煤矿塌陷区的治理对策分析

尹伶俐,张芹芹

(安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001)

1 引言

近年来煤炭生产迅猛发展,大面积开采造成地下矿层采空矿层上部的岩层失去支撑,平衡条件被破坏,随之产生弯曲塌落,以致发展到地表下沉变形,形成采煤沉陷地表变形开始形成凹地,随着采空区的不断扩大,凹地不断发展成凹陷盆地,造成水土流失、环境污染和土地荒芜等,造成对生态环境的严重破坏。

地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象[1]。这种现象一旦发生会对生态环境和人身安全造成无法想象的破坏和影响。塌陷区的形成也跟自然因素有关,像淮南煤矿区位于江淮平原区,下伏岩层多为砂岩、泥质岩等,当遇到构造断裂时,容易造成地层塌陷。除此之外,人为活动的因素也非常重要,高强度的开采加剧了塌陷区的形成,同时人类工程的活动在采煤疏排地下水时,破坏水系统的平衡,也会导致塌陷。

2 塌陷区对环境的影响

2.1 塌陷对土地资源的影响

煤矿生产过程中无废水排放,在旱季井下很少有地下水涌出,但在雨季,由于地表渗滤,井下开采中会有地下水的涌出。地下水随地势的高低,由高处流向低处,造成局部区域地下水环境发生变化。另外,由于煤炭开采中大量煤矸石堆存及煤炭露天堆放造成雨季淋滤下渗,使区域地下水化学组分超过地区背景值,对当地地下水环境产生一定的污染。虽然采煤废水尚未构成对地表水和地下水的有害物质污染,但由于悬浮物质增加,使地表水体生态功能下降;同时,由于采矿作业使浅层水被疏干,使区域饮水井干涸,耕地失去灌溉条件,居民生产、生活用水十分困难,导致居民被动搬迁。有些地区甚至出现区域性塌陷,山体倾移、下沉、裂缝,导致严重缺水,建筑物下沉等[2]。

地表塌陷可以破坏土壤的结构、土壤成分,使地表发生一系列的变形和破坏,造成土地贫瘠化,特别是对耕地的破坏,同时造成土地地表水流失,加剧土地干旱。地表塌陷的形成改变了原地面形态,塌陷区范围内特别是塌陷坑、塌陷盆地周围水蚀和重力侵蚀加剧;沟谷、岸坡的塌陷可诱发崩塌、滑坡;槽状塌陷坑若形成于沟谷两侧,且走向与沟谷平行,必然使沟谷进一步下沉和拓宽,而槽状塌陷坑本身也是一种特殊的沟道,流水侵蚀会不断加剧其发育;塌陷发生的特殊区域会出现垮坝引起的山洪、水库渗漏现象。

2.2 塌陷对水资源的影响

当地下煤层开采面积达到一定范围后,移动与变形将波及到地表,使地表产生大面积塌陷,从而导致塌陷区内水系遭到破坏,引发农业地质环境的变化,导致生态环境的恶化、农业布局重新规划。长期的水体采煤,易造成采动范围内重要的水体发生河道变化,严重影响区内农田的水利灌溉;受水体下采煤影响的堤坝可能产生裂缝,甚至最后导致坝体直接产生沉降[3]。

2.3 塌陷对生态环境和植被的破坏

塌陷区地表裂缝处植物生长环境被破坏,植被明显减少,塌陷坑深度为2m以上,出现地表塌陷导致植物根系拉断,枯萎死亡;其次,地表张口裂缝、塌陷漏斗、塌陷盆地造成地面大量土层松散,加剧水土流失,破坏植物、生长环境,如不加以治理甚至招致植被大面积死亡,加剧风蚀和沙漠化,塌陷破坏了地下水体,降低了地下水位,使植物的生长明显受到影响,甚至死亡,改变了原有的生态系统[4]。

2.4 塌陷对居民的影响

采煤塌陷和村庄搬迁用地导致耕地日趋减少的现象十分严重。以淮南市为例,自1960年建市以来,全市仅煤炭建设一项耕地面积就减少1.7hm2,市辖3区农业人口20.37万人,仅有耕地0.8hm2,人均占有耕地仅0.04hm2,低于联合国规定的人均的最低临界点0.05hm2。造成人均耕地0.01hm2以下农民15.32万人,25万多农民无地可种,而且随着煤炭开采量的不断增加,采煤塌陷地还以每年近万亩的速度增加[5]。

我国矿区多位于远离城市的乡村地区,基础条件较差,建筑物及道路地基的变形能力小于采空区地表塌陷引起的地表移动变形值,故塌陷区域内的村庄应及时搬迁,道路应加固地基。被征地的农民虽然可以获得补助,但毕竟数量有限,这就促使这一部分农民涌入城市,客观上增加了社会不安定因素[1]。

3 塌陷区的治理对策

3.1 科学重建塌陷区生态环境

人类耐以生存的只有一个地球,塌陷区的生态环境修复显然非常重要。以保护生态环境,实现综合效益为中心,按照把塌陷区建成良性循环的生态系统、农业产业化经营的开发基地的总体思路,本着统筹规划、因地制宜、综合利用、注重效益、规模治理、分步实施的原则,编制地方性塌陷区治理规划,为矿区生态环境的重建打下良好基础[6]。

3.2 以政府为主导,全面落实采煤塌陷区治理责任

(1)政府明确采矿企业对采空区的现实危害及潜在危害的责任,组建采空区地质监测,采空地质灾害赔偿、安置、动迁实施条例,规范采空塌陷土地治理、复垦和土地资源的再配置行为。

(2)把采空塌陷土地治理纳入国土资源开发规划之中,引入市场机制,将“以企业为主”的治理模式转变为“破坏者赔偿、社会化治理”的新模式。

(3)建立采空塌陷区地质灾害赔偿和治理保证金制度[7]。

3.3 积极探索治理新思路

在塌陷区进行生态修复,种植经济树种、农作物;在由塌陷区形成的塌陷塘内养鱼;这不仅解决了塌陷区周边的环境问题,也给塌陷区周边的群众带来不小的经济效益。这一点淮南地塌陷区做的非常之好,潘集区的潘一矿建立了后湖生态园;八公山区的新庄孜煤矿建立了农业和畜业区,农作物长势良好,鸡肥牛壮。

3.4 坚持以人为本

塌陷区形成后,随着塌陷区面积的增大,治理和恢复势在必行。塌陷区周边居民的居住环境也要考虑,像淮南市对塌陷区的治理专门成立了“淮南市采煤沉陷区综合治理办公室”,将那些居住在受塌陷区影响和即将受到影响的居民转移到安置房,这些安置房由政府牵头外加矿上的支持,使人民群众真正得到保障和实惠。

4 结语

煤矿资源毕竟是重要的能源之一,随着煤矿的开采,塌陷区的面积也会越来越大,如何对废置的塌陷区进行综合有效的利用,已经成为迫在眉睫的事。只有对塌陷区的整治和恢复工作进行统一规划,这样才是坚持以科学发展观走和谐社会的必然之路。

应以科学发展观的要求做到有序开发、优先保护、注重效益、规模治理、分步实施的原则,真正地重建矿区的生态环境。对具体的塌陷区要做到因地制宜,宜农则农、宜林则林、宜渔则渔、宜游则游,建立示范单位,学习先进示范点取长补短,从而进行田、塘、水、林、路综合治理,切实做到5业并举。

[1]刘荣琼.浅议我国煤矿塌陷区的生态转型[J].科技创新导报,2008(6)：77～ 78.

[2]郑希伟,宋秀杰.北京西郊煤矿采区及塌陷区的生态恢复与生态建设[J].城市管理与科技,2003,5(4)：164～166.

[3]徐良骥,严家平.煤矿塌陷区地表水系综合治理[J].煤炭学报,2007,32(5)：469～ 472.

[4]庞乃勇.煤矿地表沉陷综合治理研究[J].科技情报开发与经济,2009,19(17)：204～ 205.

[5]赵瑞平.煤矿塌陷区综合利用与矿产资源城市可持续发展[J].资源◦产业,2002,(5)31～34.

[6]姬宗皓.济宁地区煤炭塌陷区生态恢复与治理研究[J].山东国土资源,2008,24(12)：1～2.

[7]葛维琦.中国煤矿采空区塌陷灾害治理对策[J].中国能源,2006,26(10)：27～ 29.