煤矿塌陷区恢复治理措施研究

李姝娟

李姝娟

中煤科工集团西安研究院有限公司环保所陕西西安710054

摘要：随着可持续发展理念的不断提升以及绿色矿山建设的要求，煤矿塌陷区治理越来越重要。本文分析了煤矿开采后塌陷区对土地资源、含水层、地质灾害等方面的影响，并提出了相应的治理措施，以期为煤矿塌陷区治理提供方向和建议。

关键词：煤矿开采地面塌陷治理措施

随着国家对能源的改革，煤炭仍旧是我国重要的能源，带来了不可否认的经济效益和社会效益，但是由于近几年人类无节制的开采，也造成了很多生态环境的破坏，其重要的破坏形式就是地面塌陷。煤矿开采过程中的不当操作，引起采区周边岩体原有应力遭受破坏，从而引起岩层和地表出现了连续性的变动、变形以及非连续性的破坏，这种现象被称为开采塌陷。不同的开采方式以及煤矿自身煤层条件的不同，造成的地面塌陷形式及破坏程度不同，但整体上都对其上部构筑物、土地资源、下部含水层等造成一定的影响。采煤塌陷区的治理是煤矿生态环境治理过程中的重点，研究其治理措施有重要的现实意义。

一、采煤塌陷引起的生态环境问题

1、对土地资源的影响

根据煤矿开采煤层赋存地质特点、采煤地表移动变形特征，露天开采后引起地表水平变形、附加倾斜及下沉，地表沉陷对岩层和土体的扰动使土壤的机构、组成和理化性质发生变化，还会对地区土壤结构产生不利的影响，表现在土壤养分的流失、土地的变形、土地的破坏、土地发生贫瘠等，加剧了当地的干旱问题。另外，地表塌陷还会对地表原有的基本形态产生影响，加剧了水对土地的侵蚀。根据原国家计委国土地区司、地矿部地质环境管理司、煤炭部煤田地质总局1994年《能源基地晋陕蒙接壤地区地下水资源评价与合理利用》研究成果，因采煤引起的沉陷区内土地恶化从而导致水土流失加剧的面积约为沉陷区面积的17～21%；2005年国家发改委和山西省组织的“煤炭可持续发展专题调研”结果显示，“煤矿开采对土地资源的破坏进一步加重了水土流失现象，由于采煤产生水土流失的影响面积为塌陷面积的10%至20%。

2、对含水层的影响

开采后会造成导水裂隙及沟通降落漏斗，沟通降落漏斗内的含水层将水遭到破坏，从而对地下水系统的补给径排条件产生一定的影响和破坏，开采煤层较浅含水层富水性较强的时候，导水裂隙高度容易沟通至浅层地表水引起地表水干涸，一般矿山地质问题主要关注居民饮水的问题。

3、植被影响

采煤塌陷对农业植被的影响主要表现在地表裂缝导致土壤保水保墒能力下降，从而造成农业植被生产力下降，林地和草地生产力减小。

4、地质灾害影响

部分煤矿本身较易发生滑坡、陡坡坍塌等地质灾害，特别是在沟系两岸地区，在汛期受降雨的影响，更容易发生滑坡、陡坡坍塌等地质灾害。在煤层充分采动的情况下有可能造成沟谷边缘区原始受力平衡状态的破坏，从而引发滑坡、塌陷等地质灾害。

二、采煤塌陷恢复治理措施

采煤塌陷区恢复治理应与矿井开采计划相结合，合理安排，实施“边开采、边补偿、边复垦”。塌陷区恢复治理与当地农业规划相结合，与气象、土壤条件相适应；与当地的城镇、道路等建设及生态环境保护统一规划，进行地区综合治理，与土地利用总体规划相协调，以便做到地区建设布局的合理性和有利生产、生活方面、美化环境、促进生态的良性循环。

1、受影响的村庄搬迁

一般采煤塌陷对井田内村庄地表建筑损害程度达到Ⅲ级、Ⅳ级的村庄实施异地搬迁重建，达到Ⅱ级、Ⅰ级损害的建筑物提高一个等级进行保护，并采取“采前加固”、“采后修复”或“搬迁”措施相结合，确保采煤不对受影响居民生活产生大的影响。治理塌陷区做规划方案时应形成统一布局，统筹安排，做好衔接，减少不必要的重复建设和浪费。异地搬迁安置后政府要综合考虑失地农民的就业谋生问题，保障生活安定，社会安定。煤矿成立采煤塌陷区综合治理工作领导小组，统一协调迁建工作。村庄考虑就近搬迁安置，安置地选在距离搬迁村庄较近、不受沉陷影响的其它村庄，使农民耕种条件和生活环境不会发生明显变化；

搬迁地以无煤区和公共不开采区为首选；保证搬迁居民的生活水平在现有的基础上有所提高；从建立和谐社会的要求出发，业主应妥善处理同搬迁居民之间的关系，不能因搬迁而引发新的矛盾。

2、地质灾害问题

根据塌陷程度的不同，采取相应的治理措施。一般可采取充填等方法治理地裂缝，必要时可对较大较深的裂缝进行注浆处理，最后在表层覆土。煤矿合理安排采区接续；积极推广试采技术，采煤前对工作面详细参数进行科学设计，保证采区煤层上覆岩层不断裂，减轻采煤对地表土地的损害；对受损土地进行必要的补偿，减缓土地损害对生态环境的影响；应采取有针对性的土地整治措施，如充填裂缝，整平沉陷台阶等，以恢复土地生产力。为获得矿井实际的地表移动变形值，以用来修正煤柱尺寸、指导矿井对沉陷区土地进行综合治理，煤矿应对工作面建立地表移动变形岩移观测站。配备相应的专业工作人员，负责观测及数据记录、日常维护等工作。

3、生态恢复。

对已搬迁、拆除的村庄，可以及时因地制宜进行生态恢复，经平整之后进行适当的土地改良，条件相对较好的区域复垦为耕地，依据土壤质地及其他条件，选择适生农作物或经济

作物进行种植；其他区域进行复垦成草地、林地、园地或其他土地利用类型。

轻度损害耕地整治措施以自然恢复为主、人工恢复为辅，人工恢复措施主要是填平裂缝、平整土坎。耕地在遭受中度、重度损害时，其损害表现特征为裂缝宽度较大、深度较深、裂缝落差较大，土地复垦以充填裂缝和局部平整土地为主。沉陷区林地的生态恢复采取两种方案：一是对倾斜的林木及时扶正，填补裂缝，保证正常生长；二是对沉陷较严重的地块，根据海拔、坡向、坡度、土壤质地、土层厚度等，采取适宜的整地措施，选择适宜树种进行补栽，增加植被覆盖度。草地采用人力补播的方法。井田内道路采煤过程中要采取及时充填裂缝、修平台阶临时整治措施保证居民出行方便；沉陷区稳定后，建设单位应按相应等级公路要求对受损道路进行恢复性修缮或重建。

4、开发式治理

近几年提倡对矿山开采后进行开发式治理，煤矿开采后针对所在区域实际情况可考虑后期复垦过程中结合景观治理内容进行开发式治理，比如可考虑建设煤矿生态河道、生态公园，生态养殖、矿山地质公园等。煤矿可利用处理后水质较好的矿井水用于生态蔬菜种植，不仅可以改善采煤塌陷区地质条件与生态环境，还可以创造经济效益。对于常年积水或季节性积水的塌陷区，发展渔业、养殖业是必然的选择。形成以水产养殖业为主，农、林、牧、副、

渔全面发展的农业生产模式新格局。

三、结论

综上所述，采煤塌陷后对其上建构筑物、含水层、土地资源、地形地貌等均产生严重的影响，在对采煤塌陷区地质环境进行治理的过程中，要结合当地的实际情况，因地制宜采取科学合理的治理模式，对其上的建构筑物按照沉陷预测等级进行搬迁后者留设保护煤柱，受损的土地资源根据影响等级采取自然恢复措施或人工治理措施，结合当前生态建设的要求，提倡开发式治理，不仅有利于塌陷区恢复治理，也可以创造经济效益和生态效益。

参考文献：

[1]杨继飞.煤矿塌陷区的治理及相关问题研究[J].中国资源综合利用，2017，35（9）：106–109.

[2]宋建英，王海邻.采煤塌陷区生态地质环境恢复治理与可持续发展问题研究[J].低碳世界，2016，5：8–9.

[3]崔秀茹.韩城市采煤塌陷区生态恢复治理对策浅探[J].市政工程.

[4]张建瑞.永城煤田塌陷区矿山地质环境恢复治理方法[J].现代矿业，2019，3（3），187–189.

[5]王小宁.采煤塌陷区矿山地质环境治理模式[J].黑龙江科学，2018，9（2）：158-159.

[6]宁尚知，石勇，赵振峰.山东省采煤塌陷地治理技术方法研究[J].山东煤炭科技，2016，5：200-202.