浅谈开采沉陷区土地的治理

唐飞

摘 要：开采沉陷是严重影响我国人民生活和生产建设的主要地质灾害之一。随着矿业经济的发展，矿产资源开发规模和开发强度增大，开采沉陷问题越发突出，已成为主要的矿山地质灾害。开采沉陷带来的主要问题就是破坏了大量的土地，不仅影响农业生产，而且还给煤炭生产带来了很大困难。本文主要介绍沉陷区土地的治理方法，并列举国内一些成功的例子。

关键词：开采沉陷；造地复田；综合治理；粉煤灰

0 引 言

随着煤矿开采范围的不断扩大，塌陷破坏的土地日益增多。矿区土地大面积塌陷，不但严重破坏了矿区的生态环境，使农田荒芜，农民少地或无地耕种，而且使煤矿征地越来越困难，严重影响煤炭生产任务的完成。

开采沉陷造成的地表塌陷区，特别是常年积水的塌陷区内，耕地可耕性的降低常常是永久性的。也就是说，如果不采取适当的整治措施，我们将永远失去这些可耕地。长此以往， 将给子孙后代带来不可估量的损失。据统计，我国由于采矿、建设所失去的可耕地总数已相当于福建省全省可耕土地面积之总和。因此，受开采破坏的土地的整治和恢复，是一项极其重要的、刻不容缓的工作。

世界各国都很重视煤矿塌陷区的土地复垦工作，并取得了一些成功的经验，我国国务院、国家计委、国家建委都曾发布过有关土地复垦的规定。笔者查阅相关资料，总结了以下几种行之有效的治理方法，并列举了一些成功的例子。

1 地表塌陷区造地复田

1.1 利用煤矸石造地复田

地下开采煤炭时产生大量的煤矸石运到地表，堆成矸石山。应用煤矸石作为塌陷区造地复田的充填材料，既可使破坏了的土地得到恢复，又可减少矸石山占地，消除矸石山对环境的污染。

煤矸石复田可分成三种情况：新排矸石复田、推平老矸石山复田和预排矸复田。

新排矸石复田，是应用排矸复田系统，将矿井新产生的煤矸石直接排入塌陷坑，推平复土造田；推平老矸石山复田，是应用矸石堆积存的矸石做复田的充填料，并推平老矸石山， 在其上复土绿化或处理矸石山作为他用；预排矸复田，是在建井过程和生产初期，在采区上方地表预计要发生下沉的地区，将表土取出堆放在四周，按预计的下沉等值线图，预先排放矸石，待到下沉停止、矸石充填到预期水平后，再将堆放在四周的表土推在矸石层上复土成田。在将恢复的土地作为建筑场地时，对充填料要很好夯实。如煤矸石中含有有害元素时，应在矸石和复土间铺设一定厚度的（如O.4m）隔离层，再在其上铺设足够厚度的复土（一般O.5～O.8m）才可进行种植。在复田后，如地下水流流经下部矸石层时，可能使地下水受污染，此时需在矸石层与塌陷区地表间铺设隔水层。

沉陷区土地复垦标高应根据复垦用途、地下水位标高、洪水位标高来确定。一般而言， 建筑用地复垦的标高应高于本区洪水位标高或恢复原有的地面标高。农业种植和养殖复垦区，考虑到地下水开采后，地表及潜水位都将相对下降，为了有利于农田保墒、保水、保肥及农作物的生长，农林复垦标高常低于原地标高，根据复垦区的潜水位标高确定。复垦后地表高于潜水位的标高值，应根据本区农作物的耐渍深度确定。

由于充填矸石的风化、崩解、水解等作用下产生固结沉降，因而充填矸石的标高应考虑矸石的沉陷。英国莱斯特郡的观测表明，未进行专门压实的矸石回填后的压缩量可达7%。一般矸石充填标高H采用下式计算：

H=HO+△h

式中H0——设计充填沉降后的标高，m：

△h——充填后的沉降量，m；由下式确定：

△h=（Y/Y0—1）h

△h=（E1（E2+1）-1）h

式中 Y ——矸石压实后实际达到的密度：

YO——压实前矸石密度：

我国许多大型煤炭生产基地附近都有电厂，利用电厂的废渣粉煤灰造地复田，在技术上是可行的，在经济上也是合理的。

利用粉煤灰对塌陷区造地复田的方法如下：

（1）在计划复田的塌陷区内修筑贮灰场。用推土机、铲运车或汽车，按设计用量取出塌陷区的耕植土，运到塌陷区周围，压实筑坎形成贮灰场。在塌陷区积水时，可用挖塘机和挖泥船取土，存在塌陷区周围留作复土时使用。

（2）水力输灰。从电厂到复田的塌陷区之间铺设双排管道，把粉煤灰用水混合成灰水，用电厂原有的泵类（PH泵、油隔离泵等）把灰水排放到贮灰场。

（3）沉淀和排水。灰场内的灰水随着充灰不断积累沉淀，沉淀后的水由贮灰场的排水口流经排水沟、泄入河流或江湖。由于这种水的水质较好（PH值小于9）不影响民用和工业使用。

（4）复土造田。贮灰场沉淀的粉煤灰达到设计标高时停止充灰，将水排净，即可复土，复土厚度一般为lO～50cm。

我国在很多电厂附近都进行过造地复田，造成的田土用来种植水稻、小麦、玉米、花生、棉花、西瓜、蔬菜、果树等，产量一般较高，作物的有毒物质含量很低，符合卫生要求。

1.2 利用湖泥、河泥造地复田

在一些靠近湖、河的煤矿中，可以利用湖泥、河泥充填塌陷区造地复田。其方法是：先将矿井矸石排入塌陷区填底，湖泥堆在矸石上，待泥干后用推土机推平，然后改良土壤，完善排灌系统，绿化和再种植，最后还田。

2 塌陷区的综合治理

一般说来，平原区的塌陷范围很大，有的还有相当多积水。造复田是有许多优点，但要花费大量的经费，还要有足够的充填材料。所以，一般说来，造地复田的塌陷区只能是全部塌陷区的一部分。为了更好地全面地整治塌陷区，应进行塌陷区的综合治理，即要因地制宜、全面规划、统一安排，使造地复田、复原、重建工作同时进行，发展多种经营，妥善安排被煤矿占用了土地的农民的生活，以取得更好的经济和环境效益。

综合治理塌陷区的方法主要有：

（1）造地复田：其治理方向及主要技术要求见表4。

（2）塌陷区疏干：在塌陷后地表大部分高于附近的河、湖水面的地区，可以采用疏干塌陷区的方法。具体做法是，开挖大量排水渠，把塌陷区积水排入河、湖或水库；在低洼地 挖深垫浅建设水库；涝季存水、旱季灌溉；在因河床的坡降变化而使河水不能畅流时，在河流的适当地段设置扬水站，以便雨季时把河水泵入下游排走。疏干塌陷区不但可使大部分农田恢复为可耕地，而且可使村庄和其他建筑周围不再积水，避免了不必要的迁移，保护了生态环境。图1给出了这种方法的一个例子。在条件合适时，这种方法可创造较好的经济和环境效益。

（3）平整土地和修建梯田：该方法主要用于不沉积水沉陷区、积水沉陷区的边坡地带、井工矿矸石山、露天矿剥离堆放场。按照我国对地形特征的划分标准，地表坡度小于2°时为平原，大于6°为山地，2°～6°。为丘陵，25°以上为高山。采矿形成的沉陷区附加坡度一般较小，沉陷后的地表坡度在2°以内时可进行土地平整耕作。沉陷后坡度在2°～°6之间时，可沿地表等高线修整成梯田，并略向内倾以拦水保墒，土地利用可农林（果）相间，耕作时采用等高耕作，以利于水土保持。我国山西、河南、山东等地一些矿区采用该法复垦沉陷地。

（4）挖深垫浅：挖深垫浅是运用人工或机械方法，将局部积水或季节性积水沉陷区下沉较大区域挖深，以适合养鱼、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区，使其成为可种植的耕地。这种方法既复垦了沉陷土地，又改变了农业结成为可种植的耕地。这种方法既复垦了沉陷土地，又改变了农业结构，变单纯种植农业为种植、养殖相结合的农业。这种复垦方法成本低、效率高、操作简单、投资少，是我国目前普遍采用的一种复垦方法见（图2）。

（5）发展水产和养殖业：对面积广、深度大、积水多的塌陷坑，不必过分强调复垦，可因地制宜进行整治、发展水产、养殖业和调节工农业用水，以提高经济效益。

（6）可以和城镇环境卫生综合考虑：在今天的城镇，每天都要产生大量的生活垃圾、工业垃圾、建筑垃圾等。这对于环境卫生管理造成巨大的压力，不但花费大量的金钱，而且占据大面积的土地。所以在有条件的地方，可以在预计要发生沉陷的地方，规划出一块土地来，先将表土开挖，堆放在周围，待发生沉陷后，可将经过再生处理后，不会对环境造成污染的垃圾和矸石一起回填堆放，达到一定的高度后，再将堆放在四周的表土覆盖在上面复土成田。

此外，许多老矿区已发展成为工业城镇。他们对不能复田的塌陷区，加以修整，并进行绿化和美化，成为矿工们休息和娱乐的场所；有的还建立了福利和生活、生产设施，都取得了很好的效果。

3 总 结

治理开采沉陷区土地的方法有很多。在实际应用中，应该因地制宜，结合本地的实际情况，采取不同的治理方法。这样才能很好的解决由开采引起的土地问题，创造更大的经济和环境效益。

参考文献：

[1] 何清，杨伦，凌赓娣等.矿山开采沉陷等[M].北京：中国矿业大学出版社，1991.

[2] 邹友峰，邓喀中，马伟民.矿山开采沉陷工程[M].北京：中国矿业大学出版社，2003.

[3] 何芳，徐友宁，袁汉春等.煤矿地面塌陷区的防治措施[J].煤炭工程，2003，No7，10-13.