李志峰
(山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 濟(jì)南 250100)
采煤塌陷區(qū)是指地下煤炭采出后,在地表形成的移動和變形區(qū)。采煤塌陷導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受損,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力下降,地質(zhì)災(zāi)害隱患增多,地表建筑物被破壞,大量村莊需要搬遷。由于地質(zhì)背景、煤炭賦存條件、水文、開采方式等差異,采煤塌陷區(qū)呈現(xiàn)不同的特點。其中,塌陷后危害最嚴(yán)重、治理難度最大的有兩類地區(qū):一是以江蘇徐州、山東濟(jì)寧等地為代表的礦區(qū),地下水位較高,采煤塌陷后大面積積水;二是以陜西榆林、山西陽泉等地為代表的礦區(qū),塌陷后上層殘留煤柱存在自燃隱患。
井下采面的不斷延伸和開采造成了采煤塌陷,導(dǎo)致地表變形,出現(xiàn)不同寬度裂縫,嚴(yán)重的達(dá)到幾米寬,造成地面塌陷、道路斷裂;出現(xiàn)上下錯位階梯,整體垮塌的形成塌陷坑,伴隨著標(biāo)高的下降,地下水滲出形成塌陷水坑,大面積的水面連接后形成了水池、水塘。唐山市因采煤塌陷形成的最為典型的屬南湖公園了。唐山南湖公園位于市中心南部地處采煤塌陷區(qū)??偯娣e1300公頃,水面165公頃。原來塌陷區(qū)內(nèi)人跡罕至,雜草叢生,生態(tài)環(huán)境和自然景觀遭到嚴(yán)重破壞,黑水流溢、飛灰蔽日的荒蕪景象滿眼皆是。1997年初唐山市委、市政府開始實施生態(tài)綠化工程,規(guī)劃將此處建為集游憩觀賞和水上活動于一體的大型綜合性生態(tài)公園。目前已完成綠化面積400公頃,植樹30萬株,栽植草坪20萬平方米。公園內(nèi)樹木成蔭、草坪翠綠、湖水清撤,已成為市民休閑娛樂的場所。
采煤塌陷范圍內(nèi),地面裂縫、地表階梯、地下水涌出,土地資源和地表生態(tài)植被受到嚴(yán)重破壞,土壤成分和微生物嚴(yán)重失衡,造成地表作物不能正常生長,人們熟知的土地資源破壞現(xiàn)象有水土流失、土壤荒漠化、水漬化、鹽堿化和土壤侵蝕嚴(yán)重。
地下煤層分布具有大范圍、大區(qū)域特點,因此,采煤塌陷畢竟會對人們賴以生存的土地資源造成破壞,耕地等積水無法耕種,致使耕地急劇減少,糧食、蔬菜等農(nóng)作物減產(chǎn)或絕產(chǎn),農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入下降。
采煤塌陷導(dǎo)致大量的林木及植被被地下水滲出浸泡,長時間的積水造成樹木及植被過澇死亡,而樹木及植被作為大自然的環(huán)境調(diào)節(jié)劑,不能起到吸收二氧化碳釋放氧氣的凈化空氣的重要作用,導(dǎo)致地方空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降,污染嚴(yán)重的形成霧霾環(huán)境,造成生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞。這種霧霾污染空氣在全國大部分煤炭企業(yè)采煤塌陷區(qū)域都較為普遍,路面積塵、空中揚塵、天空昏黃,大氣污染極為嚴(yán)重。
由于采煤塌陷,造成地表一些本來就有的河流改道,破壞了河流周邊的村莊飲用及灌溉水資源,影響了雨水的排放路徑,給村莊防洪排澇帶來很大困難,同時也增加了抗洪防護(hù)的資金投入。
由于煤礦開采塌陷,使得礦區(qū)內(nèi)一些基礎(chǔ)設(shè)施和公益設(shè)施遭到不同程度的破壞,給人們的生產(chǎn)生活帶來很大不便。塌陷會造成道路的路基、路面受到破壞,也使道路發(fā)生縱向坡度變化,使車輛運行阻力增大或減小,從而增加交通事故的發(fā)生概率;地表移動變形會造成采礦影響范圍內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物產(chǎn)生傾斜,尤其對面積小而高度大的構(gòu)筑物的危害更大;采煤塌陷區(qū)域內(nèi)供電、輸電線路受到不同程度的影響,大部分輸電線路遭受嚴(yán)重破壞,高低壓輸電線路等被迫修建改線;由于有一些河流的河道發(fā)生改變,為保安全,增加了池塘、公路、溝渠、堤壩等基礎(chǔ)設(shè)施的維修、加固、重建等費用,給煤炭企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
某些丘陵山區(qū),開采塌陷引起的地表塌陷和裂縫有可能誘發(fā)山體滑坡甚至是塌陷型地震。據(jù)資料統(tǒng)計,1956-1980年間,山西大同煤礦因塌陷而誘發(fā)有感地震40多次,最大震級Ms3.4級。1993年,原大同礦務(wù)局晉華宮礦發(fā)生大面積采空區(qū)塌陷造成3.8級塌落地震,影響半徑達(dá)15km,相鄰的煤礦生產(chǎn)礦井遭受嚴(yán)重破壞。
嚴(yán)重的采煤塌陷會損壞地面建筑物,使居民的住宅變成危房,直接影響居民的生活甚至危及生命。由于地表下沉嚴(yán)重,造成了錢營礦采煤塌陷區(qū)內(nèi)部分村莊內(nèi)村民受損房屋墻體及地面多處裂縫,房頂塌落,椽檁斷裂,院墻傾斜或倒塌,門窗扭曲變形。雨季時,村內(nèi)多條道路和多處院落積水達(dá)30到40厘米,嚴(yán)重影響村民生產(chǎn)、生活。由于地區(qū)限制和政策約束,搬遷難度大,為了確保村民的正常生產(chǎn)生活,企業(yè)每年投入的村民外出避險費用達(dá)幾千萬元。
煤炭的開采使耕地大面積塌陷,加上人口增長和建設(shè)占地等原因,塌陷區(qū)人均耕地日益減少。隨著礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對土地的需求量進(jìn)一步加大,因此采煤塌陷勢必會造成礦區(qū)用地矛盾突出,同時大量農(nóng)民失地又會加劇礦區(qū)人地之間的矛盾。
即使進(jìn)行建設(shè),為解決工程基礎(chǔ)穩(wěn)固問題需額外增加建設(shè)成本投入。這種情況下,必須在人力、物力上都大大增加了投資,加重了地方財政的負(fù)擔(dān),也制約了礦區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展。或臨時修改規(guī)劃,使得前期投入毀于一旦。
采煤塌陷區(qū)綜合治理是一個長期和艱巨的過程。隨著塌陷地治理經(jīng)驗的積累,針對傳統(tǒng)治理模式的不足,迎合經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步,以發(fā)揮塌陷區(qū)最大效益為根本目的,對各類采煤塌陷區(qū)進(jìn)行有針對性的治理,資源的開發(fā)和利用,解決當(dāng)前沉陷地區(qū)的復(fù)墾問題,以優(yōu)化整個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。