采煤塌陷對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及修復(fù)措施

陳曉晴　高良敏

摘 要：近年來(lái)，塌陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)已成為了煤礦后期治理的重點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)塌陷區(qū)的修復(fù)治理技術(shù)都作了大量的研究，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。該文以淮南大通濕地為例，探討了采煤塌陷對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響以及修復(fù)措施，為今后相似條件下塌陷區(qū)的修復(fù)治理提供指導(dǎo)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：采煤塌陷；生態(tài)環(huán)境；生態(tài)修復(fù)；大通濕地

中圖分類號(hào) X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）16-0063-02

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于淮南市區(qū)東部，舜耕山北麓，淮河南岸，總面積350km2，總?cè)丝?8萬(wàn)人（2007年末），共有17個(gè)社區(qū)、51個(gè)行政村。由于受淮南舜耕山掩斷層擠壓作用，該區(qū)內(nèi)地層發(fā)生了倒轉(zhuǎn)，區(qū)內(nèi)有可采煤層14層，可采平均厚度約23.6m，總資源儲(chǔ)量3 195萬(wàn)t，煤種以肥氣煤為主，含油量20%，發(fā)熱量在20 920～29 288kJ/kg。采煤過(guò)程對(duì)耕地造成了嚴(yán)重破壞，同時(shí)帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染。經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采，大通地區(qū)煤已開(kāi)采完，形成了廢棄的矸石山和大片的塌陷區(qū)域。

2 采煤塌陷對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

2.1 破壞土地生態(tài)系統(tǒng) 地下煤層的長(zhǎng)期開(kāi)采造成地面發(fā)生塌陷，塌陷水域面積不斷增加，塌陷區(qū)周圍的建筑物等發(fā)生變形或破壞；而在山區(qū)，采煤塌陷還會(huì)引起一系列的地質(zhì)災(zāi)害，如山體滑坡、泥石流等。淮南礦區(qū)土地塌陷后造成地表大面積積水，耕地面積還在逐年減少[1-4]。

2.2 加劇人地矛盾 采煤塌陷使土地的自然屬性發(fā)生了很大的變化，土壤生態(tài)系統(tǒng)中的地貌形態(tài)、土壤肥力、水文、小氣候等自然生態(tài)要素都發(fā)生了較大的改變[5]，加之塌陷面積的不斷增加，使可耕地面積越來(lái)越少。就淮南市礦區(qū)而言，2010年全市的塌陷面積為10 901.9hm2，預(yù)計(jì)到2020年全市的塌陷面積將達(dá)到17 240.7hm2，塌陷區(qū)占全市面積從2010年的5.14%到2020年的8.13%[6]。在煤炭開(kāi)采區(qū)，農(nóng)村勞動(dòng)力基數(shù)大、文化程度低，大部分農(nóng)民依靠農(nóng)田生活，采煤塌陷的結(jié)果是使可耕地的面積減少，從而加劇了礦區(qū)人多地少的矛盾。

2.3 造成環(huán)境污染 煤矸石和粉煤灰中含的苯并（a）芘、重金屬、硫化物、TSP等有毒有害物質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，長(zhǎng)期堆積在地表會(huì)對(duì)空氣、土壤、水體等帶來(lái)嚴(yán)重污染[7-8]，從而使塌陷區(qū)周圍的居民的身體健康受到威脅。塌陷區(qū)大面積積水形成塌陷水域，水質(zhì)因受到周圍環(huán)境的影響受到了污染。就淮南礦區(qū)來(lái)講，從水質(zhì)分級(jí)上來(lái)看，大通礦和謝二礦塌陷區(qū)水域?qū)儆冖躅愃|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，潘三塌陷區(qū)水域達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；大通塌陷區(qū)水域污染狀況屬于輕度污染，而潘三塌陷區(qū)和謝二礦南大塘已達(dá)到中度污染[9]。

2.4 引起社會(huì)不穩(wěn)定的因素增加 隨著煤炭資源的不斷開(kāi)采，塌陷面積不斷增大，搬遷的村莊和人數(shù)會(huì)越來(lái)越多，搬遷的社會(huì)問(wèn)題也更加復(fù)雜。煤炭開(kāi)采引起問(wèn)題很多，如征地、拆遷等問(wèn)題，這些問(wèn)題使企業(yè)和農(nóng)民發(fā)之間的矛盾日益突出，2010年淮南全市因塌陷造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到10 402.4萬(wàn)元[6]，這些都會(huì)給社會(huì)帶來(lái)了不安寧因素。

3 塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)措施

3.1 非填充修復(fù)措施 采煤塌陷區(qū)非填充修復(fù)措施是根據(jù)不同的煤層開(kāi)采對(duì)應(yīng)不同的修復(fù)方法[10]。

3.1.1 建立排水系統(tǒng)法 對(duì)薄煤層的開(kāi)采，由于周邊地勢(shì)高，會(huì)造成季節(jié)性積水，可以建立排水系統(tǒng)，把排水系統(tǒng)納入到礦區(qū)的整體排水系統(tǒng)中，從而減少了對(duì)農(nóng)作物的影響。

3.1.2 就地平整法 對(duì)起伏不平的塌陷區(qū)，可以采用平整法，使塌陷區(qū)域與周邊區(qū)域標(biāo)高一致，利于植物的生長(zhǎng)。

3.1.3 加以修正利用法 塌陷積水的面積和深度一方面受季節(jié)影響，另一方面受雨水多少的影響，從而形成中潛水位的永久積水和季節(jié)性積水的塌陷區(qū)，很難種植作物和淡水養(yǎng)殖[1]。這種塌陷區(qū)域可以將塌陷區(qū)盆地底部挖成池塘以便蓄水養(yǎng)魚(yú)，將周圍坡地改造成圍繞塌陷盆地的寬條帶水平梯田。對(duì)于大面積積水或積水很深的沉陷地，根據(jù)沉陷地現(xiàn)狀直接進(jìn)行利用，如網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)鴨等。這類復(fù)墾技術(shù)已在淮北、淮南、徐州等礦區(qū)推廣。

3.2 填充修復(fù)措施

3.2.1 填充法 利用煤矸石、粉煤灰等材料填充采煤沉陷地進(jìn)行復(fù)墾，缺點(diǎn)在于容易產(chǎn)生二次污染。

3.2.2 集中整治法 塌陷水域的面積和深度與采煤地下開(kāi)采量多少有關(guān)，那些塌陷深度高、積水面積大的塌陷區(qū)與周圍水塘等水域連接在一起，可以用于農(nóng)民養(yǎng)魚(yú)。

3.2.3 復(fù)墾建筑法 由于建筑用地的要求與耕地的要求不同，將復(fù)墾后的土地用于建筑用地。

3.2.4 礦山固體廢棄物堆的綠化技術(shù) 礦區(qū)的重要污染源之一為礦山固體廢棄物堆。對(duì)于廢棄堆的治理有兩個(gè)難題，一是廢棄堆的整理，要根據(jù)廢棄堆的特點(diǎn)進(jìn)行整頓；二是用于綠化植被的選擇，根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境選擇適合的植物進(jìn)行栽種。

4 大通濕地修復(fù)的具體措施

大通濕地生態(tài)區(qū)是總面積達(dá)22km2的泉大資源枯竭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)的子項(xiàng)目，建于1903年、1982年報(bào)廢的老礦區(qū)，總面積約4.5km2，其中生態(tài)區(qū)約3.33km2。大通生態(tài)區(qū)修復(fù)以后，成為連接南、北城區(qū)的紐帶。大通區(qū)委在進(jìn)行“十一五”經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中，把生態(tài)建設(shè)作為目標(biāo)，通過(guò)與淮南礦業(yè)集團(tuán)的合作，把水系和植被進(jìn)行整合，建設(shè)自然環(huán)境、拓展路網(wǎng)等，從而使采煤塌陷成為生態(tài)、游玩、宜居、辦公為一體的山水林居社區(qū)，在此過(guò)程中淮南礦業(yè)集團(tuán)共投資15億元。大通廢棄礦區(qū)的修復(fù)成為采煤塌陷生態(tài)修復(fù)的一個(gè)成功案例，九龍塌陷區(qū)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件和城市發(fā)展的實(shí)際情況，建設(shè)了九龍崗生態(tài)區(qū)。大通濕地生態(tài)區(qū)和九龍崗生態(tài)區(qū)的建成，成為大通特有的“煤文化”景區(qū)，現(xiàn)已變成煤文化旅游教育場(chǎng)所。對(duì)于塌陷區(qū)所造成的影響，大通政府已經(jīng)采取了相應(yīng)的措施，對(duì)于居民，政府采取了搬遷和居民補(bǔ)償?shù)恼撸瑢?duì)于采煤塌陷區(qū)域，可以根據(jù)不同區(qū)域的塌陷情況不同，采取不同的生態(tài)環(huán)境修復(fù)方法。

圖1是大通濕地的具體實(shí)施圖，濕地建在矸石山上，整個(gè)矸石山包括矸石山和淋溶緩沖帶兩部分。圖的上半部分展示的塌陷修復(fù)方向：稀樹(shù)雜灌木地。采用非填充塌陷修復(fù)方法，直接在矸石山上鋪層黑土，因淋浴徑流是洼地呈酸性，所以在洼地種植一些抗酸性植物和灌木。圖的下半部分展示的塌陷修復(fù)方向：疏林落葉林地，在矸石山上鋪不少于300mm厚的混合土，其中黏土混入量不少于1∶2。在種植物的地方采用填充修復(fù)方法，挖深換土法，使洼地變成塘，塘中種植物，從而使得塌陷區(qū)修復(fù)成一個(gè)可以休閑的公園。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著采煤產(chǎn)量的不斷增加，采煤塌陷面積會(huì)越來(lái)越大，采煤塌陷的生態(tài)修復(fù)也會(huì)越來(lái)越難。在礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境多變，治理技術(shù)不同的情況下，通過(guò)不斷的理論和實(shí)踐結(jié)合，采煤塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境會(huì)越來(lái)越好，并繼續(xù)向著美好的方向發(fā)展。大通濕地修復(fù)就是一個(gè)很好的實(shí)例，為今后類似條件下塌陷區(qū)的修復(fù)治理提供了很好的借鑒。

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（責(zé)編：張宏民）