安徽兩淮礦區(qū)采煤沉陷區(qū)綜合治理現(xiàn)狀與展望

安徽兩淮礦區(qū)采煤沉陷區(qū)綜合治理現(xiàn)狀與展望胡友彪;張治國;鄭永紅;陳結平【摘要】安徽兩淮礦區(qū)是全國重要的煤炭生產基地,大規(guī)模的煤炭資源開采不可避免的造成地表沉陷.通過對兩淮采煤沉陷區(qū)的現(xiàn)狀調查,客觀的分析了采煤沉陷引出來的一系列社會危害;介紹了兩淮礦區(qū)針對采煤沉陷區(qū)綜合治理的先進模式;并對兩淮礦區(qū)未來的沉陷區(qū)治理提出了幾點建議,對推動兩淮礦區(qū)采煤沉陷區(qū)的綜合治理和生態(tài)修復具有一定的指導意義.期刊名稱】《中國煤炭地質》年(卷),期】2018(030)011【總頁數(shù)】4頁(P5-8)【關鍵詞】兩淮礦區(qū);采煤沉陷區(qū);綜合治理模式;治理建議【作者】胡友彪;張治國;鄭永紅;陳結平【作者單位】安徽理工大學地球與環(huán)境學院,安徽淮南232001;安徽省礦山地質災害防治重點實驗室,安徽淮南232001;安徽理工大學地球與環(huán)境學院,安徽淮南232001;安徽省礦山地質災害防治重點實驗室,安徽淮南232001;安徽理工大學地球與環(huán)境學院,安徽淮南232001;安徽理工大學地球與環(huán)境學院,安徽淮南232001【正文語種】中文【中圖分類】TD820引言煤炭資源，我國重要的能源礦產資源之一［1］。煤炭資源的開采高速的推動了我國的經濟發(fā)展，為社會發(fā)展做出了重大貢獻，不僅改善了了人民的生活質量，也提高了我國的就業(yè)率；但同時煤炭開采也荒廢了大量的土地資源，損壞了綠色植被，尤其是煤炭開采后導致的采煤沉陷，嚴重威脅到國土安全以及人民群眾的生命財產安全［2］。安徽兩淮礦區(qū)是全國重要的煤炭生產基地，也是全國十三個大型煤電基地之一，范圍涉及安徽省淮北煤田的濉蕭、宿縣、臨渙、渦陽和淮南煤田的淮南定遠、潘謝、新集七個礦區(qū)。兩淮礦區(qū)已累計查明煤炭資源272.48億t，其中保有煤炭資源總量250.74億t［3］。但安徽兩淮礦區(qū)的煤炭資源經過多年大規(guī)模的開采，也伴隨著大面積采煤沉陷區(qū)的形成，其范圍內的生態(tài)環(huán)境遭到嚴重的破壞。因此，采煤沉陷區(qū)的綜合治理是近年來礦山工作者與相關科研人員的重要研究課題之一，依據沉陷區(qū)本土的自然條件和我國現(xiàn)有的資源條件，重新開發(fā)利用沉陷地，使采煤沉陷地在生態(tài)修復以后能達到較好的生態(tài)效益，有效解決采煤沉陷地可持續(xù)發(fā)展問題［4］。1兩淮礦區(qū)采煤沉陷區(qū)現(xiàn)狀1.1沉陷面積煤炭是淮南市最具優(yōu)勢的礦產資源，淮南煤炭遠景儲量444億t，探明儲量153億t，現(xiàn)有礦井總數(shù)為41個，其中大中型礦井18個，小型礦井23個。截止2012年底，淮南市沉陷面積約20454hm2，涉及27個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，占全市面積的7.9%，涉及居民31.1萬人，占全市總人口的12.8%。具體沉陷面積見表1。表1淮南市采煤沉陷區(qū)面積情況Table1AreaofcoalminingsubsidenceareainHuainanCity序號區(qū)縣沉陷面積/m21鳳臺縣7.093x1072潘集區(qū)6.466x1073毛集實驗區(qū)1.466x1074謝家集區(qū)1.881x1075八公山區(qū)2.2x1076大通區(qū)1.352x107合計2.0454x108淮北市轄區(qū)內共探明煤炭礦產地50處，累計探明儲量為80億t,境內有淮北礦業(yè)集團、皖北煤礦集團所轄煤礦以及地方煤礦礦井42對。據統(tǒng)計，淮北市因采煤已累計沉陷土地約34.9萬畝，耕性良好的耕地資源占80%以上，沉陷區(qū)范圍人口達到約31.5萬人，需搬遷村莊360余個。其中，2016年截止，引發(fā)沉陷最嚴重的5家煤礦企業(yè)情況，見表2。表2淮北市5大煤礦企業(yè)引發(fā)沉陷面積情況表Table2TableofsubsidenceareacausedbyfivemajorcoalminingenterprisesinHuaibeiCity序號煤礦企業(yè)沉陷面積/m21百善煤礦1.1720x1072劉橋一礦1.0467x1073海孜煤礦9.6667x1064恒源煤礦9.5333x1065臨渙煤礦8.8667x106合計5.0253x1071.2沉陷危害煤礦開采導致的采煤沉陷區(qū)經常發(fā)生地表沉陷以及地裂縫等問題，形成機理見圖1對土地、水資源、建筑物以及當?shù)丨h(huán)境造成巨大的破壞［5］。具體有以下幾點：圖1采空區(qū)沉陷形成機理示意圖Figure1Schematicdiagramofformationmechanismofgoafsubsidence土地資源被迫荒棄。煤礦開采往往會造成大面積地表沉陷和地表裂縫。平坦的土地變得高低不平，破壞了其原本的結構，不能進行正常的農林耕種；水濕地變成了缺水的旱地，對地表土地的破壞十分嚴重，無法再利用；生態(tài)環(huán)境和地下水資源遭受破壞。兩淮礦區(qū)采煤沉陷區(qū)改變了區(qū)域內的水文地質條件，使得礦區(qū)內污水橫流、雜草叢生，不僅破壞了原有的生態(tài)平衡，還導致沉陷區(qū)范圍內水資源均受到不同程度的污染。另外由于兩淮礦區(qū)煤炭埋藏淺、煤層厚等巖性條件，一旦發(fā)生采煤沉陷，就極易破壞該礦區(qū)的地下水層，使其地下水均衡系統(tǒng)受到破壞。地面構筑物損壞。采煤沉陷能導致地表土地的損壞，地面建筑物等基礎設施也不能避免，房屋開裂甚至倒塌；公路路面凹陷甚至斷裂；橋梁橋臺下沉；供電、通訊和給排水等管線路等基礎設施下沉、桿路移位。據調查，淮北市現(xiàn)有受損建筑物總建筑面積1313.2萬m2,其中：受損城鎮(zhèn)住宅(不含棚戶區(qū))6630戶，建筑面積80萬m2;受損農村住宅79084戶，建筑面積176萬m2；受損企業(yè)及學校、醫(yī)院、機關單位等公共設施358戶，建筑面積27.2萬m2；基礎設施也受到嚴重的損壞，其中：受損各類道路總里程730km；受損水電氣暖等市政及農村公共基礎管網總程度1937km；受損水電氣暖等市政及農村公共基礎設施282處。淮南市僅在2008~2012年間，采煤沉陷區(qū)涉及居民達4萬多戶，約16萬人。受損中小學和大小醫(yī)院達110所，受損橋梁1110座、道路約51.7km，受損供電線路長約710km、通訊線路長約294km。兩淮礦區(qū)沉陷區(qū)綜合治理現(xiàn)狀采煤沉陷區(qū)綜合治理概況自2008年以來，淮南市采煤沉陷區(qū)綜合治理累計完成投資99.7億元，其中村莊搬遷投資77.2億元，規(guī)劃建設村莊搬遷項目71個，建設安置房695萬m2,組織入住4.67萬戶、14.1萬人；生態(tài)修復投資22.5億元，治理沉陷區(qū)達24km2。淮北市采煤沉陷區(qū)綜合治理累計投入資金42.85億元,截止目前,已累計治理采煤沉陷區(qū)121.4km2，約占沉陷區(qū)總面積(232.67km2)的52%，新增耕地60km2,新增建設用地20km2，新增養(yǎng)殖水面20km2，搬遷壓煤村莊275個，成功解決了近20萬失地農民的生產生活問題。采煤沉陷區(qū)綜合治理模式采煤沉陷區(qū)的綜合治理不是一步能夠完成,其需要三個過程的聯(lián)合作用,來達到沉陷區(qū)綜合治理利用的目的［6］：第一步是土地的重新利用,通過挖深墊淺和固體廢物填充等方法將坑坑洼洼的塌陷區(qū)土地挖深造塘或者重新變得平整,達到能夠初步利用的目的；第二步是生態(tài)修復,通過生物改良技術改造已經初步治理的土地，使其恢復漁業(yè)養(yǎng)殖或者農林耕種能力，恢復沉陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境；接下來是產業(yè)治理，即在生態(tài)修復的基礎上，引進新能源產業(yè)以及發(fā)展兩淮礦區(qū)特色產業(yè)，提高沉陷區(qū)荒廢土地的利用率，緩解人地矛盾等采煤沉陷導致的社會問題。具體流程如圖2所示。圖2采煤沉陷區(qū)綜合治理流程圖Figure2Flowchartofcomprehensivetreatmentofcoalminingsubsidencearea兩淮礦區(qū)對采煤沉陷區(qū)的綜合治理做了大量的探索和實踐［7］，采取因地制宜原則，“宜農則農、宜漁則漁、宜建則建”。逐步形成了目前具有兩淮特色的五大采煤沉陷區(qū)綜合治理模式。水產養(yǎng)殖和水庫蓄水模式。采煤沉陷區(qū)內地表凹陷，會形成一個封閉型水域，水域積水深且水質良好，可發(fā)展養(yǎng)魚、鴨等水產養(yǎng)殖業(yè)。這種模式的開展不僅改善了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，還拓寬了當?shù)鼐用竦氖杖雭碓?，生態(tài)和經濟效益顯著。1987年開始治理的淮北市烈山區(qū)洪莊沉陷區(qū)由于積水深且面積廣，政府因地制宜，在淺層沉陷區(qū)發(fā)展養(yǎng)殖和果蔬種植，在深層沉陷區(qū)發(fā)展水產養(yǎng)殖，到目前已取得十分良好的效果?；茨系V區(qū)的一些沉陷區(qū)塌陷嚴重，地表積水較深，采用建設地表沉陷區(qū)水庫的治理方法不僅能使得荒棄的沉陷區(qū)域得到再次利用，還能進行蓄水調節(jié)，提升區(qū)域防洪、供水能力［8］。農林復墾模式。兩淮礦區(qū)大部分的采煤沉陷區(qū)域的地表部分是農民的耕地和農田，由于地表塌陷，耕地和農田荒廢不可利用，農民失去收入來源。因此其綜合治理首要考慮的是恢復耕地和農田的農業(yè)種植?，F(xiàn)有有效的土地復墾方法［9］有覆土法和固體廢物充填法［10］等，其中固體廢物充填法主要是利用采煤過程中伴隨的煤矸石進行回填，表面覆上一定厚度的可耕種土壤后進行農業(yè)種植，這樣既避免了煤矸石的堆棄，也可有效治理采煤沉陷。而在依靠目前修復技術無法正常復墾的地段發(fā)展林業(yè)種植，最大化的發(fā)揮農林復墾效用。任圩林場位于淮北市礦山公園中心地帶，林木茂密，風景秀麗。原為相城煤礦沉陷區(qū)，于1988年前后開始建設，任圩林場的綜合治理就是農林復墾模式成功的典型，在沉陷區(qū)充填粉煤灰和煤矸石，然后往上覆蓋一層可耕種土壤，然后植樹造林，不僅改善了沉陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境，而且為當?shù)厝〉昧肆己玫慕洕б妫F(xiàn)是農業(yè)部與淮北礦業(yè)集團合作的科研成果，已在全國推廣。城鎮(zhèn)建設模式。這種模式是將采煤伴隨的煤矸石用于沉陷區(qū)的治理，利用堆棄廢置的煤矸石作填料，直接填充沉陷區(qū)造地，以用作城市建設用地。如淮北市自2002年開始，充分利用煤矸石充填荒廢的成片沉陷區(qū)，用于工業(yè)項目的建設。生態(tài)建設模式。隨著時代的發(fā)展，人民在追求物質生活的同時，對生態(tài)環(huán)境保護問題越來越重視，兩淮礦區(qū)也已經采用許多生態(tài)建設技術應用到采煤沉陷區(qū)的綜合治理中，如景觀生態(tài)再造技術［11-12］，努力彌補沉陷區(qū)的危害，將兩淮礦區(qū)打造成具有山水特色的生態(tài)城市?；幢笔幸蜻^度的煤礦開采導致了大面積的土表沉陷，經過人為干預后，造就了如東湖、南湖等濕地景觀，成為當?shù)氐囊坏赖懒聋惖娘L景。安徽鳳臺縣把沉陷區(qū)的治理與生態(tài)修復結合起來進行綜合治理，形成林業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)為一體的濕地生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)了采煤沉陷區(qū)的經濟和社會效益的全面提高。新能源產業(yè)模式。隨著國家能源局鼓勵新能源產業(yè)建設，兩淮礦區(qū)開始推行采煤沉陷區(qū)光伏發(fā)電和農光互補等多種新能源綜合產業(yè)模式，對塌陷區(qū)進行治理開發(fā)。例如淮南礦區(qū)就采用農光互補模式，建設了300MW水面漂浮式光伏電站，治理了沉陷區(qū)的同時，也促進了淮南經濟的發(fā)展。兩淮礦區(qū)綜合治理面臨的問題社會不穩(wěn)定因素增大。首先，采煤導致的大面積耕地被迫拋棄，造成眾多農民失去了基本的收入來源；其次，沉陷區(qū)地表塌陷導致房屋倒塌而引起的人員安置等問題不斷增加［13］；還有失去土地的農民的失業(yè)問題使得兩淮礦區(qū)貧困人群數(shù)快速增長，已成為兩淮礦區(qū)經濟社會可持續(xù)發(fā)展的不穩(wěn)定因素。塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境治理艱巨。兩淮礦區(qū)的礦產資源儲量豐富，分布范圍廣，但經過多年的無限制的開采導致區(qū)域內生態(tài)環(huán)境破壞嚴重，土壤中的養(yǎng)分和有機物等因地表形態(tài)的變化加速流失，肥力大幅大降，已基本失去了耕種的能力。依據我國目前的技術，還不足以在短時間內改造其農業(yè)生產環(huán)境。采煤塌陷區(qū)未妥善利用。由于兩淮礦區(qū)的采煤沉陷區(qū)大部分是未穩(wěn)沉塌陷地，導致綜合治理后效果一般。只能在塌陷區(qū)內從事養(yǎng)殖業(yè)和農林業(yè)，而據統(tǒng)計，未穩(wěn)沉塌陷地無論是農作業(yè)還是養(yǎng)殖業(yè)產量都遠遠不及塌陷前，農民收入大幅下降。偏遠地區(qū)沉陷地治理資金不足。兩淮礦區(qū)沉陷區(qū)的綜合治理與全國大多數(shù)煤礦城市的情況相似，主要集中對城市規(guī)劃區(qū)內的沉陷區(qū)進行綜合治理。但遠離城市的偏遠地區(qū)還有很大面積的沉陷區(qū)域，由于治理資金等方面因素，綜合治理的步伐一直停滯不前，不同程度的影響到沉陷區(qū)當?shù)厝罕姷纳a生活水平。兩淮礦區(qū)采煤沉陷區(qū)綜合治理建議完善沉陷區(qū)居民安置問題。為維護采煤沉陷搬遷村莊居民不穩(wěn)定因素，保證社會因素的安定，應妥善解決采煤沉陷區(qū)內居民的安置問題，不能因小失大。政府應充分考慮兩淮礦區(qū)礦產能源分布的特點，設立沉陷區(qū)村民搬遷專用地，下達專項用地計劃。豐富綜合治理新模式。建立專項計劃開發(fā)研究有效的生態(tài)保護和修復技術，加快沉陷區(qū)治理的步伐，使沉陷區(qū)土地恢復利用最大化、最有效化，結合市場運作，在尋求經濟效益的同時，提高塌陷區(qū)的社會效益，解決沉陷區(qū)內失地居民的就業(yè)問題。統(tǒng)籌市郊協(xié)調發(fā)展。城市規(guī)劃內和偏遠礦區(qū)的沉陷區(qū)生態(tài)環(huán)境等問題應同步處理，不能顧此失彼；以人民群眾利益為核心，加快沉陷區(qū)周圍基礎設施的建設工作，提高沉陷區(qū)當?shù)鼐用竦纳a生活水平。調整煤炭開發(fā)布局。兩淮礦區(qū)煤炭產量高，能積極帶動地方經濟發(fā)展，但位于人口稠密，與耕地重疊范圍大的兩淮礦區(qū)，導致采煤沉陷問題更加突出。建議淮南淮北市政府繼續(xù)推進煤炭開發(fā)重心政策，調整煤炭開發(fā)布局，規(guī)劃重點開采區(qū)、鼓勵開采區(qū)、限制開采區(qū)和禁止開采區(qū)等開發(fā)布局?？刂频V產資源開采總量，將其與社會經濟發(fā)展水平相適應。兩淮礦區(qū)采煤沉陷區(qū)綜合治理前景及展望兩淮礦區(qū)作為全國重要的煤炭生產基地，依托“立足煤、延伸煤、不唯煤、超越煤的“四煤”發(fā)展路徑，以生態(tài)優(yōu)先、可持續(xù)發(fā)展為理念，實現(xiàn)沉陷區(qū)有效的治理和合理的利用，努力將其打造成為集循環(huán)經濟產業(yè)、生態(tài)產業(yè)、旅游產業(yè)、文化及創(chuàng)意產業(yè)、現(xiàn)代農業(yè)等為一體的我國采煤沉陷區(qū)綜合治理示范區(qū)生態(tài)經濟樣板。(1)依托《安徽省戰(zhàn)略性新興產業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》的重要契機，將安徽省兩淮礦區(qū)新興產業(yè)與沉陷區(qū)綜合治理相結合，挖掘沉陷區(qū)新興產業(yè)發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢，重點發(fā)展節(jié)能環(huán)保、以潔凈煤為重點的新能源產業(yè)、以新型建材為重點的新材料產業(yè)等三大新興產業(yè)。(2)依靠兩淮礦區(qū)農業(yè)雄厚的基礎條件，結合沉陷區(qū)水域治理、土地復墾等工作，大力發(fā)展優(yōu)質種養(yǎng)業(yè)，推進休閑觀光農業(yè)，加快沉陷區(qū)優(yōu)質糧、特色蔬菜、特種水產、特種養(yǎng)殖、花卉苗木等農業(yè)示范園區(qū)建設，延長現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)鏈條。參考文獻:相關文獻】［1］ 李鳳明?我國采煤沉陷區(qū)治理技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［幾煤礦開采,2011,16(3):8-10.［2］ 王福琴.安徽省兩淮采煤沉陷區(qū)的現(xiàn)狀、存在問題及治理措施建議［J］.安徽地質,2010,20(4):291-293.姜松，朱文偉,蘇永榮，等?安徽省兩淮地區(qū)煤炭資源地質條件分區(qū)、分等初步研究[J].中國煤炭地質,2009,21(12):64-67.胡炳南，郭文硯?我國采煤沉陷區(qū)現(xiàn)狀、綜合治理模式及治理建議[J].煤礦開采,2018,23(2):1-4.馮磊