综合利用永城市煤矿沉陷区土地对策.doc

综合利用永城市煤矿沉陷区土地对策 李全保 煤炭工业部郑州设计研究院,郑州450007 提要 从保持经济可持续发展角度出发介绍了综合治理和开发利用永城市煤矿沉陷区土地的不同途径,并提出了相应的操作方法以供参考。 关键词 煤矿;沉陷区;生态环境;综合治理中图分类号 F321.1; T 984.17 李全保,男,34岁,工程师 来稿日期1998-06-01 1 概述 永城市位于河南省东部豫、苏、皖、鲁四省交界地区,地处淮河上游黄淮冲积平原,是一个新兴的煤炭工业城市。该地区地势平坦,土地肥沃,交通运输方便。永夏矿区基本处于永城市境内,是新近崛起的优质无烟煤基地,煤炭资源储量十分丰富,稳定可靠,煤层倾角平缓,适宜于机械化开采,具备建设大、中型矿井的条件,又加之煤质优良,用途广泛,因此,是一个不可多得的能源基地。煤炭工业的发展将为豫东地区的经济繁荣、地方工业的发展及人们生活水平的提高起到巨大的推进和促进作用。但是随着煤炭资源的深入开发,势必会给当地的环境和生态系统造成深远影响,主要表现在由于煤矿井下开采而造成的地表形态破坏及 三废 排放污染周围环境等,其中受开采沉陷影响的土地不仅面积较广,地表移动及变形值较大,而且在沉陷区内将出现许多积水坑塘,破坏大量宝贵的土地资源。如何节约土地资源,综合治理和开发利用沉陷区内被破坏的土地,避免环境生态系统的进一步恶化,是永城市的经济能否取得可持续发展的关键所在。 2 煤矿沉陷区的影响情况预测 永城市人口较多,人均占有耕地少,平均每km 2有536人。该地区河沟纵横,地下水分布 广泛,第四系潜水埋藏较浅。矿区共规划有7对矿井,设计总生产规模为10.2Mt/a,其中统配矿4对陈四楼、车集、城郊、新桥,地方矿3对葛店、新庄、刘河,开采时间上将持续百余年,矿区地下煤炭资源被开采后,破坏了煤层上覆岩层原有的力学平衡状态,岩层依次会发生弯曲、断裂、冒落等现象,波及至地表,将会形成规模不等的沉陷区,地下水位亦会相对上升而浸润或淹没耕地,造成土地资源被破坏和建构筑物被毁及其它生态问题。 1破坏土地资源。矿区内井田面积为296.25km 2,根据对开采沉陷所作的预计,到开 采结束时,其影响波及面积为313.4km 2 ,将使本地区形成大小不等的沉陷盆地,沉陷区占全市所有土地面积的15.7,这其中约58.8的土地将长年积水,积水总面积为184.17km 2,淹 没耕地约12840.3hm 2 。大面积耕地将变成茫茫水域,本地区水域将陡增19.6倍,每万吨煤的沉降率 和每万吨煤的积水率 w 可按下式计算 S T *A , w S w T *A 。 式中S 为地表沉陷大于10mm 的受影响土地总面积hm 2;T 为矿井服务年限a;A 为矿井设计产量万t/a;S w 为地表因下沉而长年积水面积hm 2。 经过计算 的综合平均值为0.457hm 2 / 万t, w 的综合平均值为0.238hm 2 /万t,矿区均衡生产期每年因沉陷受影响的土地面积为59.4hm 2,积水面积239.3hm 2,受淹耕地面积 第17卷 增 刊1998年 7月地域研究与开发 AR EAL RESEARCH AN D DEVELO PM EN T V ol.17 supplement July 1998 170.6hm2。每年约相当于5.8个自然村失去全部土地,将有1478人由于失去赖以生存的土地而成为 离土不离乡 的农民,由于大量的土地资源遭到破坏,城市经济的发展将面临就业等诸多问题的困扰,形势十分严峻。 2破坏生态环境。由于本地区地下水位较高,大面积开采沉陷后地表将出现长年积水现象,原有植被及农作物受到破坏,又加之地表沉陷变形改变了地貌形态和地下水的径流方向,容易形成内涝或使土地沼泽化,从而恶化生态环境。与此同时靠近工矿企业的沉陷区盆地又可能成为其纳污水体,对环境造成进一步污染。 3 综合利用沉陷区土地对策 以煤炭的大规模开发为契机,永城由原来以农业经济为主的贫困落后地区而一跃成为一个新兴的煤矿城市,正在逐步迈向新的发展纪元,可谓百业待举。但经济的发展决不能以牺牲土地资源和生态环境为代价,我国许多煤矿城市发展过程中的教训值得借鉴,对煤矿沉陷区土地进行综合治理和开发的重要性要从法律角度和经济能否可持续发展高度加以重视。 土地是国民经济与社会发展的重要资源,最大限度地实现土地资源的可持续利用亦是新兴煤矿城市健康发展的基本保证。因此应大力优化资源配置,提高土地的使用效益,树立长远发展观点,珍惜和利用每寸土地。土地资源是有限的,而人口增多和发展经济用地会逐年增加。因此应废弃沉陷区内土地只征不用的旧观念,加强土地复垦的管理,使土地资源能够发挥出最大效益,为经济的可持续发展服务。 3.1 提前进行沉陷区的预测和规划工作 煤炭企业在煤矿投产后,应建立长期的地表移动观测站,总结出适合于各井田的岩移参数,并对沉陷区内的地质状况、井下采区的接替顺序和岩移规律进行详细调查研究和预测,结合当地城镇、道路、河网以及环境工程的建设,编制出沉陷区土地综合利用计划,以使土地资源最大限度地满足发展生产和人们的生活需要。积极开展有关土地综合利用经济效益、复垦规范、施工方法、环境污染监测和防治等技术经济问题研究,做好管理及技术指导服务工作,以促进沉陷区土地利用的良性循环。 当地有关部门亦应制订相应的具体政策,引导对沉陷区的综合治理和开发工作,并结合永城市区的迁建,鼓励把部分建筑物设在已充填稳定的沉陷区土地上,并对其在经济上实行优惠政策。 3.2 采用电厂粉煤灰和煤矸石造地复田 永夏矿区自备电厂2 25MW每年可排放粉煤灰7.3853万t,正在规划中的永城火电厂1200M W每年亦可排放大量的粉煤灰,在采取了相应的预防二次污染措施后,电厂的粉煤灰可用于充填沉陷区,具体方法为先用铲运机将沉陷区内表土剥离,然后将粉煤灰排入沉陷坑,待充填至设计标高时,再在其上铺设原表土层,厚度不应小于400mm,用粉煤灰复垦的沉陷区可退耕还田或进行林业种植。淮南市 电厂粉煤灰改土 课题协作组的试验证明,在不同类型的粘质土壤中适量施用粉煤灰,可使农作物达到一定的增产效果,农作物中的重金属元素等有害物含量亦符合国家食品卫生标准,施用粉煤灰对农作物的增产效果见附表。 附表 施用粉煤灰对农作物的增产效果农作物 一般质粘土 小麦大豆油菜花生 砂姜黑土 小麦大豆 增产率/7.211.115.418.010.318.8矿区均衡生产期内每年排放矸石1.62M t,若70用于回填沉陷区,每年可复田22hm2,用矸石回填的沉陷区经地基处理后可作为建筑用地,则每年可满足78个村庄的迁建用地,也可在表面铺设壤土恢复耕种或用于种植林木。 用粉煤灰和煤矸石回填沉陷区造地复田不仅可以解决沉陷区的充填物来源、改造沉陷区内的土地,而且节约了灰场和煤矸石堆存占地,避免了其对环境的二次污染,起到一举多得的效果。 3.3 因地制宜综合开发沉陷区 1发展多种农业经济成份。因粉煤灰和煤矸石数量有限,沉陷区不可能全部被充填。 112 地域研究与开发第17卷 因此应考虑对沉陷区因地制宜地进行综合开发,充分利用沉陷区的水资源,把以种植旱作农作物为主的单一农业经济逐步向农副渔并举的多种农业经济成份转轨,使沉陷区化害为利,重新造福于民。对于沉陷区内下沉量小于1500mm 的不积水地段,治理改造的重点是平整还耕,其耕作制度可以稻麦轮种或种植蔬菜为主,还可配合渔塘养鱼种植鱼饲草。对下沉量在15002500mm 之间的浅水区可种植莲藕、菱角等水生作物,对下沉量大于2500mm 的部分经深挖后,可发展坑塘养鱼,深挖渔塘取出的土可垫高浅部,恢复耕地。 例如对城区附近的城郊矿井首采区北112 采区约8.3km 2 的沉陷盆地进行治理,预计完成后可增加1350人的农业人口就业机会,而在沉陷区的改造过程中又需用劳动工日1.5万个。通过对沉陷区的综合开发和治理,不仅解决了失去原有土地农民的就业问题,而且还发展了多种经营,该沉陷区每年可多创收183.31万元,保障了当地农民生活水平的提高,市区和矿区亦可获得所需蔬菜、渔类等农副产品。 2兴建水上公园。永城市现有人口一百多万,但还没有一座较大的公园,随着社会的进步,为满足人民群众日益发展的精神需求,可考虑利用沉陷区建造一座水上公园,开辟游泳池等,使其成为民众娱乐休闲的场所,地点可选在老城区与矿区中心居住区之间地带。 3将沉陷区改造成氧化塘,处理城市污水。由于永城市位于淮河流域上游,境内河流 最终均汇入淮河,而淮河流域又是我国水污染防治的重点,目前,永城市新老城区均无城市污水处理设施。因此,应因地制宜地利用附近沉陷区,将沉陷区稍加修整改造,再配备以曝气机等少量设备,即可建成氧化塘,用来处理城市污水。并可在塘中种植水葫芦等水生植物,以改善污水水质。用氧化塘处理生活污水具有投资省、效果好的特点。实验证明污水经氧化塘氧化处理后,COD 降低56.4,BOD 5降低77.7,SS 的去处率达92.6,其它污染物亦有一定程度的降低,净化后的水体水质可以满足国家有关渔业用水标准,排入沱河等河流后不会对其背景水质产生污染,降低其水体功能。 4 结语 煤炭是我国的主要能源,煤炭资源的开发为我国经济快速持续发展提供了基本保证。然而由此引发的环境问题也日益突出,开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的,但若采用科学合理的技术方法和管理措施对煤矿沉陷区土地进行综合治理和开发利用,将会有效地节约土地资源,创造出良好的经济效益,减少或避免因开采沉陷所造成的不良影响。 参考文献 1 丁晓东.淮北城市生态系统及环境问题探讨.煤矿环境保护.19973 2 国家计划委员会等.土地复垦.北京学苑出版社.1988 Countermeasures on Utilizing the Land of Coal Miniing Subsidence Area Comprehensively in Yongchen City Li Quanbao Zhengz hou Design and Resear ch I nstitute of the Coal I ndustry Ministry ,Zhengz hou 450007 Abstract For the sake of maintaining the econom ic sustainable development,this paper intro -duces various treatments on exploiting and utilizing the coal mining subsidence area comprehensively ,and also puts forw ard some useful relative operation s and countermeasures. Key words coal m ining;subsidence area;ecological environment;comprehensive exploiting 113 增 刊李全保综合利用永城市煤矿沉陷区土地对策