淺談開(kāi)采沉陷區(qū)土地的治理

唐飛

摘 要：開(kāi)采沉陷是嚴(yán)重影響我國(guó)人民生活和生產(chǎn)建設(shè)的主要地質(zhì)災(zāi)害之一。隨著礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)規(guī)模和開(kāi)發(fā)強(qiáng)度增大，開(kāi)采沉陷問(wèn)題越發(fā)突出，已成為主要的礦山地質(zhì)災(zāi)害。開(kāi)采沉陷帶來(lái)的主要問(wèn)題就是破壞了大量的土地，不僅影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且還給煤炭生產(chǎn)帶來(lái)了很大困難。本文主要介紹沉陷區(qū)土地的治理方法，并列舉國(guó)內(nèi)一些成功的例子。

關(guān)鍵詞：開(kāi)采沉陷；造地復(fù)田；綜合治理；粉煤灰

0 引 言

隨著煤礦開(kāi)采范圍的不斷擴(kuò)大，塌陷破壞的土地日益增多。礦區(qū)土地大面積塌陷，不但嚴(yán)重破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，使農(nóng)田荒蕪，農(nóng)民少地或無(wú)地耕種，而且使煤礦征地越來(lái)越困難，嚴(yán)重影響煤炭生產(chǎn)任務(wù)的完成。

開(kāi)采沉陷造成的地表塌陷區(qū)，特別是常年積水的塌陷區(qū)內(nèi)，耕地可耕性的降低常常是永久性的。也就是說(shuō)，如果不采取適當(dāng)?shù)恼未胧覀儗⒂肋h(yuǎn)失去這些可耕地。長(zhǎng)此以往， 將給子孫后代帶來(lái)不可估量的損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)由于采礦、建設(shè)所失去的可耕地總數(shù)已相當(dāng)于福建省全省可耕土地面積之總和。因此，受開(kāi)采破壞的土地的整治和恢復(fù)，是一項(xiàng)極其重要的、刻不容緩的工作。

世界各國(guó)都很重視煤礦塌陷區(qū)的土地復(fù)墾工作，并取得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)國(guó)務(wù)院、國(guó)家計(jì)委、國(guó)家建委都曾發(fā)布過(guò)有關(guān)土地復(fù)墾的規(guī)定。筆者查閱相關(guān)資料，總結(jié)了以下幾種行之有效的治理方法，并列舉了一些成功的例子。

1 地表塌陷區(qū)造地復(fù)田

1.1 利用煤矸石造地復(fù)田

地下開(kāi)采煤炭時(shí)產(chǎn)生大量的煤矸石運(yùn)到地表，堆成矸石山。應(yīng)用煤矸石作為塌陷區(qū)造地復(fù)田的充填材料，既可使破壞了的土地得到恢復(fù)，又可減少矸石山占地，消除矸石山對(duì)環(huán)境的污染。

煤矸石復(fù)田可分成三種情況：新排矸石復(fù)田、推平老矸石山復(fù)田和預(yù)排矸復(fù)田。

新排矸石復(fù)田，是應(yīng)用排矸復(fù)田系統(tǒng)，將礦井新產(chǎn)生的煤矸石直接排入塌陷坑，推平復(fù)土造田；推平老矸石山復(fù)田，是應(yīng)用矸石堆積存的矸石做復(fù)田的充填料，并推平老矸石山， 在其上復(fù)土綠化或處理矸石山作為他用；預(yù)排矸復(fù)田，是在建井過(guò)程和生產(chǎn)初期，在采區(qū)上方地表預(yù)計(jì)要發(fā)生下沉的地區(qū)，將表土取出堆放在四周，按預(yù)計(jì)的下沉等值線圖，預(yù)先排放矸石，待到下沉停止、矸石充填到預(yù)期水平后，再將堆放在四周的表土推在矸石層上復(fù)土成田。在將恢復(fù)的土地作為建筑場(chǎng)地時(shí)，對(duì)充填料要很好夯實(shí)。如煤矸石中含有有害元素時(shí)，應(yīng)在矸石和復(fù)土間鋪設(shè)一定厚度的（如O.4m）隔離層，再在其上鋪設(shè)足夠厚度的復(fù)土（一般O.5～O.8m）才可進(jìn)行種植。在復(fù)田后，如地下水流流經(jīng)下部矸石層時(shí)，可能使地下水受污染，此時(shí)需在矸石層與塌陷區(qū)地表間鋪設(shè)隔水層。

沉陷區(qū)土地復(fù)墾標(biāo)高應(yīng)根據(jù)復(fù)墾用途、地下水位標(biāo)高、洪水位標(biāo)高來(lái)確定。一般而言， 建筑用地復(fù)墾的標(biāo)高應(yīng)高于本區(qū)洪水位標(biāo)高或恢復(fù)原有的地面標(biāo)高。農(nóng)業(yè)種植和養(yǎng)殖復(fù)墾區(qū)，考慮到地下水開(kāi)采后，地表及潛水位都將相對(duì)下降，為了有利于農(nóng)田保墑、保水、保肥及農(nóng)作物的生長(zhǎng)，農(nóng)林復(fù)墾標(biāo)高常低于原地標(biāo)高，根據(jù)復(fù)墾區(qū)的潛水位標(biāo)高確定。復(fù)墾后地表高于潛水位的標(biāo)高值，應(yīng)根據(jù)本區(qū)農(nóng)作物的耐漬深度確定。

由于充填矸石的風(fēng)化、崩解、水解等作用下產(chǎn)生固結(jié)沉降，因而充填矸石的標(biāo)高應(yīng)考慮矸石的沉陷。英國(guó)萊斯特郡的觀測(cè)表明，未進(jìn)行專(zhuān)門(mén)壓實(shí)的矸石回填后的壓縮量可達(dá)7%。一般矸石充填標(biāo)高H采用下式計(jì)算：

H=HO+△h

式中H0——設(shè)計(jì)充填沉降后的標(biāo)高，m：

△h——充填后的沉降量，m；由下式確定：

△h=（Y/Y0—1）h

△h=（E1（E2+1）-1）h

式中 Y ——矸石壓實(shí)后實(shí)際達(dá)到的密度：

YO——壓實(shí)前矸石密度：

我國(guó)許多大型煤炭生產(chǎn)基地附近都有電廠，利用電廠的廢渣粉煤灰造地復(fù)田，在技術(shù)上是可行的，在經(jīng)濟(jì)上也是合理的。

利用粉煤灰對(duì)塌陷區(qū)造地復(fù)田的方法如下：

（1）在計(jì)劃復(fù)田的塌陷區(qū)內(nèi)修筑貯灰場(chǎng)。用推土機(jī)、鏟運(yùn)車(chē)或汽車(chē)，按設(shè)計(jì)用量取出塌陷區(qū)的耕植土，運(yùn)到塌陷區(qū)周?chē)?，壓?shí)筑坎形成貯灰場(chǎng)。在塌陷區(qū)積水時(shí)，可用挖塘機(jī)和挖泥船取土，存在塌陷區(qū)周?chē)糇鲝?fù)土?xí)r使用。

（2）水力輸灰。從電廠到復(fù)田的塌陷區(qū)之間鋪設(shè)雙排管道，把粉煤灰用水混合成灰水，用電廠原有的泵類(lèi)（PH泵、油隔離泵等）把灰水排放到貯灰場(chǎng)。

（3）沉淀和排水?；覉?chǎng)內(nèi)的灰水隨著充灰不斷積累沉淀，沉淀后的水由貯灰場(chǎng)的排水口流經(jīng)排水溝、泄入河流或江湖。由于這種水的水質(zhì)較好（PH值小于9）不影響民用和工業(yè)使用。

（4）復(fù)土造田。貯灰場(chǎng)沉淀的粉煤灰達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)停止充灰，將水排凈，即可復(fù)土，復(fù)土厚度一般為lO～50cm。

我國(guó)在很多電廠附近都進(jìn)行過(guò)造地復(fù)田，造成的田土用來(lái)種植水稻、小麥、玉米、花生、棉花、西瓜、蔬菜、果樹(shù)等，產(chǎn)量一般較高，作物的有毒物質(zhì)含量很低，符合衛(wèi)生要求。

1.2 利用湖泥、河泥造地復(fù)田

在一些靠近湖、河的煤礦中，可以利用湖泥、河泥充填塌陷區(qū)造地復(fù)田。其方法是：先將礦井矸石排入塌陷區(qū)填底，湖泥堆在矸石上，待泥干后用推土機(jī)推平，然后改良土壤，完善排灌系統(tǒng)，綠化和再種植，最后還田。

2 塌陷區(qū)的綜合治理

一般說(shuō)來(lái)，平原區(qū)的塌陷范圍很大，有的還有相當(dāng)多積水。造復(fù)田是有許多優(yōu)點(diǎn)，但要花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)，還要有足夠的充填材料。所以，一般說(shuō)來(lái)，造地復(fù)田的塌陷區(qū)只能是全部塌陷區(qū)的一部分。為了更好地全面地整治塌陷區(qū)，應(yīng)進(jìn)行塌陷區(qū)的綜合治理，即要因地制宜、全面規(guī)劃、統(tǒng)一安排，使造地復(fù)田、復(fù)原、重建工作同時(shí)進(jìn)行，發(fā)展多種經(jīng)營(yíng)，妥善安排被煤礦占用了土地的農(nóng)民的生活，以取得更好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

綜合治理塌陷區(qū)的方法主要有：

（1）造地復(fù)田：其治理方向及主要技術(shù)要求見(jiàn)表4。

（2）塌陷區(qū)疏干：在塌陷后地表大部分高于附近的河、湖水面的地區(qū)，可以采用疏干塌陷區(qū)的方法。具體做法是，開(kāi)挖大量排水渠，把塌陷區(qū)積水排入河、湖或水庫(kù)；在低洼地 挖深墊淺建設(shè)水庫(kù)；澇季存水、旱季灌溉；在因河床的坡降變化而使河水不能暢流時(shí)，在河流的適當(dāng)?shù)囟卧O(shè)置揚(yáng)水站，以便雨季時(shí)把河水泵入下游排走。疏干塌陷區(qū)不但可使大部分農(nóng)田恢復(fù)為可耕地，而且可使村莊和其他建筑周?chē)辉俜e水，避免了不必要的遷移，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。圖1給出了這種方法的一個(gè)例子。在條件合適時(shí)，這種方法可創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

（3）平整土地和修建梯田：該方法主要用于不沉積水沉陷區(qū)、積水沉陷區(qū)的邊坡地帶、井工礦矸石山、露天礦剝離堆放場(chǎng)。按照我國(guó)對(duì)地形特征的劃分標(biāo)準(zhǔn)，地表坡度小于2°時(shí)為平原，大于6°為山地，2°～6°。為丘陵，25°以上為高山。采礦形成的沉陷區(qū)附加坡度一般較小，沉陷后的地表坡度在2°以內(nèi)時(shí)可進(jìn)行土地平整耕作。沉陷后坡度在2°～°6之間時(shí)，可沿地表等高線修整成梯田，并略向內(nèi)傾以攔水保墑，土地利用可農(nóng)林（果）相間，耕作時(shí)采用等高耕作，以利于水土保持。我國(guó)山西、河南、山東等地一些礦區(qū)采用該法復(fù)墾沉陷地。

（4）挖深墊淺：挖深墊淺是運(yùn)用人工或機(jī)械方法，將局部積水或季節(jié)性積水沉陷區(qū)下沉較大區(qū)域挖深，以適合養(yǎng)魚(yú)、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填開(kāi)采沉陷較小的地區(qū)，使其成為可種植的耕地。這種方法既復(fù)墾了沉陷土地，又改變了農(nóng)業(yè)結(jié)成為可種植的耕地。這種方法既復(fù)墾了沉陷土地，又改變了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，變單純種植農(nóng)業(yè)為種植、養(yǎng)殖相結(jié)合的農(nóng)業(yè)。這種復(fù)墾方法成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、投資少，是我國(guó)目前普遍采用的一種復(fù)墾方法見(jiàn)（圖2）。

（5）發(fā)展水產(chǎn)和養(yǎng)殖業(yè)：對(duì)面積廣、深度大、積水多的塌陷坑，不必過(guò)分強(qiáng)調(diào)復(fù)墾，可因地制宜進(jìn)行整治、發(fā)展水產(chǎn)、養(yǎng)殖業(yè)和調(diào)節(jié)工農(nóng)業(yè)用水，以提高經(jīng)濟(jì)效益。

（6）可以和城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生綜合考慮：在今天的城鎮(zhèn)，每天都要產(chǎn)生大量的生活垃圾、工業(yè)垃圾、建筑垃圾等。這對(duì)于環(huán)境衛(wèi)生管理造成巨大的壓力，不但花費(fèi)大量的金錢(qián)，而且占據(jù)大面積的土地。所以在有條件的地方，可以在預(yù)計(jì)要發(fā)生沉陷的地方，規(guī)劃出一塊土地來(lái)，先將表土開(kāi)挖，堆放在周?chē)?，待發(fā)生沉陷后，可將經(jīng)過(guò)再生處理后，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的垃圾和矸石一起回填堆放，達(dá)到一定的高度后，再將堆放在四周的表土覆蓋在上面復(fù)土成田。

此外，許多老礦區(qū)已發(fā)展成為工業(yè)城鎮(zhèn)。他們對(duì)不能復(fù)田的塌陷區(qū)，加以修整，并進(jìn)行綠化和美化，成為礦工們休息和娛樂(lè)的場(chǎng)所；有的還建立了福利和生活、生產(chǎn)設(shè)施，都取得了很好的效果。

3 總 結(jié)

治理開(kāi)采沉陷區(qū)土地的方法有很多。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該因地制宜，結(jié)合本地的實(shí)際情況，采取不同的治理方法。這樣才能很好的解決由開(kāi)采引起的土地問(wèn)題，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

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