靳清增

摘要：安徽省淮南市大通采煤塌陷區(qū)，系為淮南市大通煤礦與九龍崗煤礦開采遺留的集中連片的采空塌陷區(qū)之西部一部分。其主要問(wèn)題表現(xiàn)為農(nóng)田被毀，農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)，造成地表起伏不平，難以耕種和灌溉，部分地段下沉積水，含水層嚴(yán)重受損。礦山通過(guò)對(duì)采煤塌陷區(qū)環(huán)境治理成效分析，希望為周邊礦山環(huán)境治理提供參考。

關(guān)鍵詞：采煤塌陷區(qū)；環(huán)境問(wèn)題；治理措施

1.引言

大通煤礦歷史悠久，在我國(guó)煤炭建設(shè)史上起到了十分重要的作用，為我國(guó)煤炭建設(shè)作出了突出貢獻(xiàn)，雖然礦井已報(bào)廢30年，但形成的塌陷區(qū)尚未進(jìn)行治理，該項(xiàng)目一旦治理完成，將為國(guó)內(nèi)煤炭城市資源枯竭礦區(qū)環(huán)境治理探索出一條新路，為國(guó)內(nèi)資源型城市轉(zhuǎn)型提供出一種模式，對(duì)資源枯竭礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理具有一定的示范作用。

項(xiàng)目完成后，可以使垃圾遍地、污水橫流的“城市荒地”，改造成為綠樹成行，芳草如茵，水碧天藍(lán)，空氣清新的城市生態(tài)園林，塌陷區(qū)及周邊的人居環(huán)境將極大地改善，城市品位將得到大幅提升。結(jié)合正在進(jìn)行的大通國(guó)家礦山公園建設(shè)，融人文景觀與自然景觀為一體，采用環(huán)境更新、生態(tài)恢復(fù)和文化重現(xiàn)等為手段，將達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。

2.礦區(qū)概況

大通煤礦地層分區(qū)屬華北地層大區(qū)晉冀魯豫地層區(qū)，徐淮地層分區(qū)淮南地層小區(qū)。北部基巖被第四系覆蓋，南部低山殘丘區(qū)出露前震旦系、寒武系、奧陶系等地層。大地構(gòu)造為中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣，分屬淮河臺(tái)坳的淮南陷褶斷帶，處于淮南復(fù)向斜的東南翼。井田煤系地層為舜耕山逆掩斷層上盤，屬單斜構(gòu)造。塌陷區(qū)地層主要為古生界奧陶系、石炭系、二疊系和新生界第四系。

大通煤礦是淮南煤礦的發(fā)源地，可遠(yuǎn)溯到明萬(wàn)歷年間，當(dāng)時(shí)就有民窯開采，到清末共建土窯120多處。1966年以后，隨著開采深度的增加，大通煤礦資源逐年枯竭，產(chǎn)量開始減少，于1978年閉礦。大通煤礦礦井已報(bào)廢30年，是因歷史原因滅失的廢棄、閉坑礦山。原大通礦遺留的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題十分突出。采空區(qū)地面紛紛塌陷，形成5個(gè)積水坑，5000多畝良田被毀；采煤塌陷不僅造成了地形地貌景觀的改變、生態(tài)環(huán)境的破壞，而且對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)也產(chǎn)生了巨大的負(fù)面影響。

3.地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及危害

3.1采空地面塌陷

采煤地面塌陷是指緩慢的大范圍不均勻沉陷，無(wú)聲無(wú)震，地表呈現(xiàn)橢圓形盆地狀，局部有地面塌陷坑。大通煤礦在長(zhǎng)達(dá)67年的開采過(guò)程中，形成了東西向長(zhǎng)條形塌陷區(qū)，總面積達(dá)356.5hm2，區(qū)內(nèi)分布5個(gè)大小不等的塌陷坑（K1-K5），基本上長(zhǎng)年積水，K1：面積82.0hm2，橢圓形盆地狀，深度2.3m；K2：面積53.1hm2，橢圓形盆地狀，深度1.9m；K3：面積62.5hm2，橢圓形盆地狀，深度2.25m；K4：面積59.3hm2，橢圓形盆地狀，深度1.7m；K5：面積99.7hm2，橢圓形盆地狀，深度3.0m。

塌陷造成5233畝（348.87公頃）良田被毀，1000多戶居民先后搬遷。據(jù)調(diào)查，目前塌陷區(qū)內(nèi)仍有礦南村、兩淮村等8個(gè)村莊和社區(qū)分布，民房普遍出現(xiàn)裂縫、變形，有的墻體已明顯滑移，326戶1528人受災(zāi)，受損房屋建筑面積3.3m2×104m2。

3.2固體廢棄物堆放

塌陷區(qū)固體廢棄物隨處可見(jiàn)，垃圾遍地，具統(tǒng)計(jì)固體廢棄物壓占土地321畝。固體廢棄物堆放不僅壓占了大量土地，而且嚴(yán)重破壞了地形地貌景觀，淋濾液下滲還造成了嚴(yán)重的水土污染。部分煤矸石堆和渣石堆堆高坡陡，存在滑坡隱患，對(duì)過(guò)往等人構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

（1）矸石及廢棄渣石堆場(chǎng)：塌陷區(qū)內(nèi)現(xiàn)有9處煤矸石堆場(chǎng)及3處廢棄渣石堆場(chǎng)，分別占地4625m2～46536m2，堆高3m～6m。矸石及廢棄渣石總面積19.08hm2，總體積 82.14m3×104m3。

（2）垃圾堆場(chǎng)：大通采煤塌陷區(qū)塌陷坑內(nèi)傾倒垃圾現(xiàn)象嚴(yán)重，規(guī)模較大的是大通機(jī)廠垃圾堆場(chǎng)，垃圾堆存總量約2.3m3×104m3。近年來(lái)隨著淮南建設(shè)大發(fā)展，有建筑垃圾向塌陷區(qū)內(nèi)傾倒，主要地點(diǎn)在大通水泥廠北側(cè)濕地，另外該處宿舍區(qū)搬遷遺留有一定量建筑垃圾。

大通機(jī)廠垃圾堆場(chǎng)位于塌陷區(qū)東部，占地5625m2，堆高3m～5m，堆存量約2.3×104m3。從上世紀(jì)90年代至今在使用，其中工業(yè)垃圾和生活垃圾混雜堆放。因缺少沼氣（LFG）導(dǎo)排系統(tǒng)，場(chǎng)區(qū)臭氣熏天，存在嚴(yán)重安全隱患；垃圾滲濾液未經(jīng)任何處理直接滲入地下，不可避免地造成嚴(yán)重污染。

3.3水土污染

塌陷坑積水均為死水，匯集塌陷區(qū)及周邊地區(qū)的生產(chǎn)、生活污水，依靠蒸發(fā)排放，水體自凈能力有限，水生生態(tài)系統(tǒng)脆弱，水中亞硝酸鹽、氟化物、鎘以及總硬度均嚴(yán)重超標(biāo)達(dá)Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，硫酸鹽和錳含量超標(biāo)達(dá)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，糞大腸菌數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)。地下水總硬度、溶解性總固體、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發(fā)性酚類均超標(biāo)達(dá)Ⅳ類、Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌菌群數(shù)也嚴(yán)重超標(biāo)。

4.礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理

4.1治理目標(biāo)

在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，按照構(gòu)建和諧社會(huì)和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會(huì)要求，重點(diǎn)處理好煤炭生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，繼續(xù)發(fā)展煤炭資源優(yōu)勢(shì)，建設(shè)能源科技城市，建設(shè)宜居生態(tài)城市和文化旅游名城。根據(jù)淮南市城市發(fā)展規(guī)劃，大通塌陷區(qū)規(guī)劃為現(xiàn)有城市建成區(qū)與山南新區(qū)的過(guò)渡地帶。大通塌陷區(qū)規(guī)劃為生態(tài)綠地。

根據(jù)一系列規(guī)劃，作為未來(lái)淮南市的中心部位，大通塌陷區(qū)恢復(fù)治理以建設(shè)國(guó)家礦山公園和城市生態(tài)綠地相結(jié)合。因此，本次治理項(xiàng)目的總體目標(biāo)是：通過(guò)對(duì)迫在眉睫的歷史遺留的礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的綜合治理，徹底消除塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患，確保塌陷區(qū)及周邊人民生命財(cái)產(chǎn)安全及社會(huì)穩(wěn)定。結(jié)合治理項(xiàng)目，恢復(fù)塌陷區(qū)水土資源，充分開展土地整理和植被重建，把大通塌陷區(qū)治理恢復(fù)成為風(fēng)景秀麗的國(guó)家礦山公園和城市生態(tài)綠地，為實(shí)現(xiàn)資源枯竭的城市轉(zhuǎn)型起到試點(diǎn)和示范作用。

4.2技術(shù)路線

大通煤礦閉坑已有30多年，塌陷區(qū)大部已穩(wěn)定。考慮到治理資金缺口太大，本次治理總體思路是：宜水則水、宜林則林、依坡就勢(shì)、適度開發(fā)，治理后的塌陷區(qū)將主要體現(xiàn)大自然的秀美。

本著這一指導(dǎo)原則，區(qū)內(nèi)積水塌陷坑將采取挖深、墊淺、回填、修坡等措施，恢復(fù)治理為綠地景區(qū)；廢石渣土堆將作為塌陷坑回填材料，殘留部分就地整平、覆土綠化；垃圾場(chǎng)進(jìn)行沼氣導(dǎo)排、表面平整，然后覆土綠化；廢棄礦井將進(jìn)行回填整平，覆土綠化；剩余廣大塌陷區(qū)因地表坑洼不平，將依坡就勢(shì)，適當(dāng)整理，部分覆土，植樹種草，綠化為園林。為提升公園的功能，園區(qū)內(nèi)將根據(jù)坡形、地勢(shì)，結(jié)合排水，修建步行道和排水溝；通過(guò)對(duì)積水塌陷坑改造、固體廢棄物的合理處置以及植樹種草等生物工程措施的實(shí)施，大通塌陷區(qū)將變成風(fēng)景秀麗的生態(tài)園區(qū)，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益將協(xié)同發(fā)展。

4.3技術(shù)方法

根據(jù)周邊礦山治理經(jīng)驗(yàn)及本礦山實(shí)際情況，技術(shù)步驟主要如下：專項(xiàng)工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害測(cè)量→土石方鏟挖與運(yùn)裝、管溝挖掘、管道敷設(shè)、道路施工→塌陷坑的回填→垃圾堆場(chǎng)處理→廢棄礦井回填、灌漿→生物工程措施

5.治理措施-生物工程措施

5.1人工濕地技術(shù)

在水深1.5m以下種深水植物帶，水深1.0m以下種浮葉植物帶，水深0.5m以下種挺水植物帶，岸緣水陸交接帶種植沼生植物帶。見(jiàn)圖2。

5.2坡面綠化方法

塌陷區(qū)廣大坡地主要種植常綠針葉林、落葉闊葉林混交林、落葉針葉林、落葉闊葉林、常綠闊葉混交林和低地灌草帶及濕地植物類型。見(jiàn)圖3。

植被組成以淮南本土物種為主，使治理區(qū)恢復(fù)后，植被生態(tài)系統(tǒng)能夠自我維持，在一定程度上能忍受環(huán)境的干擾，良性的演化并逐漸形成穩(wěn)定的頂級(jí)生物群落。

6.結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)安徽省淮南市大通采煤塌陷區(qū)進(jìn)行連片綜合治理，主要通過(guò)專項(xiàng)工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害測(cè)量→土石方鏟挖與運(yùn)裝、管溝挖掘、管道敷設(shè)、道路施工→塌陷坑的回填→垃圾堆場(chǎng)處理→廢棄礦井回填、灌漿→生物工程措施等一系列措施，達(dá)到了理想的效果，在完成預(yù)期目標(biāo)之余，也為周邊礦山開采集中區(qū)環(huán)境治理提供了治理依據(jù)及參考。

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