耕地，并且能夠有效地保護周圍建筑物以及林業(yè)，減少居民遷徙率，改善礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

2．3 平整土地

塌陷區(qū)中，一些地表雖然沉降程度低，但是存在大面積的裂縫以及坑洼，這就需要用推土機等機械進行土地平整，恢復(fù)地表環(huán)境，確保其能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。對于漏水嚴(yán)重的塌陷區(qū)域，除了平整土地外，可以將水田改為水旱兼種或旱地，這樣就能夠有效的解決農(nóng)作物生長問題;另外，對于塌陷區(qū)塌陷深度低、潛水位低的區(qū)域，可以將其改造為梯田。

2．4 挖深墊淺

深挖墊淺是煤礦塌陷區(qū)綜合治理中重要的措施，就是從下沉幅度較大的區(qū)域進行取土，并墊到下沉較小的區(qū)域，這樣就能使下沉較大的區(qū)域變成漁塘或者蓄水庫，下沉較小的區(qū)域會變成農(nóng)田。具體就是將塌陷區(qū)塌陷深度較大的部門繼續(xù)挖深，并進行適當(dāng)?shù)恼危瑢⑵湔螢橐?guī)則的漁塘，深度一般在2．5米左右，這樣才能保證在旱季漁塘的水深;將挖深得到的土墊到塌陷深度較淺的區(qū)域，這樣就能墊高地面，實現(xiàn)平整土地的效果。同時，深挖墊淺還需要進行適當(dāng)?shù)乃凳鑼?dǎo)，整修礦區(qū)渠道、橋涵、水閘等基礎(chǔ)設(shè)施，使得塌陷區(qū)變成“魚米之鄉(xiāng)”，能夠承擔(dān)起相應(yīng)的水利功能。下圖為深挖墊淺治理礦區(qū)塌陷區(qū)的示意圖:

挖深墊淺治理塌陷區(qū)示意圖

其中墊淺復(fù)土區(qū)域用1表示;挖深區(qū)域用2表示;形成漁塘或蓄水池用3表示;恢復(fù)耕地用4表示;原來下沉后的地表用5表示;挖深墊淺后的地表用6表示。

2．5 在礦區(qū)發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)與水產(chǎn)

一些塌陷區(qū)面積較大，如果進行平整土地、造田等，不僅工作量大，技術(shù)難以實現(xiàn)，并且需要大量的資金支持，地表治理的經(jīng)濟效益低。對于這些區(qū)域，可以將其直接改造成水產(chǎn)養(yǎng)殖基地，或者將其改造為農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水調(diào)節(jié)點，增強礦區(qū)綜合治理的經(jīng)濟效益。

一些老礦區(qū)，塌陷區(qū)域進行復(fù)田已經(jīng)不太現(xiàn)實，可以對其進行適當(dāng)?shù)男拚⒕G化，供礦工休閑娛樂。同時還可以修建生活福利社區(qū)以及其他基礎(chǔ)設(shè)施，提高塌陷區(qū)的利用價值。

3 總結(jié)

隨著煤礦事業(yè)的發(fā)展，雖然在很大程度上為國民經(jīng)濟做出了巨大的貢獻，但煤礦塌陷區(qū)對環(huán)境、地表水系等造成的破壞越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了礦區(qū)人們的正常生活，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展造成了一定的制約。人們生活水平的提升，加上國家對礦區(qū)環(huán)境整治力度的加強，使得人們逐漸意識到塌陷區(qū)對于生態(tài)環(huán)境的影響以及治理的必要性。在礦區(qū)地表水系綜合治理過程中，可以根據(jù)實際情況，采取平整土地、深挖墊淺、疏干塌陷區(qū)、造地復(fù)田等措施，改善塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境，為煤礦事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

［1］徐良吉，嚴(yán)家平．煤礦塌陷區(qū)地表水系綜合治理［J］．煤炭學(xué)報，2010，32(5):214 －215．

［2］李牛．淺談礦區(qū)開采塌陷區(qū)對環(huán)境的影響與整治［J］．中國地質(zhì)災(zāi)害與預(yù)防學(xué)報，2011，17(4):528 －529．

［3］趙連倫．深挖墊淺是綜合治理塌陷區(qū)的成功之路［J］．黑龍江煤礦企業(yè)，2013，16(14):569 －570．