采煤塌陷引起的地质环境问题及其治理

采煤塌陷引起的地质环境问题及其治理

摘要：矿区采煤塌陷地环境整治直接关系到矿区的区域经济、社会稳定、生态环境，也关系到矿区的可持续发展，是我国采煤矿区所面临的一个十分严峻的问题。因此本文在介绍了我国现阶段采煤塌陷现状的基础上，分析了采煤塌陷带来的危害及现阶段我国塌陷治理工作的不足之处，并进一步提出了采煤塌陷地的综合管理方法。

关键字：采煤塌陷，地质环境问题，治理措施

1.背景与意义

1.1我国煤炭开采现状

我国当前煤炭开采利用与环境保护严重失衡，环境污染日益严重，矿区的环境容量逐渐缩小。据有关资料表明，每年的采煤塌陷土地约占全国被破坏土地的十分之一，而复垦整治率，仅占20 %左右。

采空区的大小、分布与各地区煤炭的累计开采量成正比。根据1949~2002年的统计资料分析，按累计原煤产量占全国比重从大到小排序，依次是山西、河南、河北、黑龙江、山东、湖南、四川（含重庆）、辽宁、贵州、内蒙古、江苏、云南、安徽、陕西、甘肃、吉林、江西等，以上17个省区合计原煤产量占全国总产量的90%。

1.2采煤塌陷的危害

采煤塌陷的危害是多方面的,如地面建筑和市政基础设施受到破坏、人民的生命财产受到损失,农田遭到严重破坏以及影响社会安定团结等等,其中,农田遭到破坏最为普遍和严重,采煤塌陷减少大量耕地,深层塌陷对耕地的破坏可以说是毁灭性的,对它的治理具有相当大的困难。

例如，位于华北平原的开滦煤矿的优质炼焦煤为我国工农业生产提供了大量能源，为我国的出口创汇以及唐山市的繁荣和发展做出了重要贡献。但经过140多年的开采，到2000年底，因地下采煤地表塌陷面积已达31.2万亩，其中绝产耕地6万余亩，形成大小塌陷积水坑53个，积水总面积3.14万亩，最大积水深度12米；因采煤塌陷已搬迁村庄94个，旧村址废弃地面积达1.06万亩；开滦各矿采煤排矸石形成16座矸石山，占地0.45万亩，季节性积水塌陷波及耕地20多万亩。据预测，随着煤炭不断开采，今后每年将新增塌陷地2400亩。

矿区绝大部分位于平原地区，地面多为良田和城镇建筑。由于矿区为多煤层开采，地下煤层全部采出后，地表最大下沉多达十多米。塌陷使原本平整的土地变得凹凸不平，造成水土流失、季节性或常年积水。据调查统计，矿区每采出万吨煤，塌陷土地2.4亩、塌陷水面0.75亩。几个距市区较近的积水塌陷区过去成为煤矿矸石、电厂排灰、城市生活垃圾、建筑垃圾的排放地，加之部分工矿企业生产、生活污水的排放，矸石自燃释放出二氧化硫、一氧化碳，致使塌陷区生态环境和自然景观遭到严重破坏。

1.3意义

煤矿采空塌陷是人为引发的地质环境问题，给矿区群众生命财产和公共财产造成巨大损失，已成为影响我国全面建设小康社会、区域经济协调发展、社会安定和经济社会可持续发展的重要制约因素。据了解，随着工业化进程的加快，我国对能源和原材料的需求剧增，每年开采出约50亿t的矿产品，改变和破坏了地球表面和岩石圈的自然平衡，产生了采空塌陷等一系列地质环境问题。再随着煤炭生产的发展，开采规模不断扩大，地下采空区日渐增多，地面塌陷区面积迅速增加,地面塌陷灾害日益严重,直接威胁着人民群众生活和生产的发展,严重地制约国民经济和社会事业长远规划的实现。因此，对我们这样一个产煤大国来说，合理的防治与管理采空塌陷是一个重要课题。我们要树立可持续发展的战略思想，既要达到发展经济的目的，又要保护人类赖以生存的自然资源和生态环境。

2.设计方案

2.1总体思路

由理论知识我们知道，采煤塌陷引起的地质环境问题大致可以分为土地自然形态的破坏、土壤结构养分及理化性状的改变和地下水位上升对土地的破坏。而土地自然形态的破坏会形成地表移动盆地或产生地裂缝，我们要解决这些地质问题，必须要将它们进行分类分别治理。适时而宜，适地而宜。

因此，我们根据煤层厚度把采煤塌陷形成的地质分为浅层塌陷地、中度塌陷地、深度塌陷地三种类型，然后根据其各自的不同特点而进行不同方式的修复。

2.2详细内容说明

2.2.1塌陷地类型

（1）浅层塌陷地。浅层塌陷是指煤层厚度在3m以下，煤炭采空后地面沉降在2m以内的采煤塌陷地。地貌特征主要表现为地面倾斜，水系破坏，地表无积水，农田排灌设施及农田道路等需要修复。

（2）中度塌陷地。中度塌陷地是指煤层厚度在3-5m之间，煤炭采空后地面沉降在2-4m之间的采煤塌陷地。地貌特征主要表现为落差较大的斜坡地和季节性积水的塌陷坑，农田基础设施和农田道路等全部遭到破坏。

（3）深度塌陷地。深度塌陷地是指煤层厚度在5m以上，煤炭采空后地面沉降在4m以上的采煤塌陷地。地貌特征主要表现为少量的陡坡和大面积的常年积水的塌陷坑，生态环境均遭破坏。

2.2.2不同类型塌陷地的治理方法

（1）浅层塌陷地。治理目标是以恢复耕种为主，农经结合。其治理方法主要有两种：一是削高填凹，划方整平。具体做法是先将表层土剥离，然后将凸出土移往凹处，最后用剥离的表土加以覆盖、整平。此方法虽费时费力，但生地整平后即可恢复耕种，基本上可保持原有地力。若增施有机肥料，配以深耕效果更好。二是修缮农田基础设施。对因土地塌陷而损坏的农田水利排灌设施、农田道路桥涵等加以修复或根据复垦格局的调整重新配套，以保障现代农业生产的需要。一般浅层塌陷地田、渠、路、沟等的综合治理，每公顷约需4.5万元，治理后2-3年内即可收回全部投资。

（2）中度塌陷地。治理目标是以粮为主，粮渔结合。其治理方法主要是挖深填浅，建鱼塘、筑台田，形成上粮下渔的格局。对距矿井较近的塌陷地，也可利用煤矸石或电厂粉煤灰等充填, 然后覆土（80-100cm）耕种或用作建设用地，同时配套建设排灌设施及交通道路。此方法治理塌陷地每公顷约需投资7.5万元, 治理后2-3年亦可收回成本，若配合建设高价值经济田，则效益更佳。

（3）深度塌陷地。其治理方法为：一是对少量陡坡、斜坡地，尽量划方整平，恢复耕种，建设高价值经济田，如大棚蔬菜、瓜果等；二是对常年积水区的边沿部位及积水较浅或季节性积水的区域可挖池筑堤，建设养鱼塘；三是对积水较深的大水面应综合利用，如培植水生植物、利用网箱养鱼、建立水禽如鸭、鹅等基地、开发水上游乐项目等。除此之外，对煤矸石的处理，应主要用于村庄和道路建设用地的充填，防止扩大污染。

3.方案可行性分析

随着我国经济和社会的发展、全社会环境保护意识的增强, 人们对土地整治的认识逐渐加深, 土地整治的经济效益、社会效益、环境效益会越来越明显。由于历史的原因, 采煤塌陷地的处理多以征用方式为主, 由此带来的后果是土地荒芜现象严重, 大批农民失去赖以生存的土地，这不仅给煤炭企业带来沉重的经济负担，而且给矿区的社会经济发展造成巨大的压力。在过去的土地整治中，由于重工程轻生物、重农业轻生态观念的存在, 使整治起点低, 效果不明显。究其原因，主要是土地复垦整治后土壤的理化性能差、质量低，导致资金难以回收，不能形成滚动发展，使矿区土地整治陷入徘徊的境地，挫伤了整治单位的积极性。

安徽淮北市在这里就有一例。当地政府一改过去旧的治理方式，以建立示范区为龙头，以复田造地为重点，以恢复生态环境为目标，针对多层煤回采的深层塌陷区和单一煤层回采的浅层塌陷区的不同情况，分别建立了塌陷地复垦种植、塌陷地复垦基建、塌陷区深水面养殖利用等三大治理类型，有效治理利用采煤塌陷区土地10万余亩，取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益。通过对采煤塌陷区的综合整治，基本做到了“沟路定向、田块成方、林带成网、能排能灌、种养配套、五业并举”。形成精养鱼塘约2万亩，新增耕地约6.44万亩，新增建设用地2.1万亩；利用大水面塌陷区兴建湿地公园重建矿区生态环境系统，烈山南湖湿地公园、杜集东湖公园、濉溪乾隆湖公园已成为重要的风景旅游区。

因此，在土地复垦整治的实施过程中，地方政府应与煤炭企业密切配合，根据矿区生产和发展的实际情况，要因地制宜地对采煤塌陷土地进行科学合理的土地整治规划，做到定序、定位、定量、定用途，在资金和管理上予以落实。提高土地整治的综合利用效益，处理好土地整治与煤炭企业生产的关系，是关系到矿区可持续发展的关键。