淺析地表沉陷區(qū)生態(tài)復(fù)墾技術(shù)在鹿臺山煤礦應(yīng)用的研究

劉金環(huán)

摘 要：隨著煤礦開采的逐步進(jìn)行，地表沉陷區(qū)的面積逐步擴(kuò)大，深度逐步加大，對環(huán)境的影響也逐步加大，選擇合適的生態(tài)復(fù)墾技術(shù)不僅能恢復(fù)開采沉陷破壞的土地，而且更重要的是在減少經(jīng)濟(jì)支出的前提下對塌陷土地進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，使地表沉陷區(qū)恢復(fù)到更高的生態(tài)水平。

關(guān)鍵詞：地表沉陷區(qū)；復(fù)墾技術(shù)；應(yīng)用

1 鹿臺山煤礦簡介

鹿臺山煤礦位于山西省沁水縣張村鄉(xiāng)，兼并重組后為單獨(dú)保留礦井，井田面積4.7km?，批準(zhǔn)開采2～15號煤層，標(biāo)高范圍600～940m，生產(chǎn)規(guī)模60萬噸/年。在井田南部由于小窯和整合前煤礦早年開采2號煤層，現(xiàn)已形成了一定的采空區(qū)，采空區(qū)面積合計(jì)1.1862km?。

2 預(yù)計(jì)沉陷區(qū)情況

根據(jù)地表變形預(yù)測公式：

最大下沉值：Wmax = Mqcosα

最大水平移動值：Umax = b Wmax

式中：q—下沉系數(shù)；

M—煤系地層層厚度（m）；

α—煤層傾角，取6°；

b—水平移動系數(shù)。

根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》及鹿臺山井田所在區(qū)域地質(zhì)情況和采煤條件，井田內(nèi)2號煤層直接頂板為較硬巖，q取0.72，b取0.24，可計(jì)算出開采2號煤層最大下沉值Wmax為2.005m，最大水平移動值Umax為0.481m。

重復(fù)采動下沉系數(shù)取q復(fù)=（l+a）q初=0.864

（其中，重復(fù)采動下沉活化系數(shù)a分別為：一次重采0.20，二次重采0.10，三次重采0.05。）

水平移動系數(shù)取b初=b復(fù)= 0.24。

經(jīng)計(jì)算15號煤層最大下沉值Wmax為2.372m，最大水平移動值Umax為0.569m。

全井田開采后預(yù)計(jì)地表最大下沉值為4.377m。

由于礦井地形復(fù)雜，地表高差大，地表下沉往往呈現(xiàn)臺階式下挫或沉陷，會對區(qū)內(nèi)耕地、村莊造成較大破壞。

3 地表沉陷區(qū)生態(tài)復(fù)墾技術(shù)概念及分類

地表沉陷區(qū)生態(tài)復(fù)墾技術(shù)就是礦區(qū)開采破壞的土地、生物種群恢復(fù)到原有的狀態(tài)或達(dá)到可利用的地步。它包括礦區(qū)土地復(fù)墾、礦區(qū)生態(tài)復(fù)墾技術(shù)等。

地表沉陷區(qū)土地復(fù)墾技術(shù)按復(fù)墾的方法不同，可分為工程復(fù)墾技術(shù)和生物復(fù)墾技術(shù)。工程復(fù)墾技術(shù)是通過工程的方法恢復(fù)原有的土地性狀。生物復(fù)墾技術(shù)是通過養(yǎng)殖生物、種植植物的方法恢復(fù)土壤和生物生產(chǎn)能力，以達(dá)到提高土壤質(zhì)量的方法。

地表沉陷區(qū)工程復(fù)墾技術(shù)可分為充填復(fù)墾技術(shù)、平整和修建梯田復(fù)墾技術(shù)、疏排法復(fù)墾技術(shù)、挖深墊淺復(fù)墾技術(shù)和建筑復(fù)墾技術(shù)。

4 生態(tài)復(fù)墾技術(shù)的選擇與應(yīng)用

鹿臺山煤礦地處太行山南端，地貌劃屬為侵蝕山地，以中低山丘陵為主，區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，地形地勢北高南低，井田內(nèi)無常年性河流和大的地表水體，雨季降水沿溝谷自然排泄。

根據(jù)鹿臺山煤礦的實(shí)際情況，今后在地表塌陷相對較平緩的地帶采用充填復(fù)墾技術(shù)。充填物采用人工揀選法分離出來的矸石（按核定生產(chǎn)能力計(jì)算，每年約產(chǎn)出兩萬噸矸石），這樣既可使采礦破壞的土地得到恢復(fù)，又可減少矸石占地，消除矸石對環(huán)境的污染。矸石復(fù)墾的步驟：在已沉陷穩(wěn)定的區(qū)域，首先將沉陷區(qū)的表層熟土剝離，堆放在四周，然后充填矸石，待矸石充填到設(shè)計(jì)水平時，再將熟土覆蓋在矸石的上面，作為耕作層。對于含有有毒、有害物質(zhì)的矸石，在復(fù)墾時應(yīng)隔離處理，即在充填矸石的塌陷坑中預(yù)先鋪設(shè)黏土防水層，防止矸石中的有毒、有害物質(zhì)外流，污染地下水源和周圍的環(huán)境。在塌陷區(qū)未形成之前或尚未穩(wěn)定時，可將矸石直接排放到塌陷區(qū)進(jìn)行復(fù)墾。用于農(nóng)業(yè)的矸石復(fù)墾土地，充填的矸石應(yīng)下部密實(shí)，上部疏松，以便保墑、保肥，有利于植物生長。

在地表沉陷較大或地表原有坡度較大時，不可能將地表沉陷土地恢復(fù)成平地時，可通過平整修建成梯田。在修建梯田時應(yīng)略向內(nèi)傾以攔水保墑，土地利用可農(nóng)林（果）相間，耕作時采用等高耕作，以利于水土保持。

因鹿臺山煤礦潛水位較低且主要以山地丘陵為主，疏排法復(fù)墾技術(shù)、挖深墊淺復(fù)墾技術(shù)和建筑復(fù)墾技術(shù)均不適用。

為了更好地改善該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，加強(qiáng)生態(tài)防護(hù)工程建設(shè)，增加有效耕地面積，提高土地利用率，在工程復(fù)墾技術(shù)完成后，再使用生物復(fù)墾技術(shù)，通過酸堿中和法、綠肥法、微生物法、施肥法、客土法等方法改良土壤，以提高土壤的質(zhì)量，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

5 預(yù)期效果

社會效益：開采沉陷區(qū)土地復(fù)墾后有利于改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展多種經(jīng)營，降低生產(chǎn)成本和風(fēng)險(xiǎn)，從而增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)民生活條件；通過農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可提高勞動生產(chǎn)率，為項(xiàng)目區(qū)內(nèi)農(nóng)村剩余勞動力提供其他就業(yè)機(jī)會，有利于保持項(xiàng)目區(qū)的社會穩(wěn)定。

生態(tài)效益：開采沉陷區(qū)土地復(fù)墾使得生態(tài)環(huán)境明顯改善，減輕了農(nóng)田水土流失程度，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的效果，更加合理而有效利用了農(nóng)業(yè)自然資源。另外，通過土地復(fù)墾以及耕作制度改革，可以促使農(nóng)民精耕細(xì)作于改造后的土地，提高土地利用率，土地利用結(jié)構(gòu)日趨合理。

6 結(jié)語

采煤造成的地表塌陷是礦山主要的地質(zhì)災(zāi)害，不僅影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還給煤炭生產(chǎn)帶來很大的影響，因此對采煤沉陷區(qū)進(jìn)行土地復(fù)墾勢在必行。土地復(fù)墾的方法多種多樣，要根據(jù)礦井生產(chǎn)和發(fā)展的實(shí)際情況，因地制宜得對采煤塌陷土地進(jìn)行科學(xué)合理的土地整治規(guī)劃，提高土地整治的綜合利用效益，處理好土地整治與煤炭企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系，是關(guān)系到礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：山煤集團(tuán)鹿臺山煤業(yè)有限公司）