淺析地表沉陷區(qū)生態(tài)復墾技術在鹿臺山煤礦應用的研究

劉金環(huán)

摘 要：隨著煤礦開采的逐步進行，地表沉陷區(qū)的面積逐步擴大，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)復墾技術不僅能恢復開采沉陷破壞的土地，而且更重要的是在減少經濟支出的前提下對塌陷土地進行科學合理的規(guī)劃，使地表沉陷區(qū)恢復到更高的生態(tài)水平。

關鍵詞：地表沉陷區(qū)；復墾技術；應用

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)，兼并重組后為單獨保留礦井，井田面積4.7km?，批準開采2～15號煤層，標高范圍600～940m，生產規(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1.1862km?。

2 預計沉陷區(qū)情況

根據(jù)地表變形預測公式：

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與壓煤開采規(guī)程》及鹿臺山井田所在區(qū)域地質情況和采煤條件，井田內2號煤層直接頂板為較硬巖，q取0.72，b取0.24，可計算出開采2號煤層最大下沉值Wmax為2.005m，最大水平移動值Umax為0.481m。

重復采動下沉系數(shù)取q復=（l+a）q初=0.864

（其中，重復采動下沉活化系數(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= 0.24。

經計算15號煤層最大下沉值Wmax為2.372m，最大水平移動值Umax為0.569m。

全井田開采后預計地表最大下沉值為4.377m。

由于礦井地形復雜，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)內耕地、村莊造成較大破壞。

3 地表沉陷區(qū)生態(tài)復墾技術概念及分類

地表沉陷區(qū)生態(tài)復墾技術就是礦區(qū)開采破壞的土地、生物種群恢復到原有的狀態(tài)或達到可利用的地步。它包括礦區(qū)土地復墾、礦區(qū)生態(tài)復墾技術等。

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

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

4 生態(tài)復墾技術的選擇與應用

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)內溝谷發(fā)育，地形地勢北高南低，井田內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)鹿臺山煤礦的實際情況，今后在地表塌陷相對較平緩的地帶采用充填復墾技術。充填物采用人工揀選法分離出來的矸石（按核定生產能力計算，每年約產出兩萬噸矸石），這樣既可使采礦破壞的土地得到恢復，又可減少矸石占地，消除矸石對環(huán)境的污染。矸石復墾的步驟：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，待矸石充填到設計水平時，再將熟土覆蓋在矸石的上面，作為耕作層。對于含有有毒、有害物質的矸石，在復墾時應隔離處理，即在充填矸石的塌陷坑中預先鋪設黏土防水層，防止矸石中的有毒、有害物質外流，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)進行復墾。用于農業(yè)的矸石復墾土地，充填的矸石應下部密實，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成平地時，可通過平整修建成梯田。在修建梯田時應略向內傾以攔水保墑，土地利用可農林（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，疏排法復墾技術、挖深墊淺復墾技術和建筑復墾技術均不適用。

為了更好地改善該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和農業(yè)生產條件，加強生態(tài)防護工程建設，增加有效耕地面積，提高土地利用率，在工程復墾技術完成后，再使用生物復墾技術，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，以提高土壤的質量，從而獲得更大的經濟效益和環(huán)境效益。

5 預期效果

社會效益：開采沉陷區(qū)土地復墾后有利于改善農業(yè)生產結構，提高產量和改善農產品種植結構，發(fā)展多種經營，降低生產成本和風險，從而增加農民收入，改善農民生活條件；通過農業(yè)產業(yè)結構的調整，可提高勞動生產率，為項目區(qū)內農村剩余勞動力提供其他就業(yè)機會，有利于保持項目區(qū)的社會穩(wěn)定。

生態(tài)效益：開采沉陷區(qū)土地復墾使得生態(tài)環(huán)境明顯改善，減輕了農田水土流失程度，達到穩(wěn)產高產的效果，更加合理而有效利用了農業(yè)自然資源。另外，通過土地復墾以及耕作制度改革，可以促使農民精耕細作于改造后的土地，提高土地利用率，土地利用結構日趨合理。

6 結語

采煤造成的地表塌陷是礦山主要的地質災害，不僅影響農業(yè)生產，還給煤炭生產帶來很大的影響，因此對采煤沉陷區(qū)進行土地復墾勢在必行。土地復墾的方法多種多樣，要根據(jù)礦井生產和發(fā)展的實際情況，因地制宜得對采煤塌陷土地進行科學合理的土地整治規(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)生產的關系，是關系到礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

參考文獻

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（作者單位：山煤集團鹿臺山煤業(yè)有限公司）