以五陽煤礦為例談采煤沉陷區(qū)生態(tài)恢復治理

張 潔

(山西省第一水文地質工程地質隊，山西 太原 030024)

1 概述

采煤沉陷區(qū)綜合治理是新時代推動高質量發(fā)展的重要任務，事關人民群眾切身利益，事關生態(tài)文明建設全局。近年來山西省舉全省之力推進采煤沉陷區(qū)綜合治理，緊緊把握宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜田則田、宜塘則塘、宜游則游、宜建則建的原則，把一個個采煤沉陷區(qū)再造成為“生態(tài)園”“米糧川”，為全國采煤沉陷區(qū)地質環(huán)境治理提供了范本。文章以山西省采煤沉陷區(qū)綜合治理五陽煤礦礦山地質環(huán)境治理項目為例，通過介紹該采煤沉陷區(qū)存在的地質環(huán)境問題和相對應所采取的治理措施以及所取得的效益分析，向大家展示了治理后所形成的集“山水林田湖草”為一體的生態(tài)環(huán)境之美。

2 項目概況

山西自古以來就是煤炭資源大省，采煤沉陷區(qū)面積大，受災人口多，成為全國采煤塌陷區(qū)治理試點省份。五陽煤礦礦山地質環(huán)境治理項目為山西省國土資源廳采煤沉陷區(qū)59個重要煤礦礦山地質環(huán)境治理項目之一。其治理項目包括河道修復治理、水庫庫岸修復、耕地恢復、道路修復以及地貌景觀植被恢復等，是山西難得一見的，真正能夠把山、水、林、田、湖、草各個方面都統(tǒng)一結合起來的綜合治理、生態(tài)恢復的典型項目。為實施山、水、林、田、湖、草全方位生態(tài)環(huán)境修復治理積累了寶貴經(jīng)驗，體現(xiàn)了“對山水林田湖進行統(tǒng)一保護、統(tǒng)一修復是十分必要的”這一論述。

3 采煤沉陷區(qū)地質環(huán)境問題

根據(jù)資料收集及現(xiàn)場踏勘，治理區(qū)地質環(huán)境問題主要為地面塌陷和地裂縫造成的地形地貌景觀破壞、土地資源破壞、濁漳河河岸部分區(qū)域河道破壞以及部分道路損毀和破壞。

治理區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)5處地面塌陷、5條地裂縫，均為開采石炭系山西組3號煤層導致，此區(qū)域內(nèi)現(xiàn)煤礦已經(jīng)停采，地表基本穩(wěn)定。治理區(qū)塌陷坑總面積1.013 km2，受采空區(qū)影響，濁漳河西源河道岸坡一級階地塌陷，造成岸坡上耕地高程普遍下降，河道翻水至原一級階地，岸坡上耕地、林地被淹沒，損毀河道岸坡2.95 km，損毀旱地43.19 hm2，損毀林地0.51 hm2；治理區(qū)內(nèi)多條道路受地面塌陷和地裂縫影響，致使路面開裂、裂縫兩側形成錯落坎，部分道路被水淹沒，土質路基軟化，影響車輛通行，損毀道路14.19 km。塌陷盆地形態(tài)為不規(guī)則狀，直徑在31 m～772 m不等，塌陷深度2.0 m～4.0 m，部分塌陷坑有積水，其分布位置見圖1。

4 采煤沉陷區(qū)治理內(nèi)容及主要措施

治理內(nèi)容包括：采空塌陷損毀河道及水庫堤防治理，塌陷區(qū)耕地恢復治理，塌陷損毀道路治理，地形地貌景觀恢復。

4.1 采空塌陷損毀河道及損毀水庫堤防治理

本項目對河道及水庫堤防的治理采用了生態(tài)治河的新技術、新方法——格賓石籠階梯式護基結合植物措施的治理方法。此項治理措施與傳統(tǒng)的漿砌石或混凝土支擋結構不同，其優(yōu)點在于：減少河道占地；美化環(huán)境，減少對原自然生態(tài)環(huán)境的改變；為柔性結構，能適應各種土層性質并與之有較好的結合，能很好的適應地基變形，利于后續(xù)工程的運行；施工簡便，工程造價相對較低?？梢蕴娲鷤鹘y(tǒng)的防護結構，成為水利工程首選的結構形式。

河道堤防治理采用格賓籠重力式+斜坡防護結構型式，重力式籠網(wǎng)采用退臺式結構，見圖2。墻體總高5.0 m，基礎寬度為3.0 m，地面以上直墻段墻高3.5 m，采用格網(wǎng)石籠砌筑，層高0.5 m，寬度3.0 m～1.0 m，依次遞減；斜坡段高為1.0 m，坡度為1∶3，采用0.5 m厚的格賓石籠防護，其結構型式從下至上依次為：地基壓實、反濾土工布、200 mm厚碎石墊層、500 mm厚格賓石籠。彎道凹岸堤腳采用500 mm厚格網(wǎng)石籠護腳作為水平、柔性防沖設施，防護寬度5 m。岸墻基礎采用碾壓，處理深度不小于0.5 m。如遇淤泥時采用插填片石，插填深度0.5 m～1 m。治理后可以固定河道，防止河水對岸坡的沖刷。

付村水庫整體治理為水庫周邊設置一圈格賓石籠階梯式護基，護基長1.59 km，護基位于水庫邊緣，頂面標高868.60 m。設計水深2.0 m，格賓石籠采用1.5 m(長)×0.5 m(高)×1.0 m(寬)矩形網(wǎng)箱錯臺砌筑，面坡臺階0.75 m(寬)×0.5 m(高)，臺階上植草，襯砌高度3.5 m，埋深1.5。水庫邊坡治理后可防止水對庫岸浸泡產(chǎn)生的坍塌淤積，固定岸坡。護基以上至道路段設置植物防護帶，地面坡比為1∶4，擬種植紫穗槐，一方面美化環(huán)境，另一方面也起到固坡的作用。

4.2 塌陷區(qū)耕地恢復治理

塌陷坑ZL04，ZL05原為耕地，現(xiàn)內(nèi)有積水，治理應抽水結合回填場地。具體治理方案為：積水區(qū)通過抽水機排出塌陷坑內(nèi)積水，無積水的塌陷治理區(qū)對治理區(qū)表土進行剝離，剝離厚度0.3 m，剝離表土堆積于治理區(qū)兩側，另買土填充塌陷坑；回填塌陷坑后進行場地平整，再進行剝離的表土回覆、翻耕，最后進行土壤配肥，既平整了土地，又增加了耕地面積。

4.3 塌陷損毀道路治理

本次設計道路共計20條，全長11.428 km，原為土路，現(xiàn)改為瀝青混凝土道路，路寬因地制宜，基本按現(xiàn)有道路寬度進行修復，行車道兩側分別設置土路肩。在對原有道路進行修復時，對道路上凹陷、裂縫進行夯實回填，基本不對原道路縱坡進行調(diào)整。道路兩側設置排水溝，排水溝斷面為矩形，溝深為0.4 m，底寬、上口寬為0.4 m。

4.4 地形地貌景觀恢復

地面塌陷區(qū)部分區(qū)域土地破碎，植被減少、死亡，地形地貌景觀恢復主要工作分四部分：道路兩側設立植物修復帶，種植油松，間距3 m；水庫堤防與沿湖道路間緩坡地帶設立植物修復帶，擬種植紫穗槐，起到綠化及固坡的目的，每畝種植紫穗槐800株；付村水庫、釣魚島池塘空白區(qū)域種植早熟禾，草種撒播密度為20 g草籽/m2；池塘東部堆土區(qū)，采取補種原樹種槐樹進行恢復，最終達到橫豎種植間隔每3 m一株。

5 效益分析

本次礦山地質環(huán)境治理項目的實施，包括整治修建河道護堤3.64 km，修建水庫堤防1.59 km，修復道路11.042 km，恢復綠化景觀面積約6.39 hm2，恢復耕地54.02 hm2。治理項目充分體現(xiàn)了國家“以人為本”“和諧發(fā)展”的執(zhí)政理念，一方面，消除治理區(qū)內(nèi)地質災害隱患，有效改善項目區(qū)的生態(tài)地質環(huán)境和自然景觀視覺效果，提高項目區(qū)旅游業(yè)發(fā)展；另一方面，使因采煤塌陷造成破壞的耕地生產(chǎn)能力得到恢復，對保證國家糧食安全起到積極作用。項目區(qū)治理符合當前政府提倡的山水林田湖是一個生命共同體的系統(tǒng)思想，符合“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)理念，促進了當?shù)亟?jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展，有利于和諧社會的建設。其治理效果見圖3。

6 結語

本次采煤沉陷區(qū)治理項目包括河道堤防治理、水庫護基治理、損毀道路治理、耕地恢復以及地形地貌景觀恢復等，防治了地質災害、保護了生態(tài)環(huán)境，統(tǒng)籌了構建山水林田湖草一體化生態(tài)保護修復新格局，貫徹了國家綠色發(fā)展理念，最終達到了和諧、環(huán)境優(yōu)美的目的。其中，河道治理所采用的格賓石籠階梯式護基結合植物措施的治理思路，為新型生態(tài)治河方法，是工程與環(huán)境相結合的典范，是節(jié)能、低碳、環(huán)保的集安全性和景觀性為一體的新型支擋結構，可以為相似項目提供一定的參考。