采空區(qū)塌陷及沉陷區(qū)治理方式探析

高帥帥

(陜西小保當礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

隨著社會的快速發(fā)展，人們對一次能源的需求也隨之急劇增加，雖然煤炭在一次能源消耗中所占比例呈下降的趨勢，但是對煤炭的需求仍居高不下。煤炭的大量生產和運輸，給當地的大氣、地表水、植被以及生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞[1-3]。開采后的固體廢棄物、煤矸石長期堆放在地面上，在自然條件下煤中有害元素會發(fā)生不同程度的遷移琳溶[4-5]，給水體和土壤造成了嚴重的污染，并且在開采過后形成了大片的采空區(qū)。隨著時間的推移，采空區(qū)出現不同程度的沉降和塌陷，甚至頻繁出現塌陷式地震，使本就脆弱的生態(tài)更加雪上加霜，也成為制約當地經濟持續(xù)發(fā)展的重要因素。

與此同時，隨著時代的進步，“綠水青山就是金山銀山”和“發(fā)展絕不以犧牲環(huán)境為代價”的理念深入人心。采空區(qū)塌陷及環(huán)境惡化的問題也成為相關部門關注的焦點，預防采空區(qū)塌陷及塌陷區(qū)的治理成為亟待解決的問題。

1 采空區(qū)塌陷現狀及危害

1.1 采空區(qū)塌陷現狀

我國資源型城市共計262座而且呈現北多南少、西多東少的態(tài)勢。我國煤炭礦井主要以井工為主，原煤的95%以上都是由井工礦井生產，且大多采用長壁采煤法，全部垮落法處理頂板，并且開采規(guī)模和開采速度與日劇增，致使塌陷區(qū)的面積急劇增加。隨著社會經濟及科技的迅速發(fā)展，采掘設備的研發(fā)也得到了很好的發(fā)展，礦井的開采規(guī)模和開采速度急劇增快，致使沉陷區(qū)面積急劇增加，我國上規(guī)模的礦井有100多座，而采煤沉陷區(qū)超過4 000 km2的礦井達到70%。采煤沉陷區(qū)分布在20多個省市150多個縣區(qū)，其中在沉陷區(qū)生活的居民達到2 000多萬人，且沉陷區(qū)每年以210 km2的速度增長，每年由于煤炭開采形成的塌陷區(qū)占全國塌陷區(qū)10%，而復墾利用面積，僅為20%左右，對當地人民的生活和經濟的發(fā)展產生了很大影響。采空區(qū)塌陷總體呈現出面積大，速度快和復墾率低的特點。

1.2 沉陷區(qū)的危害

當采空區(qū)沉陷后就會對當地的地形地貌、氣候條件、地下含水層及水土流失產生較大的影響。發(fā)生沉陷后，地面會出現成群性、線性延伸、方向性強的裂縫，導致地表耕地被破壞，數畝良田荒廢大量農民失地待業(yè)，耕地面積大大減少[6]，當有較多槽形洼地時會聚集大量的積水，致使地表的水系也遭到破壞，進一步加劇水土流失和環(huán)境污染，建筑物也會遭受不同程度的破損，人們不得不搬離家園。與此同時，沉陷區(qū)也會給煤礦的安全生產帶來一定的隱患。例如，我國老礦區(qū)黃淮中部地區(qū)的地勢比較平坦，所以底下的潛水位較高，煤礦的沉陷區(qū)潛水位隨著地面的下沉而上升，大多地方潛水位與地面標高相同甚至接近地表，在雨季到來之時會有大面積的積水，尤其是淮北地區(qū)，常年積水的地區(qū)占塌陷地區(qū)的比例達3成以上；在晉陜蒙地區(qū)氣候干旱少雨，降水量少，植被覆蓋率較低，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，由于沉陷區(qū)的快速增加，對當地生態(tài)系統(tǒng)造成了毀滅性的破壞，進一步加劇土地荒漠化；在高原高寒的山區(qū)，當地的地貌景觀、植被隨著采空區(qū)的沉陷遭受嚴重的破壞，形成大量不穩(wěn)定的邊坡，對當地的生活和經濟發(fā)展產生較大的影響。

2 沉陷區(qū)的治理模式

沉陷區(qū)給當地的經濟及人們的生活水平造成了很大的影響，甚至成為制約當地發(fā)展的因素。本著因地制宜、綜合治理、順應自然、尊重自然的原則，對沉陷區(qū)采用土地復墾技術、土壤修復技術和景觀技術等模式進行治理，以期實現經濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏的局面。

2.1 土地復墾

采空區(qū)的沉陷導致地形地貌破壞、水土流失和耕地面積大大減少，恢復耕地面積、保持水土、恢復當地生態(tài)環(huán)境保護環(huán)境成為治理沉陷區(qū)的首要任務和內容。土地復墾分為工程復墾和生物復墾[7]，工程復墾遵循因地制宜的原則，采用深挖墊淺、充填復墾和依山就勢等技術。如在高原高寒地區(qū)采用引水代填，依山就勢的技術，依照“地質+生態(tài)”“自然恢復+工程治理”的方式進行治理。生物復墾技術采用關鍵層再造，用菌肥、微生物活化劑、增加有機質和腐殖質等增加土壤肥力，為植物的生長提供必需的營養(yǎng)物質，改善植物的生長周期。陜西神東、江西和黃河流域部分礦區(qū)用微生物進行治理對當地土壤有機質、腐殖質和植物生長周期都有很好的作用[8-12]。土地模式也在廣泛應用，既可以治理沉陷區(qū)同時又改善土質增加耕地面積等，為當地的可持續(xù)發(fā)展注入了源源不斷的活力。

2.2 發(fā)展接替續(xù)代產業(yè)

當今社會經濟的高速發(fā)展，使得人們對生活方式和生活質量追求也發(fā)生了翻天覆地的變化，更加注重于精神的追求。在治理沉陷區(qū)的同時因地制宜，開發(fā)第三產業(yè)，開發(fā)礦區(qū)旅游。例如，延安市在黃陵礦區(qū)附近建設紅色旅游區(qū)，淮南礦區(qū)建設了多個濕地生態(tài)公園和生態(tài)公園，以及徐州市在治理沉陷區(qū)的過程中，大力發(fā)展第三產業(yè)和接替產業(yè)，均促進了當地經濟平穩(wěn)快速的發(fā)展。

2.3 水資源再利用技術

水資源的治理及如何再利用也是治理沉陷區(qū)中舉足輕重的一環(huán)。在治理過程中對水質進行檢測，然后分類致用，農業(yè)灌溉、水產養(yǎng)殖、開發(fā)濕地公園以及引水代填。陜北神東、淮南等礦區(qū)在治理過程中，致力于打造生態(tài)公園、人工湖泊、濕地公園等，不但減少了沉陷區(qū)污水對環(huán)境的危害，同時使水資源循環(huán)再利用，大大緩解了當地的用水情況。生態(tài)公園和濕地公園的打造可以有效的調節(jié)當地氣候環(huán)境的同時，人們還可以利用閑暇之時有地可練、有地可玩，提高了人們的幸福指數。

3 沉陷區(qū)治理建議

3.1 礦企應主動落實相關政策

在全世界范圍內，綠色發(fā)展較好的國家，其礦山企業(yè)在主動履行義務，“誰開采，誰治理”中也做的較好。近年來，我國從國家到地方分別出臺了若干法律條例和規(guī)定，但是企業(yè)自主承擔治理的較少，所以有關單位應盡快完善法律體系，同時完善符合當地配套的土地政策，加強監(jiān)管機制的建設，使其有法可依、執(zhí)法必嚴。大多礦山企業(yè)認為綠色發(fā)展就是綠化工程，這大大偏離了綠色發(fā)展的理念。因此，礦山企業(yè)還應高度重視國家綠色發(fā)展的理念，從本質上建設綠色礦山，自主承擔礦區(qū)的生態(tài)修復和綠色礦山建設。

3.2 共建綠色礦山

礦山開發(fā)由地質勘探、礦山設計、礦山生產和閉礦4個階段構成。在當今科技迅速發(fā)展的時代，應在每個階段都考慮生態(tài)修復。在地質勘探過程中應對可能產生的生態(tài)影響進行預判，通過應用新技術來盡量減少生態(tài)損害，并且及時進行修復，將開采后的生態(tài)修復費用也納入開采成本，為后續(xù)一系列的開采設計提供法律科學依據；在礦山設計階段不僅要考慮煤炭開發(fā)利用的最佳方案，同時也應將生態(tài)修復方案納入礦山設計中，編制“邊采邊修，上下治理”的設計方案，明確開采范圍和保護范圍等；在礦山開采階段，邊開采邊修復的同時，應用新技術對開采過程產生的“三廢”(廢水、廢氣、廢渣)及地表沉陷等進行及時處理，并建立定期的修復計劃和驗收制度，監(jiān)測煤炭開采過程中對生態(tài)破壞和修復的動態(tài)變化，實現綠色和經濟效益的最大化；閉礦階段也是生態(tài)修復的收尾階段，應分析前期修復過程中存在的問題，編制可行性、全面性和精準性的修復方案，保證閉礦后的生態(tài)環(huán)境仍然可以與當地生態(tài)系統(tǒng)相適應、可持續(xù)發(fā)展。總之，各個階段均應在新理念新思想指引下，以科技創(chuàng)新的方式將礦山開采對生態(tài)環(huán)境的影響最小化。

3.3 合理布局

大量礦山企業(yè)的破壞性開采，造成了大量沉陷區(qū)，甚至頻繁出現塌陷地震，對當地生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞。所以，應合理布局，讓煤礦開采與生態(tài)環(huán)境這一對矛盾逐漸轉化為互惠互利的局面。面對這一問題，國家和當地政府也出臺了一系列的政策和法律法規(guī)，礦山企業(yè)在開采過程中應科學評估“煤炭開采+生態(tài)修復”后對當地生態(tài)環(huán)境的影響，針對不同的地域環(huán)境、地形地貌，分區(qū)、分地、分礦進行科學論證，形成“一地一策、一礦一策、一坑一策”，實現經濟與生態(tài)環(huán)境共同發(fā)展，甚至優(yōu)于過去。例如，山東四胡省級自然保護區(qū)內煤炭保護性開采其生態(tài)環(huán)境不但未遭受到破壞，反而更優(yōu)于開采前。

4 結語

建設和發(fā)展綠色礦山、智慧礦山符合生態(tài)文明的核心理念，也是未來煤炭行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。當今綠色礦山的建設主要表現在礦山復墾、綠化和開發(fā)再利用等方面，但是復墾率和利用率較低，與真正發(fā)展綠色礦山還是有一定的差距。綠色礦山是一項復雜的系統(tǒng)工程，其貫穿礦山勘探、礦山設計、礦山生產和閉礦全過程，在每個環(huán)節(jié)中都應當按照科學、低耗、高效和環(huán)保的理念開發(fā)利用，并且付諸于實踐中。通過法律法規(guī)的不斷完善，企業(yè)也應提高新時代的發(fā)展理念觀念意識，只要堅持走綠色發(fā)展的道路，我們終將會建設成真正的綠色智慧化礦山，實現礦山資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展。