以五阳煤矿为例谈采煤沉陷区生态恢复治理

张 洁

(山西省第一水文地质工程地质队，山西 太原 030024)

1 概述

采煤沉陷区综合治理是新时代推动高质量发展的重要任务，事关人民群众切身利益，事关生态文明建设全局。近年来山西省举全省之力推进采煤沉陷区综合治理，紧紧把握宜农则农、宜林则林、宜田则田、宜塘则塘、宜游则游、宜建则建的原则，把一个个采煤沉陷区再造成为“生态园”“米粮川”，为全国采煤沉陷区地质环境治理提供了范本。文章以山西省采煤沉陷区综合治理五阳煤矿矿山地质环境治理项目为例，通过介绍该采煤沉陷区存在的地质环境问题和相对应所采取的治理措施以及所取得的效益分析，向大家展示了治理后所形成的集“山水林田湖草”为一体的生态环境之美。

2 项目概况

山西自古以来就是煤炭资源大省，采煤沉陷区面积大，受灾人口多，成为全国采煤塌陷区治理试点省份。五阳煤矿矿山地质环境治理项目为山西省国土资源厅采煤沉陷区59个重要煤矿矿山地质环境治理项目之一。其治理项目包括河道修复治理、水库库岸修复、耕地恢复、道路修复以及地貌景观植被恢复等，是山西难得一见的，真正能够把山、水、林、田、湖、草各个方面都统一结合起来的综合治理、生态恢复的典型项目。为实施山、水、林、田、湖、草全方位生态环境修复治理积累了宝贵经验，体现了“对山水林田湖进行统一保护、统一修复是十分必要的”这一论述。

3 采煤沉陷区地质环境问题

根据资料收集及现场踏勘，治理区地质环境问题主要为地面塌陷和地裂缝造成的地形地貌景观破坏、土地资源破坏、浊漳河河岸部分区域河道破坏以及部分道路损毁和破坏。

治理区内共发现5处地面塌陷、5条地裂缝，均为开采石炭系山西组3号煤层导致，此区域内现煤矿已经停采，地表基本稳定。治理区塌陷坑总面积1.013 km2，受采空区影响，浊漳河西源河道岸坡一级阶地塌陷，造成岸坡上耕地高程普遍下降，河道翻水至原一级阶地，岸坡上耕地、林地被淹没，损毁河道岸坡2.95 km，损毁旱地43.19 hm2，损毁林地0.51 hm2；治理区内多条道路受地面塌陷和地裂缝影响，致使路面开裂、裂缝两侧形成错落坎，部分道路被水淹没，土质路基软化，影响车辆通行，损毁道路14.19 km。塌陷盆地形态为不规则状，直径在31 m～772 m不等，塌陷深度2.0 m～4.0 m，部分塌陷坑有积水，其分布位置见图1。

4 采煤沉陷区治理内容及主要措施

治理内容包括：采空塌陷损毁河道及水库堤防治理，塌陷区耕地恢复治理，塌陷损毁道路治理，地形地貌景观恢复。

4.1 采空塌陷损毁河道及损毁水库堤防治理

本项目对河道及水库堤防的治理采用了生态治河的新技术、新方法——格宾石笼阶梯式护基结合植物措施的治理方法。此项治理措施与传统的浆砌石或混凝土支挡结构不同，其优点在于：减少河道占地；美化环境，减少对原自然生态环境的改变；为柔性结构，能适应各种土层性质并与之有较好的结合，能很好的适应地基变形，利于后续工程的运行；施工简便，工程造价相对较低。可以替代传统的防护结构，成为水利工程首选的结构形式。

河道堤防治理采用格宾笼重力式+斜坡防护结构型式，重力式笼网采用退台式结构，见图2。墙体总高5.0 m，基础宽度为3.0 m，地面以上直墙段墙高3.5 m，采用格网石笼砌筑，层高0.5 m，宽度3.0 m～1.0 m，依次递减；斜坡段高为1.0 m，坡度为1∶3，采用0.5 m厚的格宾石笼防护，其结构型式从下至上依次为：地基压实、反滤土工布、200 mm厚碎石垫层、500 mm厚格宾石笼。弯道凹岸堤脚采用500 mm厚格网石笼护脚作为水平、柔性防冲设施，防护宽度5 m。岸墙基础采用碾压，处理深度不小于0.5 m。如遇淤泥时采用插填片石，插填深度0.5 m～1 m。治理后可以固定河道，防止河水对岸坡的冲刷。

付村水库整体治理为水库周边设置一圈格宾石笼阶梯式护基，护基长1.59 km，护基位于水库边缘，顶面标高868.60 m。设计水深2.0 m，格宾石笼采用1.5 m(长)×0.5 m(高)×1.0 m(宽)矩形网箱错台砌筑，面坡台阶0.75 m(宽)×0.5 m(高)，台阶上植草，衬砌高度3.5 m，埋深1.5。水库边坡治理后可防止水对库岸浸泡产生的坍塌淤积，固定岸坡。护基以上至道路段设置植物防护带，地面坡比为1∶4，拟种植紫穗槐，一方面美化环境，另一方面也起到固坡的作用。

4.2 塌陷区耕地恢复治理

塌陷坑ZL04，ZL05原为耕地，现内有积水，治理应抽水结合回填场地。具体治理方案为：积水区通过抽水机排出塌陷坑内积水，无积水的塌陷治理区对治理区表土进行剥离，剥离厚度0.3 m，剥离表土堆积于治理区两侧，另买土填充塌陷坑；回填塌陷坑后进行场地平整，再进行剥离的表土回覆、翻耕，最后进行土壤配肥，既平整了土地，又增加了耕地面积。

4.3 塌陷损毁道路治理

本次设计道路共计20条，全长11.428 km，原为土路，现改为沥青混凝土道路，路宽因地制宜，基本按现有道路宽度进行修复，行车道两侧分别设置土路肩。在对原有道路进行修复时，对道路上凹陷、裂缝进行夯实回填，基本不对原道路纵坡进行调整。道路两侧设置排水沟，排水沟断面为矩形，沟深为0.4 m，底宽、上口宽为0.4 m。

4.4 地形地貌景观恢复

地面塌陷区部分区域土地破碎，植被减少、死亡，地形地貌景观恢复主要工作分四部分：道路两侧设立植物修复带，种植油松，间距3 m；水库堤防与沿湖道路间缓坡地带设立植物修复带，拟种植紫穗槐，起到绿化及固坡的目的，每亩种植紫穗槐800株；付村水库、钓鱼岛池塘空白区域种植早熟禾，草种撒播密度为20 g草籽/m2；池塘东部堆土区，采取补种原树种槐树进行恢复，最终达到横竖种植间隔每3 m一株。

5 效益分析

本次矿山地质环境治理项目的实施，包括整治修建河道护堤3.64 km，修建水库堤防1.59 km，修复道路11.042 km，恢复绿化景观面积约6.39 hm2，恢复耕地54.02 hm2。治理项目充分体现了国家“以人为本”“和谐发展”的执政理念，一方面，消除治理区内地质灾害隐患，有效改善项目区的生态地质环境和自然景观视觉效果，提高项目区旅游业发展；另一方面，使因采煤塌陷造成破坏的耕地生产能力得到恢复，对保证国家粮食安全起到积极作用。项目区治理符合当前政府提倡的山水林田湖是一个生命共同体的系统思想，符合“绿水青山就是金山银山”的生态理念，促进了当地经济和社会的可持续发展，有利于和谐社会的建设。其治理效果见图3。

6 结语

本次采煤沉陷区治理项目包括河道堤防治理、水库护基治理、损毁道路治理、耕地恢复以及地形地貌景观恢复等，防治了地质灾害、保护了生态环境，统筹了构建山水林田湖草一体化生态保护修复新格局，贯彻了国家绿色发展理念，最终达到了和谐、环境优美的目的。其中，河道治理所采用的格宾石笼阶梯式护基结合植物措施的治理思路，为新型生态治河方法，是工程与环境相结合的典范，是节能、低碳、环保的集安全性和景观性为一体的新型支挡结构，可以为相似项目提供一定的参考。