淺析煤礦開采對土地資源的影響

強丁丁，鄧明國，徐世光

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，昆明　650093；2.云南地礦勘查工程總公司，昆明　650051)

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淺析煤礦開采對土地資源的影響

強丁丁1，鄧明國1，徐世光2

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，昆明650093；2.云南地礦勘查工程總公司，昆明650051)

以山西省霍州市師莊鄉(xiāng)李雅莊煤礦為例，對煤礦開采可能引發(fā)的土地塌陷問題進行了分析，用概率積分法進行了預測并提出了治理建議，對同類礦山土地資源的保護與恢復治理有部分借鑒意義[1]。

煤礦；地面塌陷；土地復墾；預測

礦產(chǎn)資源是社會經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，但采礦活動誘發(fā)了大量的地質(zhì)災害，損毀了土地資源，破壞了地質(zhì)環(huán)境，影響了社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。 因此，開展礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復治理研究有利于生態(tài)文明建設(shè)[2]。本文以山西省霍州市師莊鄉(xiāng)李雅莊煤礦為例，對礦山土地資源保護與恢復治理進行分析。

1　礦山概況及環(huán)境背景

1.1礦山概況

師莊鄉(xiāng)李雅莊煤礦位于山西省南部臨汾盆地的北緣，井田南距霍州市10 km，行政區(qū)劃隸屬霍州市師莊鄉(xiāng)管轄，系霍州礦區(qū)北端的一個井田，西與什林煤礦和王莊煤礦相鄰。其地理坐標為東經(jīng)：111°43′03″～111°48′15″，北緯：36°37′48″～36°41′08″。

由于該礦煤層埋藏較深(300 m以上)，目前井田內(nèi)沒有小煤窯開采。但在礦井西南部有什林煤礦的采空區(qū)，據(jù)調(diào)查，由于什林煤礦中北部一帶小窯眾多，開采范圍較小，主要開采淺部煤層，且多為充水性小窯，目前井口均被水泥砂漿封閉。因此，在回采靠近西部井田邊界時，發(fā)生采空區(qū)透水的可能性存在。

項目區(qū)內(nèi)有耕地1 423.93 hm2，占項目區(qū)土地總面積的46.75%。本礦井開采對土地的損毀類型為塌陷、壓占和挖損，共損毀土地面積為3 370.15 hm2。項目區(qū)現(xiàn)狀下對土地的損毀方式主要為地面塌陷，塌陷情況見圖1、圖2.

礦山開采產(chǎn)生的廢石、棄土量較少，礦山在礦區(qū)南部設(shè)置有排土場。礦區(qū)土地利用類型主要有耕地、園地、林地、草地、交通運輸用地、城鎮(zhèn)村及工礦用地、水域及水利設(shè)施用地、城鎮(zhèn)村及獨立工礦用地及其他土地等。目前，礦山公路、水、電已接通礦區(qū)，礦山的基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，外部條件良好。

圖1　地面塌陷T1

圖2　地面塌陷T2

1.2礦山的地質(zhì)環(huán)境背景

(1) 自然地理

霍州市四季分明，晝夜溫差較大，蒸發(fā)量大于降水量，屬大陸性氣候。年平均氣溫為12.2℃，年平均降水量為454.0 mm，年平均風速為1.9 m/s，項目區(qū)所處地區(qū)土壤主要為黃土質(zhì)褐土和山地褐土。項目區(qū)屬于溫帶落葉灌叢植被類型區(qū)，植物包括毛白楊、刺槐、梨樹、蘋果樹、杏樹、核桃以及桃樹等，該區(qū)林地零星分布于丘陵區(qū)、村莊以及農(nóng)田邊緣。

(2) 地形地貌

礦區(qū)的地貌形態(tài)為低山丘陵地形，總體地勢北高、南低。區(qū)內(nèi)一般海拔標高+700～+900 m，多屬黃土塬、梁地貌。區(qū)內(nèi)最高點為太岳山(標高+2 532 m)，最低點在汾河河谷南端(標高+460 m)。區(qū)內(nèi)山峰連綿，溝谷縱橫，地貌形態(tài)依次為中高山、中山、低山丘陵、河谷組成的地貌景觀。

(3) 地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造

李雅莊井田位于霍州煤炭國家規(guī)劃礦區(qū)的東部邊緣，出露最老地層為二疊上統(tǒng)上石盒子組的下部(P2s)分布于井田西南邊緣，向東、向北依次出露有上石盒子組上部和石千峰組地層。第三、四系不整合覆于上述地層之上。

2　礦山土地損毀分析與預測

2.1土地損毀分析

礦山建設(shè)與生產(chǎn)過程中對土地的損毀可分為直接損毀和間接損毀兩種。開采沉陷對土地的損毀是隨著采煤工作面的推進而逐漸發(fā)生的，在時間上是一個動態(tài)的過程，在空間上也有一定的影響范圍。當開采活動停止后，覆巖和地表的移動、變形、沉陷和損毀也將在一定時間逐漸終止于一定的范圍內(nèi)。李雅莊煤礦生產(chǎn)建設(shè)對土地的損毀方式主要為塌陷(圖3)。

2.2擬塌陷損毀土地預測

本次地表沉陷變形預測采用了概率積分法。地表形態(tài)變化預測參數(shù)見表1。

表1　地表形態(tài)變化預測參數(shù)

根據(jù)上述確定的各地表移動參數(shù)，結(jié)合礦井的開采設(shè)計，對該礦開采分采區(qū)及開采時間近5 a進行了預計。預計結(jié)果如下表2。

表2　近五年采區(qū)地表下沉程度及統(tǒng)計面積

3　土地復墾適宜性評價

對于原來是耕地的塌陷區(qū)，宜耕適宜性評價的主要限制性因素為塌陷深度、有機質(zhì)含量。塌陷深度是由于礦山開采造成的，對地表的影響比較大；本項目開采后預計塌陷深度較小，在一定的復墾措施實施后，耕地可以在原址繼續(xù)耕作；同時，即使遭到損毀，但相對于復墾責任范圍內(nèi)的其他地方，其有機質(zhì)含量較高，且灌溉有一定保障。因此，遵循優(yōu)先復墾為耕地的原則，將原來是耕地的區(qū)域仍復墾耕地。

圖3采煤損毀環(huán)節(jié)分析圖

限制宜林和宜草的等級主要是土壤質(zhì)地、有效土層厚度和土壤侵蝕等。但原來是林地和草地的地方，這些限制因素相對于其他地方對于發(fā)展林業(yè)和草業(yè)的限制程度要小。所以，原來是林地的塌陷區(qū)復墾為林地，草地復墾為草地。

4　結(jié)論

為規(guī)范土地復墾行為，提高土地復墾效益，對土地復墾提出以下幾點建議：

(1) 符合土地利用總體規(guī)劃及土地復墾規(guī)劃，在城市規(guī)劃內(nèi)，符合城市規(guī)劃。

(2) 依據(jù)技術(shù)經(jīng)濟合理的原則，兼顧自然條件與土地類型，選擇復墾土地的用途，因地制宜，綜合治理。

(3) 復墾后地形地貌與當?shù)刈匀画h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)。

(4) 保護土壤、水源和環(huán)境質(zhì)量，保護文化古跡，保護生態(tài)，防止水土流失，防止次生污染。

(5) 堅持經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益相統(tǒng)一的原則。

[1]劉超良，孫濤，魏增超，等.露天礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復治理[J].地質(zhì)災害與環(huán)境保護，2013,24(2)：34-36.

[2]田正偉，燕永鋒，陳正學.尖鋒山石灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復治理[J].地質(zhì)災害與環(huán)境保護，2016,27(2)：100-104.

[3]潘元慶,劉曉麗,谷志云,等.河南省煤炭基地土地復墾適宜性評價及利用模式研究[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2007，(11)：3-6.

[4]劉靜,李建學.土地復墾整理可行性研究中的土地適宜性評價[J].陜西農(nóng)業(yè)科學，2007,(1)：132-133.

[5]魏平.礦區(qū)土地復墾及保障措施探討[J].中國煤炭，2010,(7)：25-28.

[6]王歡,王平,謝立祥,等.土地復墾適宜性評價方法[J].中南林業(yè)科技大學學報，2010,(4)：154-158.

ANALYSIS ON THE INFLUENCE OF COAL MINING ON LAND RESOURCES

QIANG Ding-ding1, DENG Ming-guo1，XU Shi-guang2

(1.Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology，Kunming650093,China 2.Yunnan Geology and Mineral Exploration Engineering Corporation，Kunming650051，China)

TIn Zhuang Xiang Shanxi city of Huozhou province division Liyazhuang coal mine as an example, the problem of coal mining caused subsidence land were analyzed by probability integral method to forecast and suggestion, the protection of similar mines land resources and restoration of some significance.

Colliery；Ground subsidence；Land reclamation；prevention

1006-4362(2016)03-0062-03

2016-05-10改回日期：2016-06-18

國家自然科學基金項目(41363001)：滇西蘆子園鉛鋅礦床構(gòu)造-流體與成礦關(guān)系研究

TD167

A

強丁丁(1992-)，男，碩士研究生，主要研究方向為工程地質(zhì)。E-mail:807365173@qq.com