120-煤矿沉陷区的新农村建设模式

煤矿沉陷区的新农村建设模式
徐乃忠1
,戴光明2
,祁永川
2
(1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013,
2.中煤能源大屯公司,江苏沛县221611)
[摘　要]　煤矿开采必将造成土地塌陷及其上方的建(构)筑物损害,特别是我国目前开采的煤矿区多位于人口相对密集的地区,开采对土地、农村民房等的损害相对严重。

从国家建设社会主义新农村重大决策出发,结合土地保护、环境保护的要求,利用煤矿开采地表沉陷规律,探讨了煤矿沉陷区(影响区)新农村建设的特点,提出了煤矿沉陷区农村建设走“统筹兼顾、合理规划、环境保护、土地保护、三方付担(企业、农民、地方政府)、三方收益”的“大村庄制”模式。

[关键词]　开采沉陷;新农村建设;土地复垦;环境保护
[中图分类号]T D 22 [文献标识码]A [文章编号]1006-6225(2011)03-0073-04
N e wC o u n t r y s i d e C o n s t r u c t i o nMo d e i nMi n i n g S u b s i d e n c e A r e a
X UN a i -z h o n g 1
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(1.C o a l M i n i n g ＆D e s i g n i n g D e p a r t m e n t ,T i a n d i S c i e n c e ＆T e c h n o l o g yC o .,L t d ,B e i j i n g 100013,C h i n a ;
2.D a t u n C o m p a n y ,C h i n a C o a l E n e r g y C o r p o r a t i o n ,P e i x i a n 221611,C h i n a )
A b s t r a c t :C o a l m i n i n gw o u l d r e s u l t i ns u r f a c e s u b s i d e n c e a n db u i l d i n g s d a m a g e ;e s p e c i a l l y m a n y c o a l m i n e s l o c a t e i n i m p a c t e d a r e -a s .D a m a g e o f l a n da n d v i l l a g e h o u s e s i n d u c e db y m i n i n g a r e r e l a t i v e l y s e r i o u s .F r o m t h e i m p o r t a n t d e c i s i o no f s o c i a l i s t n e wc o u n t r y s i d e c o n s t r u c t i o n ,c o m b i n i n g r e q u i r e m e n t o f l a n da n d e n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n ,u t i l i z i n g s u r f a c e s u b s i d e n c e r u l e ,d i s c u s s e d t h e c h a r a c t e r i s t i c o f n e wc o u n t r y s i d e c o n s t r u c t i o ni nm i n i n g s u b s i d e n c e a r e a a n dp u t f o r w a r d"l a r g e v i l l a g e "m o d e o nt h e b a s i s o f p r i n c i p l e s i n c l u d i n g m a k i n g o v e r a l l p l a n s a n dt a k e a l l f a c t o r s i n t o c o n s i d e r a t i o n ,r a t i o n a l p l a n n i n g ,e n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n ,l a n d p r o t e c t i o n ,3-p a r t y (e n t e r -p r i s e ,v i l l a g e r a n dl o c a l g o v e r n m e n t )p a y i n g a n d 3-p a r t y w i n n i n g .
K e yw o r d s :m i n i n gs u b s i d e n c e ;n e wc o u n t r y s i d e c o n s t r u c t i o n ;l a n d r e c l a m a t i o n ;e n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n
[收稿日期]2011-03-14
[作者简介]徐乃忠(1961-),男,江苏建湖人,博士,研究员,主要从事开采沉陷及特殊采煤工作。

煤矿开采引起地表塌陷,导致地表附着物(建、构筑物)、土地、水系、基础设施以及当地周围环境的变化,多数变化是负面的,有些是破坏性的,而塌陷区的治理工作涉及的技术专业领域、
管理部门多,是技术性强、社会关系复杂的一个系统工程。

当前国家提出新农村建设以及小城镇化,虽然新农村建设的内容很多,但有些内容可以和煤矿沉陷区的特点,以及煤矿沉陷区治理、村庄压煤开采规划的要求相结合。

本文分析了煤矿沉陷的技术问题,根据国家对煤炭能源的需求,从环境保护、土地资源保护角度出发,结合国家新农村建设政策,提出煤矿沉陷区(影响区)新农村建设走“统筹兼顾、合理规划、环境和土地保护、三方付担(企业、农民、地方政府)、三方收益”的“大村庄制”模式。

1　煤矿沉陷特点
煤矿井下开采,当采空区范围达到一定大小
后,一般是近水平煤层长壁开采的工作面推进长度达到0.2～0.4倍开采深度后,地表开始沉降,随着工作面向前推进,在地表逐渐形成沉陷区,其形状由小碗形、大碗形到小盆地、大盆地等,其地表沉陷形成过程如图1所示。

对于高潜水位地区(如我国的华东大部分地区),盆地中心部位将形成积水区,导致土地淹没,无法种植农作物,盆地边缘部位可以种植农作物,但产量下降;对于潜水位较低地区,由于开采引起地形变化,也影响农作物的生长。

1,2,3,4,5—工作面推进位置;W—下沉曲线
图1　地表沉陷盆地剖面形成过程
第16卷第3期(总第100期)
2011年6月
煤　矿　开　采C o a l m i n i n g T e c h n o l o g y V o 1.16N o .3(S e r i e s N o .100)
J u n e 2011
DOI :10.13532/j .cn ki .cn11-3677/td .2011.03.021
在地表沉陷盆地的形成过程中,盆地范围内不同区域承受的移动变形是不一样的,盆地中央区域基本上都经受了拉伸和压缩变形的影响,盆地边缘区域主要受拉伸影响,其影响的动态过程如图2。

1,2,3,4,5—工作面推进位置;ε-水平变形(曲率变形K )曲线
图2　地表沉陷盆地剖面动态水平变形曲线
位于沉陷盆地不同部位的土地、建(构)筑物等设施,经受的井下开采影响是不同的。

盆地中的建(构)筑物等设施,将受到一定的损害影响,甚至不能使用。

需要对盆地内的建(构)筑物采取必要的治理措施,一般以搬迁效益最好,当然还有其他治理措施。

盆地在发生移动变形后一定时间内,地表移动趋于稳定,盆地塌陷区又可进行治理利用,可恢复成耕地、建设用地、绿化用地等。

2　国家新农村建设要求
建设社会主义新农村总的要求是“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”。

既要求发展生产力,又要求调整完善生产关系;既要求加快经济发展,又要求加快社会发展;既要求加强物质文明建设,又要求加强政治文明、精神文明与和谐社会建设。

社会主义新农村建设要求:
第一,不断提高农村生产力水平　离开生产发展和经济建设,农村的文化建设、政治建设和社会建设就缺乏坚实的物质基础。

推进新农村建设,必须坚持以发展农村经济为中心,将发展生产摆在首位,着力形成生产发展新格局,努力使农业农村生产力水平有一个较大的提高。

第二,千方百计改善农民生活　这是建设新农村的根本目标,必须千方百计增加农民收入,提高农民生活水平和生活质量,努力使广大农民的生活有比较明显的改善。

第三,努力形成文明乡风　农民是建设新农村的主体。

培养新农民,倡导新风尚,是社会主义新农村建设的本质要求和突出特征。

第四,着力改善乡村面貌　创建整洁、舒适、文明的生活环境,是广大农民群众的迫切要求和强烈愿望,也是新农村建设紧迫而现实的任务。

必须从工业化、城镇化的长期趋势和村镇布局的长远变
化出发,充分考虑村镇的乡村特色、地域特色和民族特色,着眼于方便群众生产生活,制定科学合理的乡村建设规划;必须大力加强农村人居环境治理,积极探索政府扶持引导、农民自愿参与的村庄治理机制,切实改变村容脏乱差、房屋破旧散和农村交通不便、饮水困难的落后状况;必须加强农村饮水、道路、通信、供电、沼气等基础设施建设,努力实现乡村面貌的新变化。

第五,积极健全乡村治理　尊重农民的民主权利,是确保新农村建设顺利推进的重要保障。

生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、
管理民主,五个方面的建设要求,是有机统一的整体。

3　环境和土地保护要求
我国人多地少,土地资源越来越紧张,特别是煤矿开采区,由于地下开采对地面土地的塌陷影响,轻则影响土地作物的生长,导致产量下降,重则使农作物绝产。

特别是高潜水位、平原地区,煤矿开采后,地表塌陷造成积水,对农作物的影响更大。

少数农田变成了水塘、洼地积水区,由农业用地变成了渔业养植,农民变成了渔民。

煤矿区农民赖以生存的土地,受煤矿开采的影响,使煤矿区的少数人失去了田地。

由于开采造成的塌陷,使当地的环境发生了变化,改变了当地的生态环境
[1]
,
如不采取治理措施,当地的环境日益恶化,矿、地矛盾加剧,影响当地的安定团结。

党中央、国务院始终把农业问题放在基础和战略地位高度重视,从保持良好发展局面、推进全面建设小康社会的高度,进一步强调实行最严格的耕地保护制度,尤其要重点保护基本农田。

4　沉陷区治理
由于煤矿区开采塌陷的原因,影响其周围农村、城镇建(构)筑物和设施以及土地等,形成了大面积的沉陷区。

本世纪初,随着一些老矿井的破产、关闭,引发了大范围采煤沉陷损害赔偿问题,国家投入了大量的财力对资源枯竭型城市转型支援,对沉陷区进行治理。

对新出现的沉陷区及位于经济基础比较好的煤矿沉陷区,煤矿企业必须执行土地复垦规定,要严格按照“谁破坏、谁复垦”的原则,加大对工矿废弃土地的复垦力度。

坚持源头控制、预防与复垦相结合,在矿产资源的开发过程中,采取必要的措施,减少土地的破坏,将复垦工艺和开采工艺相结
总第100期煤　矿　开　采2011年第3期
合,提出经济合理、技术可行的复垦措施。

因地制宜,实事求是,要根据矿区所在地的自然气候条件和土地适宜性,尊重土地权利人意愿,合理确定复垦后土地用途。

一般优先复垦成耕地,也可复垦成建设用地、绿化用地、水域等。

5　新农村建设模式———“大村庄制”
“大村庄制”就是将多个相邻村庄合并,形成整齐、规划统一、美观的比较大的村庄。

这样整个村子成为一个较大的整体,既能使村子有条件集中精力完善基础设施配套,亦能使村庄整齐划一,改变了过去一村一个小加工区的“小而散”、“小而乱”的局面,提高了农村规模化和专业化经营,土地的集约利用率显著提高。

还能解决排水问题,交通问题等,设立居民小区,在腾出来的空闲地上可引进农产品加工等开发项目。

5.1　农村“空心化”与村村之间的贫富差距推动“大村庄制”
伴随着农村城镇化进程的不断深入,农民进城务工或者转变成城市居民的人数日益增多,已造成一些村庄,包括东部沿海发达地区的农村呈现“空心化”急增的趋势。

另外,由于农村经济社会发展的不平衡性以及各个村庄拥有资源量的不同,强村与弱村之间也形成了较大差距。

5.2　“大村庄制”符合我国国情
人多地少是我国的国情,土地资源紧张的问题日益突出,特别是煤矿区,而一些村庄在建设中土地浪费严重,村庄不断向外扩展,有的甚至占用农田,但腾出的旧房子却不拆除,形成了大量“空心村”。

因此,若村民能适当集中居住在条件适宜的新楼房,不但能大大改善居住条件,而且能节约大量土地,符合中国国情。

村庄合并的另一好处是节省基础设施建设资金。

由于村庄分散和建设缺乏规划,大大增加了基础设施建设成本。

如3个村子分别通公路,与3个村合并在一起通公路相比,投资要成倍增加。

其他方面如通自来水、有线电视、电力设施等,如村庄太分散,大笔资金投入就会消耗在路途上,不利于基础设施和公共服务向农村延伸。

而村庄集中后,这笔费用将大大节省。

5.3　“大村庄制”符合国家政策
中央明确提出“治理农村人居环境,搞好村庄治理规划和试点,节约农村建设用地。

继续发展小城镇和县域经济,促进基础设施和公共服务向农村延伸。

”“大村庄制”的实行,可以说完全能够适应新形势下的农村治理,更好地建设农村社区,为农民提供更多公共服务,加快推进农村城镇化建设进程。

实行村庄合并的“大村庄制”,对于加速农村城镇化建设,构建社会主义新农村具有重要作用。

村庄合并其真正意义,还在于推动中国农村由村民自治迈入“社区化管理”,令农村变成城镇,农民变成市民。

5.4　煤矿沉陷区实行“大村庄制”的实例
5.4.1　大屯公司龙东矿西辅采区
龙东矿西辅采区开采分别影响张庙村和后三里庙村,西辅采区的主采煤层为山西组的7号煤,埋藏较浅,底板标高为-200～-180m,煤层厚度平均为5.1m,煤层倾角平均为4°,煤层稳定,全区可采。

煤层基本顶为灰白色中(粗)砂岩,厚3.6～14.4m,平均为6m。

灰色粉砂岩(泥岩)为直接顶,厚0.75～7.38m,平均为3.81m。

灰黑色粉砂岩(泥岩)为直接底,厚0.8～9.78m,平均厚4.3m。

老底为灰色细砂岩(中砂岩),厚2.1～16.9m,平均为8.54m。

局部顶板砂岩受风氧化,较完整的直接顶板粉砂岩的抗压强度为36.9～49.8M P a,直接底粉砂岩的抗压强度为33.9～52.1M P a。

采区划分为4个工作面,工作面面长为180～190m,工作面推进长度为1000～1200m左右。

该采区采用综合机械化采煤工艺,开采方法为走向长壁倾斜分层,全部垮落法管理顶板。

采区地面地势平坦,地面标高为34.5～35.8m,地面大部分为农田,沟渠纵横,采区内有龙东矿中央风井。

张庙、后三里庙两村庄在本采区上方,另外还有大沙河在采区西北部经过。

西辅采区能利用的工业储量为6.893M t,可采储量为5.3M t,设计生产能力0.6M t/a。

2000年经天地科技股份有限公司和大屯煤电(集团)有限责任公司论证分析[2]。

在后三里庙村附近,西辅采区的影响范围内,根据开采沉陷预计分析,对村址用煤矸石进行预回填加高处理后,采用抗采动变形设计技术,进行抗采动二层楼房设计,将2个村集中,规划成1个少数为平房、多数为二层楼房的新村,改善了农民的居住条件,节省了土地,复垦了塌陷区,经近6a的建设,3a多时间的井下回采实践,取得了预期效果。

5.4.2　大屯公司姚桥矿西翼的治理
姚桥矿西翼的地表上方有10多个村庄,压伏着该矿西翼的整个煤炭资源。

7号煤层底板标高范围-1050～-750m,煤层倾角8～20°,大部分12°
徐乃忠等:煤矿沉陷区的新农村建设模式2011年第3期
左右,煤层厚度5m左右,地质储量约82.70M t,还有17号煤和21号煤可采,地质储量分别约为16.00M t和22.00M t,总地质储量约为120.7M t,姚桥煤矿7号煤、17号煤和21号煤层煤质优良,是较好的工业和民用燃料。

西翼上方村庄密集,特别是杨屯镇区周围,集中了大量居民住宅,兴建了大批的工业厂房,压覆着大量的煤炭资源,且村庄、厂房煤柱重叠,使得矿井不能正常开采。

该矿于2009年在大屯公司的统一规划下,委托专家论证[3],地方协商,对该矿西翼开采影响的村庄进行统一规划,走“大村庄制”,利用已形成的塌陷地复垦成村庄建设用地,统一建房,在资金上,矿方拿大头、地方给政策、农民拿小头,解决沉陷区农村房屋搬迁。

6　结束语
煤矿沉陷区的新农村建设模式———利用塌陷地复垦建设“大村庄制”,复垦了土地,方便农民种地,改善了农村居住环境,节约了土地,节省基础设施建设资金,解放了煤炭资源。

实现了煤矿沉陷区农村建设的“统筹兼顾、合理规划、环境和土地保护、三方付担(企业、农民、地方政府)、三方收益”的“大村庄制”模式,符合“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的社会主义新农村建设要求。

[参考文献]
[1]孔令国.生态矿区模式构建研究[J].煤矿开采,2009,14
(3):118-120.
[2]徐乃忠,谭勇强,等.龙东煤矿后三里庙、张庙村新建抗采
动变形楼房可行性分析报告[R].北京:天地科技股份有限公司,2001.
[3]徐乃忠,郭爱国,等.姚桥煤矿西翼建筑群下压煤和谐开采
方案可行性研究[R].北京:天地科技股份有限公司, 2010.[责任编辑:王兴库]
(上接14页)
上,工作面落煤、移架可实现在巷道操作,最终实现该类煤层无人开采。

自移气垛支架薄煤层试验工作面目前采用炮采的落煤方式,未能实现综合机械化开采,课题组拟在试验成功的基础上进一步研究机械化落煤装备,如刨煤机落煤,最终实现综合机械化开采。

[参考文献]
[1]刘　栋.极薄煤层和薄煤层的采煤工艺[J].煤炭技术,
2008(6):66-67.[2]李建平,杜长龙,张永忠.我国薄与极薄煤层开采设备的现
状和发展趋势[J].煤炭科学技术,2005(6):65-66. [3]中国煤炭工业劳动保护科学技术学会.我国急倾斜煤层安全
开采相关情况调研汇报[R].2006.
[4]彭　勇,刘华林,唐建强,等.急倾斜中厚煤层综合机械化
开采技术实践[J].煤矿开采,2008(5):31-32.
[5]天地科技股份有限公司开采设计事业部,攀枝花煤业集团公
司.急倾斜薄煤层综合机械化开采工作面装备研发[R].
2008.
[6]天地科技股份有限公司开采设计事业部,七台河矿业精煤
(集团)有限责任公司.急倾斜薄煤层自移气垛支架开采工艺及装备研发[R].2009.[责任编辑:施红霞]
(上接69页)
(2)采出率较高　一次采全高低位放顶煤煤层采出率一般为70%,而预采上分层底分层低位放顶煤开采技术煤层采出率可达到86%。

(3)掘巷率低　在硬煤层中一次采全高低位放顶煤工作面一般布置5条巷道(2条底巷,3条顶巷),而预采上分层底分层低位放顶煤开采工作面只布置4条巷道(2条上分层巷道和2条底分层巷道)。

减少了掘进巷道,有利于生产衔接。

(4)工序简单,提高了效率　在煤层较硬条件下一次采全高低位放顶煤技术一般都要施工顶煤预爆破孔进行预爆破,工艺复杂,工作量大,而预采上分层底分层低位放顶煤开采技术不需要进行顶煤预爆破。

(5)安全性好　上分层沿顶单一回采,工艺简单,安全可靠。

底分层回采工作面布置在减压区,便于管理,安全可靠。

(6)成本低　上分层工作面沿顶布置,支护简单。

底分层沿底布置,采用金属棚支护,回采时金属棚基本都能回收复用。

4　结束语
预采上分层底分层低位放顶煤开采技术经过大同矿区实践证明,具有技术先进、经济合理、安全高效等诸多优点,是适合于坚硬特厚煤层科学开采的综合机械化采煤方法。

[参考文献]
[1]吴　健.我国综放开采技术15年回顾[J].中国煤炭,
1999,25(1):9-16.
[2]金智新,于海湧.特厚煤层综采放顶煤开采理论与实践
[M].北京:煤炭工业出版社,2006.
[责任编辑:王兴库]
总第100期煤　矿　开　采2011年第3期。