徐州市采煤沉陷区综合治理利用方向及系统修复策略研究

朱宾 汤志刚 张统 朱影影

摘要：采煤沉陷区已成为制约矿区经济与社会发展的主要因素之一，本文针对徐州市采煤沉陷区的现状、分布及存在问题进行分析，结合沉陷区与城市相对位置关系和沉陷程度交互作用，将采煤沉陷区分为9种类型并进行研究和分析。针对不同类型的采煤沉陷区，提出相应的综合治理利用方向和系统修复策略，对促进矿区生态环境向好转变具有积极意义，对我国同类型城市生态转型具有借鉴意义。

关键词：采煤沉陷区;分类;综合治理利用;系统修复策略

Abstract：The coal mine subsidence area has been one of main factors that restrict development of economy and social advancement of coal mining areas， this paper briefly introduced the distribution area and issue features of coal mine subsidence area in Xuzhou. According to the interaction between relative location and subsidence degree， the coal mine subsidence area is ultimately divided into 9 subcategories. The different types of coal mining subsidence areas were analyzed and studied， the comprehensive treatment utilization and system restoration strategies were proposed. That is positive significance to promote the ecological environment change in coal mine areas， and the research results may provide guidance for ecological transformation of coal mining city in China.

Key words：Coal mine subsidence area;Classification;Comprehensive utilization;System restoration strategy

徐州市位于江蘇省西北部，处于苏、鲁、豫、皖四省交界地区，是江苏省重要的资源型城市，煤炭开采历史可追溯至1882年，开采历史有130多年，为华东地区的经济发展作出了巨大贡献，但长期大规模、高强度的资源开采，造成土地沉陷、耕地损毁、房屋开裂、基础设施损坏、生态破坏等一系列问题。随着煤炭资源逐渐枯竭和化解煤炭过剩产能政策的实施，一大批矿井进入关闭行列，目前仍有6座煤矿生产，历史遗留问题尚未全部解决，新的沉陷区又不断增加，严重制约城市的转型发展[1]。因此，亟须对采煤沉陷区进行科学治理，把历史包袱转化为城市发展的资源优势，加快补齐生态短板，实现经济、社会和生态转型发展。

1 采煤沉陷区现状及分类

1.1 采煤沉陷现状特征

徐州地处黄淮海平原，煤炭资源储量丰富，煤田赋存面积达1 400km2，约占全市土地面积的12%[2]。徐州矿区地下潜水位较高、开采煤层多，煤矿开采后地表易多次塌陷，塌陷深度大，塌陷后易积水形成大面积连片采煤沉陷区域，具有破坏程度深、治理难度大特点等典型特点[3]。截至2018年，徐州市煤炭资源累计开采约11亿t，累计产生采煤沉陷区总面积282.2km2（表1），约占全市土地面积的2.42%，主要分布在贾汪煤田、闸河-九里煤田、丰沛煤田三大片区（图1）。其中，贾汪煤田采煤沉陷区面积为104.93km2，闸河-九里煤田采煤沉陷区面积为103.33km2，丰沛煤田采煤沉陷区面积为73.93km2，分别占总沉陷区面积的37.18%、36.62%、26.20%。随着时间的推移，未来沉陷区呈面积迅速增加，深度逐步增大趋势。预计到2030年，徐州采煤沉陷区总面积将达318.8 km2，最大积水深度超过10m。

徐州采煤沉陷具有塌陷率高、塌陷深度大、积水面积大等特点，徐州的煤矿平均塌陷率为0.27hm2/万t，高于全国煤矿平均塌陷率0.2 hm2/万t[4]。徐州采煤沉陷区中常年积水和季节性积水面积达183.2 km2，平均积水深度为3～3.5m，占总沉陷面积的64.92%，造成大量优质农田被淹，耕地多成为低产田或绝产田。煤炭开采导致的地表不均匀沉降还造成村庄、道路、桥梁、基础设施等地面建（构）筑物损毁严重，制约了城市的可持续发展[5-6]。

1.2 采煤沉陷区分类

采煤沉陷区类型的划分是矿区空间布局规划、系统修复治理的基础和前提。由于目前尚无统一的划分标准，本文在借鉴同类型研究的基础上[3，7-8]，从采煤沉陷区与城市的位置关系和沉陷程度两个方面综合分析进行分类。

采煤沉陷区与城市相对位置直接影响沉陷区后期开发利用方向和经济效益潜力，将沉陷区分为城区型沉陷区、城郊型沉陷区和远离城市型沉陷区3种类型（图2），沉陷深度和积水情况决定了治理方向和使用技术方法，结合相对位置关系和沉陷程度两个因素的交互作用，将采煤沉陷区划分为城区型重度沉陷区、城区型中度沉陷区、城区型轻度沉陷区、城郊型重度沉陷区、城郊型中度沉陷区、城郊型轻度沉陷区、远离城市型重度沉陷区、远离城市型中度沉陷区、远离城市型轻度沉陷区9种类型，具体特征、分布、面积见表2。

2 采煤沉陷区综合治理利用方向

2.1 城区型采煤沉陷区利用方向

城区型采煤沉陷区主要分布在徐州主城区西北和东南方向，集中在泉山区、鼓楼区和徐州经济技术开发区，面积约33.60km2。城区型采煤沉陷区严重影响城市的生态环境和经济社会发展，同时也具有良好的区位条件，因此土地开发利用潜力和经济效益巨大。治理过程中，应结合沉陷程度，对重度采煤沉陷区，通过挖湖引水、景观再造，把积水区改造成为各具特色的湿地公园，重塑城市生态景观，提升城市整体品位，形成的生态辐射圈，可以营造良好的营商环境;对中度和轻度采煤沉陷区，优先安排用于建设利用，解决城市用地紧张局面，通过渣土回填、场地平整、采空区注浆治理等技术，充分挖掘土地资源用于产业园区建设和产业项目建设，实现土地资源的二次开发利用，拓展城市发展空间。

徐州矿务集团庞庄煤矿位于泉山区境内，在治理中，对采煤沉陷积水区进行生态修复，建成占地面积约5500亩国家级九里湖生态湿地公园;对中度沉陷和轻度沉陷区，主要采用注浆技术进行综合治理，使之达到建设利用对场地适宜性的要求，总规划面积32km2的泉山经济开发区是国内第一个完全建设在采煤沉陷地上的开发区，为徐州的发展提供了大量建设用地，实现了采煤沉陷区土地经济利用价值最大化。

2.2 城郊型采煤沉陷区利用方向

城郊型采煤沉陷区主要分布在贾汪区和铜山区，位于徐州城市规划区范围内，在主城区外围。该区域曾经是徐州煤矿分布最多的地区，采煤沉陷区面积约174.67km2。城郊型采煤沉陷区位于城市的边缘郊区，是最容易被城市扩张辐射的地带，也是城市居民休闲出游的首选。治理过程中，应结合沉陷程度，对面积大、积水深的重度采煤沉陷区综合建设湿地公园，配套游乐设施发展旅游业，改善区域的生态环境，打造城市绿肺，为城市居民就近出行提供良好的休闲场所，同时带动餐饮、娱乐等产业的发展;对中度和轻度采煤沉陷区则以优先复垦为耕地为目标，利用“分层剥离、交错回填、土壤重构”等技术，开展观光休闲农业、特色农业等，既能改善采煤沉陷区生产生活环境，又增加周边百姓经济收入，带动区域的经济发展。

贾汪区潘安湖所在区域历史上曾有权台、旗山、韩桥、夏桥煤矿，长时间的煤炭资源开采，使潘安湖所在区域成为徐州最严重的采煤沉陷区，沉陷范围约为2万亩，其中积水面积达6000余亩，平均沉陷深度为4m。在治理中，通过采煤沉陷地复垦、基本农田整理、生态环境修复再造、湿地景观开发的综合方法，采用“分层剥离，交错回填”的土壤重构技术，形成了以“湖面、湿地、孤岛”相应成景的生态区和“田成方、林成网、沟渠路相通、桥涵闸站配套、乔灌草立体化”的高标准农田，建成9000余亩高标准农田和8000余亩国家4A级湿地公园。充分利用潘安湖景区产生的显著正部性溢出效应，在潘安湖周边采煤沉陷区规划建设潘安湖科教创新区，将潘安湖湿地公园和科教创新区融合发展，营建集旅游文化、科教创新、采矿历史、时代品质为一身的现代城市新区。

2.3 远离城市型采煤沉陷区利用方向

远离城市型采煤沉陷区主要位于沛县和丰县，目前大部分煤矿仍在开采，沉陷区面积约73.93km2。远离城市型采煤沉陷区与城市的关系相对疏远，采煤沉陷区土地的再利用经济效益较差，治理关注程度偏低。治理过程中，应结合沉陷程度，对积水较深、水质较好的重度采煤沉陷区，可在坑塘水面建设光伏发电，面板下养殖喜阴鱼虾等水产，形成“上可发电，下可养殖”的“渔光互补”模式;对积水较浅或季节性积水的中度采煤沉陷区，可采用挖深垫浅法，整理成大小适中的鱼塘，形成水产养殖基地，挖出的土方垫在沉陷较浅的区域造田，种植莲藕等水产植物，增加土地收益;对轻度采煤沉陷区，通过土地平整、农田水利、道路和林网的综合建设，优先恢复改造成耕地，还田于民。

沛县北部存在大量连片采煤沉陷区，在治理中，将矿产资源开发和矿区土地利用、生态环境治理、新型城镇化建设等结合。近年来，通過采煤沉陷区土地复垦等项目新增耕地1.73万亩;杨屯镇新镇区搬迁涉及人口2.75万人，节约土地3396亩，置换小城镇建设用地指标5096亩;沛县安国湿地环境修复工程建设规模9000余亩，把采煤沉陷区治理与尾水导流、湿地公园建设相结合，改善了矿区生态环境。在三河尖、张双楼、姚桥煤矿采煤沉陷区内，将光伏发电产业与渔业发展相结合，充分利用沉陷形成的坑塘水面，采用漂浮式建设光伏电板，电站上层用于光伏发电，下层水域进行水产养殖，提高了土地利用效率。

3 采煤沉陷区系统修复策略

徐州作为资源型城市，因煤矿开采产生的历史遗留问题依然严重，转型发展内生动力还需继续加强，为解决一系列矛盾和问题，必须以系统修复的思维统筹实施采煤沉陷区综合治理。

3.1 优化矿区空间布局

对关闭矿区矿产资源、土地资源、水资源等要素进行一体化调查评价，查清采煤沉陷区内资源要素的数量、质量和空间分布，科学评价采煤沉陷区资源环境承载力。结合产业类型、人口规模、区域位置等情况，将采煤沉陷区空间布局与矿产资源开发、矿区土地利用、生态环境整治、新型城镇化建设相融合，优化矿区生产、生活、生态空间格局。

3.2 厘清治理责任主体

厘清政府和企业的治理责任，坚持“谁破坏、谁治理”，强化矿山地质环境治理恢复基金的监管，利用矿业权勘查开采信息公示为抓手，严格落实企业履行矿山环境治理恢复责任，确保“边开采、边治理”落到实处，实现逐步还清历史遗留旧账，不再产生新问题。

3.3 构建多元化投资机制

按照政府引导、项目支撑、综合整治、收益共享、市场运作的方式，构建多元化投资机制，鼓励政府投融资平台与社会资本合作，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，破解资金短缺瓶颈问题。

3.4 因地制宜科学治理

针对不同类型沉陷区，坚持“宜农则农、宜水则水、宜建则建、宜渔则渔、宜生态则生态”的原则，根据沉陷区地形地貌、地质情况、区域位置等情况，因地制宜、整体规划、综合治理、科学修复。[9]特别是对沉陷地建设利用，要开展地面沉降稳定性评估、采空区充填处理等，确保采空区治理利用安全性。

3.5 加大接续产业建设

将采煤沉陷区治理与产业转型升级充分结合，立足区域产业资源优势，优化产业结构，因地制宜发展特色接续替代产业，吸纳采煤沉陷区失地农民、失业矿工就业，提升沉陷区居民就业水平，建设集工业遗产体验、文化创意、特色商业、休闲养生、配套生活为一体的城市文化游憩区，打造绿色经济增长级[10]。

4 结论

采煤沉陷区是一个特殊的生态系统，是集地面沉陷、耕地损毁、植被退化、基础设施损坏、水污染、土壤污染等多种问题交织的特殊区域。对采煤沉陷区进行科学合理分类，是系统修复治理的前提，更利于国土空间布局的规划和生产生活生态空间优化。

根据沉陷区相对位置和沉陷程度交互作用，将采煤沉陷区划分为城区型重度沉陷区、城区型中度沉陷区、城区型轻度沉陷区、城郊型重度沉陷区、城郊型中度沉陷区、城郊型轻度沉陷区、远离城市型重度沉陷区、远离城市型中度沉陷区、远离城市型轻度沉陷区9种类型。结合徐州市采煤沉陷区实际情况，从改善采煤沉陷区生态环境和盘活沉陷区土地资源的角度，提出采煤沉陷区综合治理利用方向并举例说明。

基于系统化生态修复理念，提出采煤沉陷区系统修复策略，优化矿区空间布局，将沉陷区治理利用与城市建设发展有机融合;厘清沉陷区治理的责任主体，强化企业的治理主体责任;构建多元化投资机制，拓宽融资渠道，鼓励社会资本积极参与;强化沉陷区科学修复理念，因地制宜综合治理;大力发展具有地方特色的接续替代产业，提高沉陷区土地价值，打造绿色经济增长级。

参考文献

[1]蒋波，安守林，黄敬军，等.城市化进程下徐州矿业废弃地治理模式[J].地质学刊，2019，43（1）：155-160.

[2]渠俊锋，李钢，张绍良，等.徐州高潜水位采煤沉陷区水土资源开发利用研究[J].中国矿业，2009，18（3）：64-66.

[3]陈晨，李兵，徐燕飞.平原高潜水位采煤沉陷区规划与综合利用策略—以淮南矿区为例[J].安徽农学通报，2019，25（16）：125-26.

[4]吴刚，张绍良，公云龙，等.徐州市采煤塌陷地农业综合开发研究[J].安徽农学通报，2011，17（1）：129-131.

[5]李佳洺，余建辉，张文忠.中国采煤沉陷區空间格局与治理模式[J].自然资源学报，2019，34（4）：867-880.

[6]李再兴，姚娇娇，徐伟，等.华北平原高潜水区采煤塌陷区治理模式研究及问题分析[J].地质灾害与环境保护，2019，30（4）：72-75.

[7]常江，杨波.偏远型资源枯竭矿区土地再利用研究[C].生态文明视角下的城乡规划——2008中国城市规划年会论文集.

[8]蒋正举.“资源-资产-资本”视角下矿山废弃地转化理论及其应用研究[D].徐州：中国矿业大学，2014.

[9]李飞，李德忠，程旭.采煤沉陷区现状分析与生态治理刍议——以辽宁省调兵山市为例[J].国土资源，2019（9）：42-43.

[10]徐州市人民政府.徐州市采煤沉陷区综合治理实施方案（2017-2020年）[Z].2017.

收稿日期：2020-06-23

基金项目：江苏省自然资源科技计划项目“采煤塌陷地山水林田湖草生态修复模式研究”（KJXM2019030）;徐州市自然资源和规划局与江苏省地质矿产局第五地质大队合作项目（2019年）“徐州市采煤沉陷区界定、分类标准及调查”

作者简介：朱宾（1983-），男，汉族，研究方向为矿山生态修复管理。