浅析煤矿塌陷综合治理
摘要：随着矿区资源的不断开采，矿区采煤塌陷已成为影响很大的问题。

文章根据采煤塌陷地特征分析，采煤塌陷地现状的描述，分析了煤矿采煤塌陷地治理中可能出现的问题，提出了采煤塌陷地综合治理对策。

关键词：塌陷治理
中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：
1007-0745(2011)01-0071-01
我国是世界第一煤炭生产和消费国，煤炭井下开采量约占煤产总量的97％，由于煤炭开采引起土地塌陷面积已累计110万hm2，随着我国煤炭产业持续发展和煤产量的持续增长，煤矿塌陷区面积还会增加。

由于采矿区塌陷给当地环境带来很大的危害，怎样去合理的治理塌陷成了至关重要的课题。

一、采矿塌陷地的主要危害
采煤塌陷地对城市的空间结构产生不利的影响。

由于回采率居高不下，按照现在的采法，如果不加以治理的话，这片中心区终究要坍塌，形成大片水面。

塌陷所到之处，原本平整的土地变的坑坑洼洼、沟壑纵横，河流水系、道路、农田水利基础设施等遭到严重破坏。

以山东济宁为例：采煤塌陷地破坏了济宁市的经济、社会和环境和谐发展。

济宁市地处鲁西南泗河冲积平原，土壤肥沃，是一个人口稠密、农业发达的地区，也是山东省重要的棉花、水果生产基
地。

截止1998年底，全市煤炭工业建设占用土地3146.26ha，加上土地塌陷7333.3ha，共减少耕地10480.56 ha。

这些耕地几乎都是肥田沃土，以每亩生产粮食800kg计算，一年少生产粮食1.26亿kg，按每公斤1.1元，一年经济损失近1.39亿元。

下个世纪中叶，采煤塌陷地面积的不断扩大和环境的日益恶化，将迫使济宁市的100多万农民离开赖以为生的土地，加剧了本来就十分尖锐的人地矛盾。

失去了农业发展的支撑，济宁的经济必然受到很大的影响。

由此激发的当地农民和采矿企业之间的矛盾现在已十分严重，如果任其发展，将会造成更大的社会问题。

二、采煤塌陷地特征分析
煤炭开采引起的地表破坏形式和程度，是受多种地质采矿因素影响的，它随着采深、采厚、采矿方法、煤层产状、表土及岩层的厚度和性质等因素的不同而呈现不同的破坏特征。

煤炭开采对地表的影响形式十分多样，采动影响分布也不相同。

一般来说煤层开采后，在采空区上方地表将形成凹地，俗称移动盆地或下沉盆地。

煤层倾角为0°时，地表正上方出现椭圆形盆地，煤层倾斜时，移动盆地向采空区下山方向一侧偏移。

实测资料表明，地表移动盆地内各个部位的移动和变形性质及大小均不一样，它主要取决于开采深度、开采厚度、采空区面积、采煤方法和顶板管理方法，煤层赋存状态、地层结构、岩性等因素。

移动盆地中间区，地表下沉均匀，一般不会出现明显裂缝；内边缘区地表下沉较均匀，但地面向盆地中心倾斜，产生压缩变形，
一般不出现裂缝：外边缘区(煤柱上方)，地表下沉不均匀，地面向盆地中心倾斜，产生拉伸变形。

当拉伸变形值超过一定数值时，地表产生裂缝。

矿区塌陷大体分为三个时期：
(1)塌陷初期：塌陷初期的环境污染主要是由于矿区建设以及矿井挖掘所造成的。

地表用途由种植地向建筑用地的转变、由于巷道开采所造成的地下破坏、矸石山的堆积这些短期破坏。

真正的破坏只是随着开采活动的进程初步体现，这时积水塌陷地、荒地很少，大气污染、水体污染也是稍微显现，地表破坏也仅限于地面建筑用地及矸石山占用地。

(2)塌陷中期：随着开采活动的进行，生态环境破坏进一步加剧，各种破坏逐步体现。

大气污染：由于煤炭企业发展能源工业、电力工业的同时并没有采取相应的环保措施，环境遭到煤烟型污染和破坏的程度已相当严重。

水体污染：矿区大量的工业废水和生活污水未经处理直接排放到环境中，污染了水资源，降低了水质，减少了水资源的使用价值。

另外由于矿区地塌陷造成的地裂缝等因素也会造成大量的水流失
和水污染。

土壤污染：由于地面塌陷，矸石山堆放等原因造成大量土地的不能利用，土地资源的严重浪费。

粉煤灰和重金属物质等进入土壤，并超过土壤的自净能力，就会形成污染，使土壤质量下降。

(3)塌陷末期：由于采矿活动的停止，生态环境的破坏增长速度会逐渐降低。

虽然由于资源的缺乏，生产活动的停止，大气污染已降低，但是水体污染和土壤污染会继续加剧直到最大程度。

三、矿区塌陷治理方式及对策
目前我国矿区的综合治理后的用途多以水产养殖、种植业、林地等为主。

因此可根据土地治理后的功能将治理方式划分为以下几种：
(1)湿地：一般在塌陷初期便开始治理，治理需时长，但能极大地改善地表基质、丰富生物多样性，改善小区域气候条件。

(2)水库：一般在塌陷深度过大，不宜进行水产养殖时进行相关改造，治理需时长，但治理好后能形成独立的小型循环系统。

(3)浅水养殖区：一般在塌陷深度为2～5m时开始改造，治理时间短(1年左右)，见效快、收益好，但难以长时间维持。

(4)林地：一般对塌陷区塌陷坡度过大的区域进行此类改造，改造时间长，但成效好。

(5)耕地：一般对塌陷区接近稳定后且塌陷深度不大的区域进行此类改造，改造时间一般在2～5年左右，改造成果极为明显，一般可恢复至原有土地质量。

根据我国采煤塌陷地治理的实践及方式，可以归纳出以下几种方法：
(1)疏排法：对于地下水位不太高的塌陷区，通过建立排水系统，降低潜水位和疏排积水，来达到土地重新利用的目的。

(2)挖深垫浅法：对于地下水位较高，地面出现常年积水的塌陷区，可将塌陷深的区域继续挖深，取出的土方充填塌陷浅的区域，达到水产养殖和农业种植并举的应用目标。

(3)充填法：用某种材料充填塌陷区。

我国常用的充填材料有：露天矿剥离物、煤矸石、粉煤灰、城市垃圾和江河湖泥。

应用此方法时必须对充填材料进行充分的论证，以避免二次污染的出现。

(4)其他复垦技术：对于大面积的沉陷水面，可以采取网箱养鱼、养鸭等直接开发利用；对于浅水位沉陷区所形成的非积水的丘陵地貌可以直接采取不同形式的修整(如平整或梯田)措施，然后直接利用。

(5)动态预复星技术：是在地表破坏发生之前或已发生但未稳定之前，采取合理的措施对未来将要形成的破坏土地进行治理。

该方法在皖北煤电集团有限责任公司已有成功实践，即利用煤矸石充填动态塌陷区治理成建设用地，用来进行村庄搬迁，取得了良好的效益。

东滩煤矿也有实验性治理工程，但是，该项技术由于针对的是未稳定的土地，其后续不确定性因素较多，还有许多值得探讨的问题。

总之，煤矿塌陷治理是一个长期、复杂的工程，只有科学规划坚持治理才能够使矿区环境得到根本改善。