煤沉陷区治理技术现状及发展趋势

煤沉陷区治理技术现状及发展趋势
【摘要】采煤沉陷使矿区生态和地质环境遭到严重破坏，制约了矿区经济、生态和社会的可持续发展，对我国煤炭资源开采、采煤沉陷现状及采煤沉陷区治理技术及应用进行了研究及论述。

结合煤炭发展需求，深入分析了我国采煤沉陷区治理技术的未来发展趋势，对我国采煤沉陷区的治理技术的应用和研究具有重要的意义。

【关键字】煤沉陷区，治理技术，现状，发展趋势
一．前言
煤炭资源的大规模开采和利用对我国的经济发展起到巨大的推动作用，但采煤沉陷也给人类的生存环境产生一系列的消极影响，采煤沉陷区的生态恢复与治理直接关系到矿区的经济、社会和生态环境的可持续发展，是我国矿区所面临的一个亟待解决的难题。

国家中长期科学和技术发展规划纲要和“十二五”规划均将矿区生态保护及恢复技术的开发作为工作重点，提出发展绿色矿业，推进矿山地质环境恢复治理和矿区土地复垦工作。

因此，对采煤沉陷区进行综合治理，恢复矿区生态环境将成为近些年我国矿山工作者的主要研究课题之一。

二．煤炭资源开采及沉陷现状以及采煤沉陷区治理技术现状
1．煤炭资源开采现状
煤炭是我国的主要能源，自1988年以来，我国煤炭的产量在世界上一直居首位，占世界总产量的30％左右。

中国原煤产量自2000年降至0.999Gt的低谷后，随着经济的快速增长而加速增长，2002年原煤产量为1.415Gt，2005年突破2.0Gt为2. 113Gt，至2009年我国原煤产量破3. 0Gt。

2002～2010年全国煤炭产量见图1。

图一我国煤炭产量变化
2．采煤沉陷区治理技现状分析
（一）农业复垦技术现状分析
采煤沉陷使大面积耕地受到损害，生产力降低甚至无法耕种，保护和恢复耕地是栗煤沉陷区治理的主要任务和目标，我国经过几十年的积极探索逐步发展了疏排法、就地取土法、挖深垫浅法和固体废物充填法等农业复垦技术。

在我国淮南、淮北、徐州、充州等矿区对采煤沉陷区进行综合治理，本着因地制宜、综合
治理、综合利用的原则，坚持“宜农则农、宜林则林、宜建则建、宜水则水”，开发了集种植业、渔业、家禽养殖业为一体的综合治理模式。

将煤矸石、粉煤灰等矿业固体废物作为充填材料进行充填复垦，释放了大量的压占土地，改善了矿区生态环境，破解了采煤沉陷区失地群众的居住、就业、后续发展等系列难题，实现了矿区经济、生态和社会的可持续发展。

（二）建筑复垦技术现状分析
城镇化建设是我国“十一五”和“十二五”的主要发展目标，随着我国城镇化进程的加快，理想的工程建设用地日趋紧张，综合应用采空区探测技术、采动区地基稳定性评价技术、采空区处理技术及建(构)筑物抗变形等技术，将沉陷区开发为建设用地是缓解我国城镇建设用地“瓶颈”的有效途径。

在不断的应用和实践过程中，我国采煤沉陷区建筑复垦技术不断地得到发展和完善。

如开滦矿区在开采50年以上的老采空区地面建设了大型工业厂房、在开采30年左右的老采空区地面建设了2～3层楼房、酒店、会议中心等建筑物；焦作市工业聚集区在采煤塌陷区上进行工业园区建设，建设抗采动变形的框架结构工业厂房14栋，总建筑面积19 37hm2，居民住宅楼34栋，总面积95hm2，建筑采取了基础圈梁、变形缝等挽变形技术措施．所有建筑自投人使用以来一直安全使用。

（三）景观生态复垦技术现状分析
将景观生态学、恢复生态学等理论引进到采煤沉陷区治理中，这一复垦模式改变了过去以恢复采矿受损土地为重点的土地复垦理念，土地复垦更加关注矿区的景观生态协调和社会的可持续发展，安徽淮南、河北开滦等矿区将景观生态复垦技术应用于采煤沉陷区的治理工程，取得了良好的效果。

唐山市在开滦矿区开采百年的沉陷区范围内，建设了集生态保护、休闲娱乐、旅游度假、文化会展、住宅建设、商业购物、高新技术产业为一体的新城区——南湖生态城，城市中央生态公园面积达28km2，其中有11．5km2的湖面面积，18km2的城市森林，引入各类昆虫、鸟类等动物，形成了良好的生态系统，在全国树立了采煤沉陷区治理的典范。

（四）充填开采技术现状分析
在煤炭资源开发的同时减少生态环境的破坏，实现绿色开采是时代发展的必然需求，充填开采已成为煤矿绿色开采技术的重要组成部分，煤矿充填开采经历了由水砂充填、低浓度胶结充填、高浓度胶结充填和膏体泵送充填阶段，目前充填开采有超高水材料充填、膏体充填、固体物充填3种。

现阶段充填开采将煤矸石、粉煤灰、劣质土等固体废物作为充填材料，通过泵压或重力作用，经过管道输送到回采工作面，形成以充填体为主的上覆岩层支撑体系，有效控制地表沉陷在建筑物允许值范围内，实现村庄不搬迁，矸石零排放，安全开采“三下”压煤，保护矿区生态环境。

充填开采具有充填材料来源广泛、成本低廉、制浆与输送工艺简便、充填体强度高等显著优势，目前已在我国河北邢台、山东兖州、黑龙江双鸭山、七台河等矿区试验应用，取得了较好的效果。

三．煤沉陷区治理技术的发展趋势分析
1．据不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”压煤量达到14Gt以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60％以上，水体下压煤占28％左右，铁路下压煤占12％左右，然而，到目前为止，我国仅从“三下”采出的煤炭约有1Gt，只占整个“三下”压煤量的7％左右，这些压煤量严重制约着矿区的生产和可持续发展。

随着资源可采储量的减少及对煤炭资源采出率要求的提高，如何实现绿色开采成为近些年煤炭企业急需解决的技术难题，充填开采技术已取得了一定阶段性成果，近些年来将会不断完善并逐步推广应用。

2．合理规划开采布局是减轻甚至是避免开采沉陷损害的必要手段和措施，要充分利用变形规律和地面规划要求有机结合，做到有的放矢，避免开采和治理的脱节。

3．伴随着煤炭资源的大规模开采，我国中东部煤炭资源将逐步枯竭矿井相继关闭，我国煤矿的关闭开始于上个世纪末，自2000年我国集中关闭40个国有煤矿后，到目前为止，已经先后关闭了约300个国有大煤矿。

关闭矿井综合生态问题越来越凸现出来，其特点是修复的综合性和复杂性，进行集关闭煤矿的塌陷地植被、水环境、工业垃圾堆积为一体的综合生态修复再造，是资源枯竭型矿区社会实现可持续发展的迫切需要。

4．随着资源逐步减少，开采难度加大，我国能源重心西移趋势越来越明显，晋陕蒙宁甘等5省区煤炭资源储量占全国总储量的68％，2010年晋陕蒙3省煤炭产量占全国煤炭产量的50％以上，并有逐年增加趋势。

西部地区由于独特的干旱气候和地理环境，生态环境极为脆弱，环境容量低下，敏感性强而稳定性差，抵御外界干扰能力弱和自然恢复功能差。

因此，西部生态脆弱矿区采煤沉陷区治理及生态环境保护的任务艰巨。

四．结束语
煤沉陷区治理技术对于我国环境生态的保护具有重要的作用，同时这也能更好的促进我国采煤业的发展，促进可持续发展。

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