时伟
摘 要:随着工业的快速发展,能源需求量不断加大,作为国家能源结构中占比例最大的煤炭资源的需求量更是大大增加。煤炭开采量不断增加的同时,对生态环境的破坏也在不断加剧,特别是煤矿塌陷区土地资源的破坏,使人口多、耕地少的人地矛盾更加尖锐。该文就煤矿塌陷区的现状作了简要分析,对煤矿塌陷区综合治理的途径进行了综述。
关键词:煤矿;塌陷区;生态恢复
中图分类号 X751 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)03-04-96-03
Abstract:With the rapid development in industry,there is an increasing demand for the energy resources,especially for coal,which accounts for the largest proportion. In recent years,weve seen great increase in coal production. But at the same time,the damage to the eco-system is becoming more and more serious,particularly in the area of the coalmine subsidence,resulting in the increasingly sharpening contradiction between huge population and limited arable farmland. This article analyses the current situation of the area of the coalmine subsidence briefly and makes a summary about how to tackle this problem in a comprehensive way.
Key words:Coalmine;Area of coalmine subsidence;The recovery of eco-system
煤炭资源开采以后,采空区上覆岩层的原始应力平衡状态受到破坏,依次发生冒落、断裂、弯曲等移动变形,最终涉及地表,形成一个比采空区面积大得多的近似椭圆形的下沉盆地,称为采煤塌陷区[1]。采煤塌陷区的土地资源受到了极大的破坏,甚至有的完全失去了原有的功能。在我国,存在大面积采煤塌陷区并呈不断增加的趋势,使我国本就人口多、耕地少的人地矛盾更加尖锐。因此,对采煤塌陷区采取合理的整治措施,使其恢复到可供利用状态,具有十分重要的意义。
1 我国煤矿塌陷区现状
我国是煤炭生产大国,也是一个以煤炭为主要能源的国家,在能源结构中煤炭占70%以上。随着我国工业的快速发展,能源需求量将不断加大,而作为我国能源结构中占比例最大的煤炭资源的需求量更将大大增加。
煤炭开采分为井工和露天两大方式,我国95%以上的煤炭产量来自井工开采。对土地资源的破坏损害,井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。据煤炭部1995年底对全国各主要煤矿投产至1994年底土地破坏及重建情况统计[2],全国煤矿开采累计塌陷地40万hm2,其中常年积水面积约3.5万hm2。按平均每采1万t煤塌陷0.2hm2计,预计1995-2010年新增加塌陷地面积32.01万hm2,到2010年累计达72.01万hm2。而且很大部分塌陷土地是优良的耕地,尤其是东部矿区的山东省兖州、济宁、枣庄、滕州、临沂、肥城,江苏省徐州,安徽省淮南、淮北、宿州等地市。这些地区人多地少,充分利用塌陷地对当地经济、社会发展有重要意义。
陕西、山西部分煤炭埋藏于山坡丘陵之下,采空塌陷不直接破坏耕地,但也有一部分中间盆地采空后形成的塌陷区造成了耕地的荒废。山西是我国煤炭产量最大的省份,采空塌陷灾害也最为严重。1980年至1999年的20年间,山西生产原煤34.1亿t,相应的采空塌陷面积达到8.18万hm2。鸡西、鹤岗、双鸭山、七台河是黑龙江省的4大煤城,经过几十年的不断开采,如今4大煤城的脚下形成了1个近500km2的塌陷面积。有数据显示,乌鲁木齐市地表采煤塌陷面积已达13.4km2,在城区内形成了数公里长的塌陷带,塌陷问题已严重影响到乌鲁木齐市的经济发展和社会进步,给塌陷区周围居民的正常生活带来负面影响[3]。
2 采煤塌陷区综合治理的途径
目前,国内外对采煤塌陷区综合治理的研究较多,并有许多成功的案例。根据不同的塌陷情况采取不同的治理方法,现将国内常见的治理方法介绍如下:
2.1 非积水稳定塌陷区 对于非积水稳定塌陷区可利用煤矸石、粉煤灰、生活垃圾、河道淤泥等填充复垦。这样既可以消灭部分占用大量土地的矸石山(如图1所示)、电厂排出的粉煤灰及部分生活垃圾,又可以增加土地资源面积,一举两得。
淮北岱河煤矿自1984年以来用此法复垦土地0.4hm2,并种植了各种农作物和蔬菜,取得了良好的经济效益和环境效益。山东淄博矿务局、肥城矿务局,河南平顶山矿务局,江苏徐州矿务局等利用煤矸石、电厂粉煤灰等充填塌陷区,造地还田,种植了棉花、玉米、蔬菜等,取得了成功。另外,肥城矿区查庄、南高余等用塌陷地作建筑用地,共节约耕地31.67hm2,带来了显著的经济效益与社会效益[4]。淮北矿务局相城煤矿和朱庄煤矿利用淮北发电厂的粉煤灰充填塌陷区,覆土30~50cm,种植了柳树、榆树等树种,既起到防风滞尘、调节气候等作用,又可以提供木材和林副产品[5]。
2.2 季节性积水稳定塌陷区 该类塌陷区的特点是在雨水较多的季节积水形成水塘,而在少雨或无雨的季节形成板结地,对农业生产极为不利,一般农田减产达40%~50%以上。此类塌陷区可在塌陷区中心部位挖深建池塘来蓄积雨水,在边坡地带采用修整土地的方法,改造成梯田或坡地(如图2、3所示),重建成保水保土、农果相间的陆地农田生态系统。例如:平顶山煤矿对低山区塌陷区采用了这种重建方法,平整土地后建成林果地47hm2,以种植果树为主,间种花生、黄豆等[5]。
2.3 常年浅积水稳定塌陷区 该类塌陷区下沉深度较大,一般在0.5~3m,积水深度0.5~2.5m。其治理方法主要是挖深填浅的治理措施,将积水区的泥土挖出来垫到塌陷浅部地区,积水区挖深成为鱼塘,用于发展水产养殖业,浅部垫高地区不再受到水的威胁,经过平整和疏导排灌系统后可以继续耕种[6]。例如:淮北沈庄煤矿就是采用该种模式,共计重建抬田1 466.67hm2,建成蔬菜基地333.33hm2,防护林266.67hm2,产粮97万kg,新建鱼塘411.33hm2,年产鱼500万kg,农业总产值和农民年收入分别达到6 000万元和910万元[5]。
2.4 常年深积水稳定塌陷区 该类塌陷区下沉深度最大,一般均在3m以上,最深达12~15m。治理主要是以鱼为主,鱼、禽结合,重建生态环境。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、建立水禽基地、建设水上游乐项目等。在国内治理成功的案例较多,如淮北市在大水面塌陷区推行网箱养鱼,兴建了烈山水上公园,发展旅游业,取得了成功。
2.5 不稳定塌陷区 该类塌陷区在进行治理时,由于有进一步塌陷的可能,所以应采取“少动土、多动手、轻投重修”对策,因势挖塘,垫地抬田,尽量不搞永久性的建筑。
3 煤矿塌陷区综合治理的效益
3.1 生态环境效益 采煤塌陷区土地生态系统遭到严重破坏,水土流失严重,导致耕地地力下降,极大地影响了当地农业生产和农民生活,农业生产效率低,成本高。
通过综合治理,按照宜农则农、宜林则林、宜渔则渔的原则,开展以区域性环境治理为中心,建立区域性生态保障体系,拦截径流泥沙,控制水土等自然资源的流失。建立用地和养地相结合的耕作制度,改良土壤结构,提高土壤结构和质量。大力发展林果等生态型农业,形成田、水、路植物防护网络,扩大区域生态保障系统,进一步完善区域生态环境。种草养畜,提高了植被的稳定性和生态防护功能,增强了对土地、气候生产潜能的利用。采煤塌陷区的土壤肥力得到了提高,大大改善了生态环境,有效地确保了矿区群众的安居乐业。
3.2 社会经济效益 矿区采煤塌陷区的综合治理有着深远的社会意义。一方面,它能使矿区社会安定,政府、企业、农民之间的关系和谐;土地是农民赖以生存的最重要的生产资料,塌陷区土地复垦使失去的土地回归,使单一的农业经营模式向多元化综合经营模式发展。塌陷区农民有了妥善的就业门路,经济上有了固定的收入。另一方面广大农民从塌陷区的治理中看到了优势和出路,改变了传统狭隘的价值观念,由过去“靠矿吃矿”转变为“靠矿为矿”,多方面找路子,想办法发展经济,提高收入。例如:安徽省阜阳市近年来着力打造生态旅游品牌,在原采煤塌陷地上建起了颍上县八里河、汤店镇和阜阳生态园3个国家4A级风景区,2005年全市共接待游客210万人次,实现了经济效益、社会效益和生态效益的统一。
4 结语
采煤塌陷区的治理是一项长期、复杂的工程,针对具体的情况采取不同的方法,多种方法相结合进行治理,尽量做到地尽其用,使矿区的生态环境得以改善,人民生活水平不断提高,矿区资源得以可持续利用。
参考文献
[1]何国清,扬伦,凌庚娣,等.矿山开采沉陷学[M].徐州:中国矿业大学出版社,1991.
[2]崔继宪.煤炭开采土地破坏及其复垦利用技术[J].煤炭环境保护,1997,11(1):35-40.
[3]陈健,张崇德.乌鲁木齐地区采煤塌陷特点、危害与治理研究[J].2004.10,82-84.
[4]毛汉英,方创琳.兖滕两淮地区采煤塌陷地的类型与综合开发模式[J].生态学报,1998,18(5):450-454.
[5]沈渭寿,曹学章,金燕.矿区生态破坏与生态重建[M].中国环境科学出版社,2004,34-39.
[6]孙艳青,刘厚风.兴隆庄煤矿塌陷区生态修复措施探讨[J].山东科学,2002.12,61-65. (责编:吴祚云)