淮北市中湖地區采煤塌陷地治理復墾實踐

孫協龍 畢勇超

摘 要：兩淮地區采煤塌陷地分布廣泛，大量土地受損，導致一系列生態環境問題。該文分析了淮北市中湖采煤塌陷地的現狀，指出了中湖采煤塌陷地存在的問題，對殘余塌陷量進行了分區預測，并提出了相應的治理復墾對策。

關鍵詞：采煤塌陷地;治理;復墾;中湖地區

中圖分類號 TD88文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）15-0119-02

兩淮地區是我國重要的煤炭生產基地，是華東地區電力的主要供應地，同時也是全國14個國家億噸級大型煤炭基地和 6 個煤電基地之一。長期以來，煤炭開采為國家經濟發展和能源安全做出重大貢獻，但大規模、持續的煤炭開采活動也給兩淮地區帶來了嚴重的采煤塌陷問題，制約了當地經濟社會的可持續發展。中湖采煤塌陷地地處淮北平原中部，區內地勢平坦，土地肥沃，村莊人口密集，大量優質耕地沉陷，房屋開裂倒塌，水系、道路遭到破壞，礦區生態環境急劇惡化，給當地居民的生產和生活造成嚴重的負面影響。工農業生產用地矛盾日益尖銳，制約了當地經濟與社會的發展?；幢笔兄泻擅核莸貫橹烨f、楊莊礦采煤塌陷區范圍，緊鄰城市建成區。中湖塌陷地位于淮北資源枯竭城市礦山地質環境治理重點項目的核心區，還承擔著淮水北調的蓄水重任。

1 現狀及問題

1.1 地面塌陷 自20世紀50年代開始，中湖地區采煤塌陷就已產生并初具規模，受當時開采能力限制，塌陷范圍增長緩慢;80年代開始，隨著礦區技改擴能的完成，煤礦開采進入鼎盛期，煤炭開采量逐年增加，塌陷地范圍增長迅速。目前，中湖區域累計采煤沉陷土地約996.47hm2，塌陷坑深度一般為0.30～5.00m。其中：塌陷深度>1m的面積為126.80hm2，>3m的面積為37.15hm2，>4m的面積為12.56hm2，>5m的面積為1.25hm2。塌陷區已積水成湖，與周邊塌陷水域銜接成片。采煤塌陷改變了土地的用途，使其失去了原有的利用價值，大量農民失去土地，房屋開裂，生活和生產條件惡化。礦山企業為解決這些矛盾也花費了大量的人力、物力和財力，付出了巨大的經濟代價。

1.2 地下水均衡破壞 煤炭開采大量抽排地下水，改變了區內地下水流向和地下水均衡，使地下水位頻繁升降，水力坡度變陡，形成開采或疏干漏斗區。受礦山所在區域的水文地質條件限制，由于覆巖結構、膠結程度和裂隙發育程度存在差異，地下水降落漏斗影響范圍的含水性在水平和垂向分布上不均勻，造成水位下降幅度、影響范圍差別較大。在以覆巖塌陷、裂縫造成地下水均衡系統破壞的煤礦區，地下水降落漏斗影響范圍均大于地表塌陷范圍。

1.3 生態環境破壞 采煤塌陷形成低洼積水坑或沼澤地，對地表植被和生態系統破壞嚴重，打破了原有的生態平衡。同時，煤矸石、粉煤灰的大面積無序堆放，壓占了大量土地和植被，雨水沖刷淋濾后未經有效處理直接排放，污染了地表水、地下水和周圍農田、土地，影響農作物和植被生長，破壞生態環境。

1.4 影響防洪安全 采煤塌陷導致天然河流堤頂降低、河道變遷。位于中湖塌陷區東側的岱河在進入塌陷區后，堤頂標高普遍損失2～3m，河堤的防洪能力下降，防洪安全形勢嚴峻。

2 下沉量預測

根據往期監測數據，淮北礦區穩沉時間為5年，但塌陷區的穩沉并不等于不沉，其自然壓實將在很長一段時間持續緩慢地進行。歷經長時間的自然壓實后，其殘余沉陷量已很小。采空區及其上覆巖體中一般依然存在殘留空間，因此地表沉降仍會持續很長時間，而且在一定條件下還會發生老采空區“活化”，只有殘余沉降完全沉實，沉陷地才能完全穩定。

楊莊煤礦未來規劃開采的資源儲量主要在5、6煤層，集中在5煤層的Ⅳ51采區、6煤層的Ⅳ61采區和Ⅲ63采區。朱莊煤礦未來規劃開采的資源儲量主要集中在4煤層的Ⅲ2采區和Ⅲ4采區、5煤層的Ⅲ4采區、6煤層的Ⅲ64采區。根據模型預測，未來治理區最大下沉量為3500m，下沉區域主要集中在北部朱莊煤礦和中部、南部楊莊煤礦局部區域。

Ⅰ區：位于楊莊煤礦范圍內，大部分地段煤層已回采，地面塌陷已基本穩沉，局部地段煤層待回采，將引發地面塌陷。預測地面塌陷下沉量200～800mm，塌陷區域分布于沿長山南路沿線。

Ⅱ區：北部為朱莊煤礦采區，中部、南部為楊莊煤礦采區。區內中部、南部部分地段煤層已回采，地面塌陷已基本穩沉，北部朱莊煤礦大部分地段煤層待回采，將引發地面塌陷。預測地面塌陷下沉量200～3500mm，預測待塌陷區域主要分布于區塊北部和南部局部區域。

Ⅲ區：北部為朱莊煤礦采區，中部、南部為楊莊煤礦采區。地面塌陷已基本穩沉，局部地段煤層待回采，將引發地面塌陷。預測地面塌陷下沉量60～2000mm，待塌陷區域主要分布于區塊北部和南部局部區域。

3 治理復墾對策

3.1 高程控制 由于中湖地區局部地段尚存在殘余下沉，少數地段煤層待回采，地面仍然會出現新的塌陷。而塌陷地的治理，整體推進才最為經濟合理。為此，徐淮地區首創“超前式治理模式”，用“補償設計”解決了難題，付諸實踐并取得成功。中湖采煤塌陷地治理復墾即在采煤塌陷預測基礎上，采用“超前式治理模式”進行治理復墾高程控制。

3.1.1 水面、湖底標高 根據淮水北調東湖中湖蓄水需要，結合附近河流的常年水位、洪水位標高，確定水面、湖底、岸坡等治理標高參數如下：中湖近期蓄水水位標高為29m，中遠期蓄水標高為30.5m;湖底最低標高為24.0m，局部濕地淺灘區湖底標高為27.0m;中湖水陸分界線標高為30.5m，岸線標高為32.0m。

水面達到最大高度31.96m（水面設計標高+波浪爬高+安全超高），岸邊地面標高32.0m，地面標高>水面達到最大高度，中湖的水面標高設計安全。鑒于中湖的風程最長，波浪爬高最大，由此推斷其他水域的水面高程設計也是安全的。

中湖的水源有淮水北調水源、雨雪、季節性淺層地下水和濱湖地帶雨水徑流等，其中淮水北調水源是其主要水源。治理區周邊自然水系龍河、岱河、龍岱河等水流方向主要自東北向西南;淮水北調水源取自淮河，其水流方向主要自西南向東北。

3.1.2 復墾林地標高 治理復墾的林地主要沿開挖的水域四周展開。中湖區域需大面積開挖水域以保證淮水北調蓄水庫容，最大開挖深度達8m，開挖形成的大量土方主要用于回填本區治理復墾的建設用地和林地。根據采煤塌陷預測結果，未來沉陷區域主要分布于擬開挖的水域區，局部分布于建設用地和林地區。按“塌陷多少回填多少”的原則，項目區開挖的土方量遠遠大于回填的土方，因此為達到土方開挖平衡，需對綠化用地采取整體堆高、局部微地貌造景的模式來消耗多余土方。通過對項目區土方開挖回填計算，確定綠化用地標高在32～35m，局部達40m，沱河路以北、鐵路以西用多余土方微地造景回填標高33～38.5m。

3.1.3 建設用地標高 中湖區域擬治理恢復的建設用地主要位于西側沿長山路和龍山路兩側布置，包括住宅用地、商業用地和道路等，建設用地的回填標高按方便排水并與附近道路標高相協調來確定，原則上略高于附近道路路面標高0.2～0.5m。由此確定躍進溝以西、西流河以北區域建設用地設計標高為31.5m，其他區域建設用地設計標高為32.0m。

3.2 治理復墾措施 中湖采煤塌陷地治理復墾的主要目的是消除采煤塌陷地質災害隱患，重新利用損毀土地，為淮水北調提供蓄水庫容，為未來打造“城市綠肺”提供場地空間。因此采用挖深墊淺、造湖和造地相結合的手段進行綜合整治和修復、復墾。

Ⅰ區：位于治理區沱河路以北、長山路以西、相山路以東區域，面積共127.83hm2，主要通過拆除場地構筑物、排水、挖方、填方、場地平整、邊坡復綠等治理工程恢復為建設用地、商業用地、林地和水域。最終恢復場地標高31.5m、水域湖底標高24m。

Ⅱ區：位于治理區沱河路以北、長山路以東、龍山路以南、鐵路專用線以西區域，面積共690.64hm2。該區西南部自躍進溝至西流河段最終恢復為城鎮住宅、商業、道路及其他用地，地面標高為31.5m;西北側最終恢復為商業用地，標高為32m;水域湖底標高24m。最終復墾林地標高32～35m;沱河路以北、鐵路線以西復墾林地進行微地造景，標高33～38.5m。

Ⅲ區：位于治理區鐵路專用線以東、沱河路以北、龍岱河以西區域，面積共320.78hm2。最終治理復墾林地標高為32～35m，道路及其他用地標高為32.0m，水域湖底標高27m。

3.3 高程監測 監測填方區回填土固結沉降和塌陷穩沉情況，主要監測施工完成后地表的垂直位移（高程變化值）。通過監測，及時掌握治理復墾后的殘余塌陷、沉降與邊坡穩定情況。擬在中湖區域周邊原有的監測網基礎上新增監測點，優化區域監測網。監測點布置在塌陷未穩沉區可利用地，采用方格網狀和直線性布置，點間距150～500m。

4 結語

隨著人們對采煤塌陷規律的持續深入研究，以及經濟社會發展對土地資源的迫切需要，采用“超前式治理模式”，利用“補償設計”對塌陷地進行回填整治和土地復墾，恢復土地功能的治理方法經實踐證明切實有效?；幢笔兄泻擅核莸刂卫韽蛪ê罂尚纬纱罅靠衫玫牧值?、建設用地和水域，為人居生活和動植物的生存提供良好的生態環境，將從根本上改善中湖塌陷區生態環境和人居環境。

參考文獻

[1]馬立強，安森東，王西兵. 生態產業引導的采煤塌陷區生態重建模式研究——以淮北礦區為例[J].山東工商學院學報，2015（3）：39-44.

[2]孫協龍，方鑫. 超前式治理模式在采煤塌陷區綜合治理中的應用——以淮北礦區為例[J].區域治理，2018（47）：14.

[3]梁海林. 采煤塌陷區綜合治理的有效措施[J].煤炭工程，2015， 47（12）：71-73.

（責編：徐世紅）