采煤塌陷區生態地質環境恢復治理與可持續發展問題研究

宋建英，王海鄰

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采煤塌陷區生態地質環境恢復治理與可持續發展問題研究

宋建英，王海鄰

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

煤炭資源是我們日常生活中主要的能源之一，煤炭的開采一方面提供充足的能源，另一方面也帶來地質災害，比如說，地表沉降、污染環境等。本文通過某一個地區的煤炭開發為例，對它的資源狀況以及環境問題進行簡單介紹，對塌陷區的土地重新開墾提出了幾種方法，探討了塌陷區總體治理措施，進一步促進煤炭塌陷區的恢復治理與環境的協調發展。

塌陷區；生態地質環境；可持續發展

1　資源與環境情況

1.1資源的特點和開發情況

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

（2）自然環境資源。此地區自然資源比較豐富，農作物、牧草、林木等野生經濟植物共計900多種。煤礦區使農作物旱澇保收，動物種類有30多種，魚類80多種，鳥類有200多種，居住在附近湖的水鳥占據全省首位。

（3）礦山生產情況。該地區在70年代就開始煤礦生產，在2000年就已經有32對生產礦井，累計資源的采礦量為30990×104t，在2010年底達到了43對，累計資源的采礦量為50350×104t。

1.2煤礦開采技術和礦山地質條件

（1）煤礦開采技術條件。煤層的埋設深度在-300m以下，一般采用豎井進行地下開采。采礦的方法一般有長壁式采煤法、水平分層采煤法或者條帶式采煤法等，很多生產煤礦使用綜采放頂采煤方法。對第3層進行重點采煤，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）塌陷區的地質環境。煤礦礦區比較大，也就意味著地質情況很容易出現，比如煤礦出現采空沉降、地表積水或者出現地面裂縫等。出現采空沉降現象是因為采空區域在受到上層土層的重力下，出現變形或者彎曲，從而形成沉降或者塌陷。截止2010年底進行的統計數據顯示，發生地表塌陷情況累計達9130hm2，出現大面積地面積水，很多農田遭到破壞，經濟損失非常嚴重。地面裂縫造成房屋開裂2800多間，嚴重影響了耕地面積，造成的直接經濟損失高達115645萬元。

表1　煤層頂底板各種巖層的力學性質表

（3）塌陷區演化趨勢。通過對數據統計和調查，每采1×104煤大概要塌陷0.27hm2的土地。隨著煤炭開采產量越來越高，地表出現塌陷的速度也越來越快。采礦區位于平原地帶，土壤肥沃，以前采用分層開采，現在很多實行一次性開采，開采煤層的厚度在7～9m之間，造成的塌陷深度為5～7.5m，因此，如果出現塌陷就不可能在繼續開采了。煤礦開采引發的一系列的生態問題、土地破壞問題就接踵而來，嚴重影響了經濟的可持續發展。

2　塌陷區恢復治理方案

2.1塌陷區治理需要堅持的原則

塌陷區的治理是刻不容緩的一項艱巨工作，為了不影響社會和經濟的發展，必須盡快治理。治理方案在實際的工作中需要堅持以下原則：

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

（2）以因地制宜為原則。依據地質條件的不同，選擇合適的發展對象，適合種植農業就發展農業，適合林業就發展林業，將農業、林業、漁業以及旅游業等綜合發展，進一步將環境資源進行優化和有效利用。

（3）把經濟效益、社會效益和生態效益有效結合。對不同礦區的地質條件以及復墾土地適宜性進行有效分析和探討，選擇合適的發展模式。注重經濟和生態效益，目標是把塌陷區治理成休閑娛樂以及生產為一體的現代化生態模式。

（4）把塌陷區的治理與經濟協調發展。需要依據社會的需要對塌陷區治理項目進行合理的分析和安排，將塌陷區的治理與煤礦資源發展規劃以及經濟發展做好協調，使他們有效結合共同發展。

（5）堅持與市場機制相適應。塌陷區的治理工作計劃要以多元化、多渠道的發展空間為目標，制定有效政策和市場投入機制，使塌陷區的環境治理向產業化發展方向前進。

2.2塌陷區復墾利用形式分析

環境的治理首先要根據采礦塌陷區域的地勢情況以及地質條件、地貌景觀等方面進行綜合分析，對土地的適宜性進行分析。比如：

（1）適宜農耕的土地分析。塌陷區出現的塌陷情況或者沉降現象不是很嚴重，塌陷的深度不是很深，這樣的情況可以進行回填作為耕地使用，以緩解礦區對農田的破壞造成的耕地使用面積減少的情況。對塌陷區進行土地復墾采用 “挖深墊淺”的方法使原有的土壤不會發生改變，土壤的結構和肥力和原來一樣。

（2）適宜漁業的土地分析。整個采礦區域出現很多大面積積水坑，以后開采的過程中還會不斷的出現大面積塌陷區。根據調查和分析，進行水面養殖可以有效利用土地和水資源，增加經濟效益，同時也可以帶動其他產業的發展。

（3）適宜林地的土地分析。可以對塌陷區的沿線道路、斜坡、以及堤壩兩側種植林木，或者在漁業旁邊種植經濟林，這樣規劃不僅可以改善生態環境，還可以發揮護坡防風的作用。

（4）適宜建筑的土地分析。對獨特位置或者有景觀價值的區域作為建筑用地，再加上便利的交通，可以把大面積水建設成垂釣區，形成休閑區域。可以將開礦用過的煤矸石等廢石作為遷村建筑的填充材料。

（5）適宜觀光旅游地區分析。可以將交通比較便利或者比較接近旅游區的塌陷區進一步改造，形成旅游休閑觀光為一體的度假旅游勝地。觀光區的建設與耕地復墾目標不同，它主要是以發展環境和生態旅游為目的，對道路、橋以及旅游設施進行建設。

2.3塌陷區恢復治理

（1）挖深墊淺法。對塌陷區的塌陷深度比較大或者環境破壞的非常嚴重，需要對深處的土質墊在上部，復墾后作為耕地使用，深部可以作為魚塘發展漁業，坡地可以植樹種草。為了保護原有土壤的肥沃，可以把將要塌陷的地表土壤挖掘并儲存起來，然后用于回填造地使用。

（2）淺層平整法。對塌陷情況或者積水不嚴重的區域進行復墾作為農業用地，對土地進行平整，完善排水灌系統，提高原有的種植條件。這種方法的優點是投資比較少、治理工作比較簡單，出現效果快等。

（3）排矸填充法。將煤矸石作為填料填入塌陷區，可用于建筑用地。

我國目前對塌陷區的恢復和治理技術還不是很成熟，還處于探索階段，以上的這三種方法也只是依據以往的實踐經驗進行總結出來的，需要我們進一步的學習和探索。

3　塌陷區治理帶來的經濟和社會效益

3.1經濟效益分析

通過對塌陷區進行土地適宜性進行分析，治理以后大有改觀。對農業的種植結構以小麥和玉米為主，實行輪作種植，不僅消費給國內市場，也可以出口。漁業以及其他養殖業大大增加農民的收入。通過對市場進行調查和統計，對塌陷區進行復墾和治理以后，純收益大大增加，經濟效益十分可觀。

3.2社會效益分析

通過對塌陷區進行治理，對生態效益和社會效益明顯提升。①增加了大量農業耕地，緩解人地的矛盾，穩固了農業基礎地位。②對農業結構進一步調整，不僅有農業的發展還有林業、漁業、旅游業等一體化發展。③通過對林業以及水域的發展，不僅美化環境，調節微氣候，還大大增加了生態效應。

4　總結

對塌陷區的治理是一項非常復雜的系統工作，它涉及方面比較多、投入資金大以及投資時間長等，加上我國對塌陷區的治理規劃還不是很完善，因此，需要我們更加努力的去思考和探索。經濟的可持續發展需要我們將資源的開發利用和生態環境保護有效的結合，進一步實現經濟效益社會效益。

［1］張明亮.淺析采礦塌陷區的生態環境治理方案［J］.環境科技，2010 （08）.

［2］王俊陽.淺析采煤塌陷區的生態地質恢復治理與可持續發展問題［J］.山東出版社，2011（13）.

2016-5-1

TD88

A

2095-2066（2016）14-0008-02