針對煤礦塌陷區(qū)分析其充填開采土地保護(hù)及治理

楊化偉

【摘要】煤礦塌陷區(qū)的出現(xiàn)給煤礦開采工作及其土地治理工作帶來了較大的負(fù)面影響，充填開采能夠進(jìn)一步降低地表塌陷的發(fā)生率，還能進(jìn)一步提升資源的有效利用率，且能夠有效處理好開采廢棄物。充填開采對煤礦巖層的破壞和影響都較小，我們應(yīng)該結(jié)合塌陷區(qū)域周圍的自然環(huán)境及氣候情況制定合理的充填方法，積極治理被破壞的土地。下面該問主要論述了煤礦充填開采土地保護(hù)及治理方法，希望能夠及時解決煤礦塌陷區(qū)的土地治理問題。

【關(guān)鍵詞】塌陷區(qū) 充填開采 治理

科學(xué)合理的煤礦充填開采能夠有效降低地表的塌陷發(fā)生率，還能提升煤礦資源的有效利用率，并把煤礦巖層受到的破壞降到最低。充填開采具有較為顯著的優(yōu)勢，具有較強(qiáng)的回收率，且對煤礦巖層的破壞較小，這是其他方法所不具備的優(yōu)勢。礦區(qū)塌陷區(qū)要根據(jù)所在地的自然、氣候條件，按照土地適宜性評價的結(jié)果，宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林，科學(xué)合理安排各類用地，使遭破壞的土地發(fā)揮出最大效益。變‘廢棄”為可利用，實現(xiàn)永久利用。把開采工藝設(shè)計與復(fù)墾設(shè)計統(tǒng)一起來綜合運(yùn)用。

一、煤礦塌陷區(qū)域的充填開采土地技術(shù)

（一）煤礦不合理開采導(dǎo)致的土地地面下沉

煤礦開采過程中，地下煤礦資源被開采使用后，容易造成煤礦巖層的失衡，如果在超重環(huán)境下，或者巖層出現(xiàn)破壞的情況下，就會造成土地地面下沉問題。采用長壁垮落采煤法，上覆巖層移動穩(wěn)定后，一般可形成開采影響帶，即垮落帶、裂隙帶及彎曲帶。

（二）煤礦塌陷區(qū)域的水砂充填技術(shù)

針對煤礦塌陷區(qū)的土地保護(hù)及治理，我們可以采用水砂充填技術(shù)，這種技術(shù)能夠有效降低地表土地的下沉問題發(fā)生率，還能進(jìn)一步提升井下采礦環(huán)境的通風(fēng)水平，煤礦采空區(qū)水砂充填采煤法在我國礦區(qū)發(fā)展過程中最受重視并廣泛的技術(shù)。充填材料主要有河沙、煤矸石等。在砂充填實踐中也發(fā)現(xiàn)水砂充填技術(shù)也存在以下缺點(diǎn)：即最初基建費(fèi)用大、時間長;水量消耗大，而且礦井下充填脫水工藝復(fù)雜，用過的水澄清和外排的費(fèi)用高;工作面環(huán)境差，充填工藝環(huán)節(jié)多，管理難度大，采煤效率較低，最嚴(yán)重的不足是成本較高，用水砂充填采謀與同期采用垮落法采煤噸煤成本相比較，高出40%～100%。從地面充填設(shè)施到井下充填工作面，以及采煤、通風(fēng)等生產(chǎn)系統(tǒng)都具體呈現(xiàn)。

（三）煤礦塌陷區(qū)的機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)

伴隨著我國開采技術(shù)水平的不斷提升，固體廢棄物置換充填開采技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這種技術(shù)的出現(xiàn)及使用能夠有效提升廢棄物的利用率，并進(jìn)一步提出了相關(guān)的機(jī)械化固體充填技術(shù)。機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)，一般可以分為兩大系統(tǒng)，一是正常的煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)，二是固體物料運(yùn)輸系統(tǒng)及充填系統(tǒng)。這套固體物料運(yùn)輸及充填系統(tǒng)又由三個系統(tǒng)組成，包括固體物料地面運(yùn)輸系統(tǒng)、固體物料垂直連續(xù)運(yùn)送系統(tǒng)和固體物料垂直投送系統(tǒng)。充填物料通過矸石井直接投送到井底矸石倉，并從矸石大巷經(jīng)軌道大巷等運(yùn)至充填工作面，在工作面，通過固體充填材料多空孔卸式輸送機(jī)、固體充填與采煤一體化液壓支架充填到采空區(qū)。這種項技術(shù)在我國一些礦區(qū)成功投產(chǎn)使用，是國內(nèi)目前固體充填技術(shù)的主要做法。當(dāng)然，該技術(shù)也存在著一些必須改進(jìn)的缺點(diǎn)，生產(chǎn)與充填需要提高充填生產(chǎn)能力;充填材料供需均衡問題突出，尋找廉價的、合適的充填材料滿足回填空間的要求，這是充填開采方法成功應(yīng)用的關(guān)鍵;充填成本與采礦效益均衡問題突出，充填開采最大限度地采出了煤炭資源，保證安全生產(chǎn)，而充填開采設(shè)備、工序等也增加了煤礦開采生產(chǎn)的成本等。雖然我國煤礦充填開采技術(shù)取得了較大的發(fā)展，但也必須看到其不足之處。如研發(fā)新型的充填材料，減少固體污染，降低充填成本;研發(fā)氣用新型的充填裝備。

二、針對采煤塌陷的土地復(fù)墾治理技術(shù)

（一）疏干法

這種方法主要是運(yùn)用到地表下沉不嚴(yán)重且礦層較薄弱的地區(qū)，操作較為簡單且效果較好，但需對配套的水利設(shè)施進(jìn)行長期有效的管理，以發(fā)揮防洪防澇，保證塌陷地的持續(xù)利用。

（二）就地平整法

此種方法主要運(yùn)用到?jīng)]有積水及地表下沉較嚴(yán)重的地區(qū)，主要是這類地區(qū)的地質(zhì)條件不太好，不利于耕種，應(yīng)運(yùn)用就地平整法進(jìn)行挖補(bǔ)平整，保證整個沉陷區(qū)海拔標(biāo)高基本一致，土地標(biāo)高應(yīng)高于洪水位標(biāo)高，以利于耕種和植物生長。

（三）挖深墊淺法

主要是運(yùn)用挖掘機(jī)把塌陷較為嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)一步挖深，能夠用來建造池塘，挖出來的土用來充填塌陷較淺的地區(qū)，實現(xiàn)正常耕種，水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)種植并舉。主要用于塌陷較深、有積水的高、中淺水位地區(qū)，同時要保證挖出的土方量要大于或等于充填所需土方量，且水質(zhì)適宜于水產(chǎn)養(yǎng)殖。此法操作簡單、適用面廣、經(jīng)濟(jì)效益高、生態(tài)效益顯著。

（四）充填復(fù)墾法

充分發(fā)揮廢矸石的作用進(jìn)行充填工作，不僅能夠處理好廢棄物，還能進(jìn)一步優(yōu)化環(huán)境，這種方法被廣泛運(yùn)用到礦區(qū)充填土地治理中，實踐證明這是較好的復(fù)墾方法，目前被一些礦區(qū)普遍采用的方法，效益最佳。但要防止二次污染出現(xiàn)。充填復(fù)墾法推廣應(yīng)用的前提是充填物經(jīng)濟(jì)易獲取，無污染。

（五）直接利用法

針對面積較廣的塌陷地區(qū)土地治理，我們應(yīng)該采用直接利用法進(jìn)行土地治理，特別是一些積水較為嚴(yán)重或者塌陷地區(qū)不夠穩(wěn)定、復(fù)墾無望的塌陷地區(qū)，要按塌陷地的具體情況因地制宜地直接利用，如網(wǎng)箱養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨、種植淺水藕或耐濕作物等。

（六）生態(tài)工程復(fù)墾

這種復(fù)墾治理技術(shù)是一種新型的技術(shù)，主要原理就是生態(tài)系統(tǒng)中的不同物種與相關(guān)物質(zhì)的循環(huán)共生，結(jié)合系統(tǒng)工程對破壞土地所設(shè)計的多層次利用的工藝技術(shù)。促進(jìn)各生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置，獲得較好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。總之，煤炭礦區(qū)土地復(fù)墾是一項涉及面廣、綜合性強(qiáng)的系統(tǒng)工程，為了使復(fù)墾后達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及生態(tài)效益的統(tǒng)一，必須因地制宜，制定有效可行的復(fù)墾規(guī)劃。首先考慮綜合利用技術(shù)，把綜合利用與土地復(fù)墾綜合起來考慮。