安徽省大通采煤塌陷區礦山地質環境問題及治理措施研究

靳清增

摘要：安徽省淮南市大通采煤塌陷區，系為淮南市大通煤礦與九龍崗煤礦開采遺留的集中連片的采空塌陷區之西部一部分。其主要問題表現為農田被毀，農作物大幅度減產，造成地表起伏不平，難以耕種和灌溉，部分地段下沉積水，含水層嚴重受損。礦山通過對采煤塌陷區環境治理成效分析，希望為周邊礦山環境治理提供參考。

關鍵詞：采煤塌陷區；環境問題；治理措施

1.引言

大通煤礦歷史悠久，在我國煤炭建設史上起到了十分重要的作用，為我國煤炭建設作出了突出貢獻，雖然礦井已報廢30年，但形成的塌陷區尚未進行治理，該項目一旦治理完成，將為國內煤炭城市資源枯竭礦區環境治理探索出一條新路，為國內資源型城市轉型提供出一種模式，對資源枯竭礦區地質環境治理具有一定的示范作用。

項目完成后，可以使垃圾遍地、污水橫流的“城市荒地”，改造成為綠樹成行，芳草如茵，水碧天藍，空氣清新的城市生態園林，塌陷區及周邊的人居環境將極大地改善，城市品位將得到大幅提升。結合正在進行的大通國家礦山公園建設，融人文景觀與自然景觀為一體，采用環境更新、生態恢復和文化重現等為手段，將達到生態效益、經濟效益和社會效益的有機統一。

2.礦區概況

大通煤礦地層分區屬華北地層大區晉冀魯豫地層區，徐淮地層分區淮南地層小區。北部基巖被第四系覆蓋，南部低山殘丘區出露前震旦系、寒武系、奧陶系等地層。大地構造為中朝準地臺南緣，分屬淮河臺坳的淮南陷褶斷帶，處于淮南復向斜的東南翼。井田煤系地層為舜耕山逆掩斷層上盤，屬單斜構造。塌陷區地層主要為古生界奧陶系、石炭系、二疊系和新生界第四系。

大通煤礦是淮南煤礦的發源地，可遠溯到明萬歷年間，當時就有民窯開采，到清末共建土窯120多處。1966年以后，隨著開采深度的增加，大通煤礦資源逐年枯竭，產量開始減少，于1978年閉礦。大通煤礦礦井已報廢30年，是因歷史原因滅失的廢棄、閉坑礦山。原大通礦遺留的環境地質問題十分突出。采空區地面紛紛塌陷，形成5個積水坑，5000多畝良田被毀；采煤塌陷不僅造成了地形地貌景觀的改變、生態環境的破壞，而且對當地的社會、經濟也產生了巨大的負面影響。

3.地質環境問題及危害

3.1采空地面塌陷

采煤地面塌陷是指緩慢的大范圍不均勻沉陷，無聲無震，地表呈現橢圓形盆地狀，局部有地面塌陷坑。大通煤礦在長達67年的開采過程中，形成了東西向長條形塌陷區，總面積達356.5hm2，區內分布5個大小不等的塌陷坑（K1-K5），基本上長年積水，K1：面積82.0hm2，橢圓形盆地狀，深度2.3m；K2：面積53.1hm2，橢圓形盆地狀，深度1.9m；K3：面積62.5hm2，橢圓形盆地狀，深度2.25m；K4：面積59.3hm2，橢圓形盆地狀，深度1.7m；K5：面積99.7hm2，橢圓形盆地狀，深度3.0m。

塌陷造成5233畝（348.87公頃）良田被毀，1000多戶居民先后搬遷。據調查，目前塌陷區內仍有礦南村、兩淮村等8個村莊和社區分布，民房普遍出現裂縫、變形，有的墻體已明顯滑移，326戶1528人受災，受損房屋建筑面積3.3m2×104m2。

3.2固體廢棄物堆放

塌陷區固體廢棄物隨處可見，垃圾遍地，具統計固體廢棄物壓占土地321畝。固體廢棄物堆放不僅壓占了大量土地，而且嚴重破壞了地形地貌景觀，淋濾液下滲還造成了嚴重的水土污染。部分煤矸石堆和渣石堆堆高坡陡，存在滑坡隱患，對過往等人構成嚴重威脅。

（1）矸石及廢棄渣石堆場：塌陷區內現有9處煤矸石堆場及3處廢棄渣石堆場，分別占地4625m2～46536m2，堆高3m～6m。矸石及廢棄渣石總面積19.08hm2，總體積 82.14m3×104m3。

（2）垃圾堆場：大通采煤塌陷區塌陷坑內傾倒垃圾現象嚴重，規模較大的是大通機廠垃圾堆場，垃圾堆存總量約2.3m3×104m3。近年來隨著淮南建設大發展，有建筑垃圾向塌陷區內傾倒，主要地點在大通水泥廠北側濕地，另外該處宿舍區搬遷遺留有一定量建筑垃圾。

大通機廠垃圾堆場位于塌陷區東部，占地5625m2，堆高3m～5m，堆存量約2.3×104m3。從上世紀90年代至今在使用，其中工業垃圾和生活垃圾混雜堆放。因缺少沼氣（LFG）導排系統，場區臭氣熏天，存在嚴重安全隱患；垃圾滲濾液未經任何處理直接滲入地下，不可避免地造成嚴重污染。

3.3水土污染

塌陷坑積水均為死水，匯集塌陷區及周邊地區的生產、生活污水，依靠蒸發排放，水體自凈能力有限，水生生態系統脆弱，水中亞硝酸鹽、氟化物、鎘以及總硬度均嚴重超標達Ⅴ類水標準，硫酸鹽和錳含量超標達Ⅳ類水標準，糞大腸菌數嚴重超標。地下水總硬度、溶解性總固體、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發性酚類均超標達Ⅳ類、Ⅴ類水標準，細菌總數和大腸桿菌菌群數也嚴重超標。

4.礦山地質環境恢復治理

4.1治理目標

在科學發展觀的指導下，按照構建和諧社會和建設資源節約型、環境友好型的社會要求，重點處理好煤炭生產與生態環境可持續發展的關系，繼續發展煤炭資源優勢，建設能源科技城市，建設宜居生態城市和文化旅游名城。根據淮南市城市發展規劃，大通塌陷區規劃為現有城市建成區與山南新區的過渡地帶。大通塌陷區規劃為生態綠地。

根據一系列規劃，作為未來淮南市的中心部位，大通塌陷區恢復治理以建設國家礦山公園和城市生態綠地相結合。因此，本次治理項目的總體目標是：通過對迫在眉睫的歷史遺留的礦山環境地質問題的綜合治理，徹底消除塌陷區地質災害隱患，確保塌陷區及周邊人民生命財產安全及社會穩定。結合治理項目，恢復塌陷區水土資源，充分開展土地整理和植被重建，把大通塌陷區治理恢復成為風景秀麗的國家礦山公園和城市生態綠地，為實現資源枯竭的城市轉型起到試點和示范作用。

4.2技術路線

大通煤礦閉坑已有30多年，塌陷區大部已穩定。考慮到治理資金缺口太大，本次治理總體思路是：宜水則水、宜林則林、依坡就勢、適度開發，治理后的塌陷區將主要體現大自然的秀美。

本著這一指導原則，區內積水塌陷坑將采取挖深、墊淺、回填、修坡等措施，恢復治理為綠地景區；廢石渣土堆將作為塌陷坑回填材料，殘留部分就地整平、覆土綠化；垃圾場進行沼氣導排、表面平整，然后覆土綠化；廢棄礦井將進行回填整平，覆土綠化；剩余廣大塌陷區因地表坑洼不平，將依坡就勢，適當整理，部分覆土，植樹種草，綠化為園林。為提升公園的功能，園區內將根據坡形、地勢，結合排水，修建步行道和排水溝；通過對積水塌陷坑改造、固體廢棄物的合理處置以及植樹種草等生物工程措施的實施，大通塌陷區將變成風景秀麗的生態園區，社會效益、經濟效益及環境效益將協同發展。

4.3技術方法

根據周邊礦山治理經驗及本礦山實際情況，技術步驟主要如下：專項工程地質、環境地質、地質災害測量→土石方鏟挖與運裝、管溝挖掘、管道敷設、道路施工→塌陷坑的回填→垃圾堆場處理→廢棄礦井回填、灌漿→生物工程措施

5.治理措施-生物工程措施

5.1人工濕地技術

在水深1.5m以下種深水植物帶，水深1.0m以下種浮葉植物帶，水深0.5m以下種挺水植物帶，岸緣水陸交接帶種植沼生植物帶。見圖2。

5.2坡面綠化方法

塌陷區廣大坡地主要種植常綠針葉林、落葉闊葉林混交林、落葉針葉林、落葉闊葉林、常綠闊葉混交林和低地灌草帶及濕地植物類型。見圖3。

植被組成以淮南本土物種為主，使治理區恢復后，植被生態系統能夠自我維持，在一定程度上能忍受環境的干擾，良性的演化并逐漸形成穩定的頂級生物群落。

6.結論

本文通過對安徽省淮南市大通采煤塌陷區進行連片綜合治理，主要通過專項工程地質、環境地質、地質災害測量→土石方鏟挖與運裝、管溝挖掘、管道敷設、道路施工→塌陷坑的回填→垃圾堆場處理→廢棄礦井回填、灌漿→生物工程措施等一系列措施，達到了理想的效果，在完成預期目標之余，也為周邊礦山開采集中區環境治理提供了治理依據及參考。

參考文獻：

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