国家矿山地质环境治理示范区-石嘴山市惠农采煤塌陷区治理
随传科++张小敏
[摘 要]为了研究采煤掘进时由于地层采空导致的地质应力变化及其引起的一系列环境问题。寻求治理方案。通过对我国采煤塌陷现状了解，上升到因为采煤塌陷引起的地质环境问题。分别从土地自然形态、土壤理化性质、地下水位升降三方面展开讨论，最终得出相应情况下治理方案。研究得出：采煤塌陷分为浅层塌陷，中度塌陷地和深度塌陷地三种类型。不同类型塌陷地应因地制宜的进行治理。未来必须改变“重工程轻生物、重农业轻生态”观念。处理好土地整治与煤炭生产的关系确保环境优先的可持续发展战略。
[关键词]采煤塌陷；类型因地制宜；治理；环境问题；地质应力
中图分类号：TD88 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0218-01
1.前言
煤炭是我国传统能源，其开采和使用已持续100年之久。在当今占能源消费结构的70%以上。而大规模的开采也引发了一系列矿山地质灾害，其中煤矿采空塌陷危害性巨大。给矿区作业人员生命财产造成巨大损失，据不完全统计，随着当今工业现代化建设我国对能源和原材料需求倍增，每年开采出约50亿吨的矿产品，严重改变了地球表面和岩石圈的自然平衡，产生了采空塌陷等地质环境问题发生概率明显增大。本文以不同类型的采煤塌陷为例在地质环境问题框架下展开探讨并提出相应治理措施，为业内综合性研究工作提出建设性意见，促进矿区资源开发与环境的协调发展[1]。
2.我国采煤塌陷现状
现阶段我国约有煤炭矿山1.5万个，累计面积3600万公顷，采空区面积70万公顷，当前煤炭开采利用与环境保护情况严重失调，矿区容量逐渐缩小且相关地区环境污染日益严重。据不完全统计，采煤塌陷对土地破坏严重，其每年的采煤塌陷约占全国被破坏土地面积的1/10，而相关监管整治仅占塌陷土地的20%左右。监管难度大，整治成本高、效率低。据研究采空区的大小、分布与各地区煤炭累计开采量相关性强（成正比）。根据统计资料分析，按累计原煤产量比重由大到小依次是：山西占22.34%，河南占8.18%，河北占7.15%，黑龙江占6.67%，其中也是采煤塌陷最严重区域。而内蒙古矿难比例最高[2]。终上所述我国采煤塌陷现状具体表现为：
1、涉及地区广，分布无规律。
2、受地质条件、环境因素影响有限。主要因素为人为造成。
3、受国家相关部门监管与地方保护双重作用，供采矛盾大，与区域经济发展有一定相关性。
4、有逐步恶化趋势，且安全伤亡大，风险不可控。
3.采煤塌陷引起的地质环境问题
3.1 破坏土地自然形态
形成地表移动盆地。随着煤层开采，地层应力失衡以至于上部地层变形并下沉。当煤层地下空洞越来越大以至于上部地层不堪重负后会造成塌陷，形成比采空区面积更大的洼地，及地表移动盆地。这种现象的出现，破坏了土地原有形态，给地面设施、耕种、灌溉造成影响，若洼地下沉到潜水面以下则会引起长期积水。严重时还会破坏地下水层结构，影响地下水位导致干旱情况发生。移动盆地塌陷深度和范围与煤层采深和厚度成正比，采深越大，煤层越厚，地表破坏越严重[3]。
产生裂缝。倾斜煤层开采时，移动盆地的外边缘区地表会出现裂缝。裂缝的产生及其宽度、深度与表土的塑性和黏性大小及表土受到拉伸变形的大小有关。高塑性黏土情况下时，地表变形值达6-10mm/m时会产生裂缝，低塑性砂质黏土情况下时，地表变形值达2-3mm/m时会产生裂缝。地表裂缝的产生会损坏土地连续性，影响耕种甚至造成水土流失。
3.2 对土壤理化性质的影响
地表变形会改变地形结构从而造成土壤侵蚀，改变表土理化性状，造成土壤营养成分流失。常见损害因素有渗漏、冲刷和挥发。极大减弱和改变了土壤保水、通气能力，影响有机物和矿物质的分解和沉积。土壤胶体对离子的吸附交换、土壤酸碱中和及土壤氧化还原等作用也会因地表变形而改变。土壤中微生物生活环境一旦遭受破坏腐殖质等营养物质会大规模减少。从而引起土壤保水能力差，养分大量流失，土质恶化影响农业生产[4]。
3.3 地下水位上升
地表塌陷会引起高潜水位地区地下水位上升而超出地表，产生积水。当水位接近地表时，地下水蒸发量增加，造成土壤盐渍化。地下水位上升还会对作物根系水分与养分供应产生影响。当地下水位接近地表并达到农作物根系所及范围时，会阻止作物根系向下发展，影响作物吸收水分和养分，抑制根系的生长，造成减产。极端情况下地下水位上升会使耕作层土壤含水量饱和，使土壤缺氧，造成旱地作物死亡。而雨季降水时会淹没塌陷区破坏排水灌溉系统功能，淹没农田，形成沼泽地[5]。
4.采煤塌陷地的治理方案
采煤塌陷地按塌陷類型分为浅层塌陷地，中度塌陷地和深度塌陷地[6]。不同类型塌陷地应因地制宜的进行治理，具体方法（见表1）。
5.结论
随着经济和社会的发展，国民对环保的意识日益增强，人们对土地整治的认识也在逐渐加深，在长远发展看来土地整治的经济效益、社会效益、环境效益会愈加明显。未来必须改变“重工程轻生物、重农业轻生态”观念。处理好土地整治与煤炭生产的关系确保环境优先的可持续发展战略。
参考文献
[1] 王杨科.采煤塌陷引起的地质环境问题及其治理[J].科技风，2014（18）：67-67.
[2] 司双印，张运备，马敬杰，等.采煤塌陷区生态地质环境恢复治理与可持续发展问题的探讨[J].地质灾害与环境保护，2004，15（3）：11-16.
[3] 宋建英，王海邻.采煤塌陷区生态地质环境恢复治理与可持续发展问题研究[J].低碳世界，2016（14）：8-9.
[4] 黄博文.采煤塌陷区矿山地质环境治理模式分析[J].建筑工程技术与设计，2015（27）.
[5] 崔邦军，刘龙吉.榆神府矿区采煤引起的地质环境问题及治理[C]//2014年陕西省地质灾害防治学术研讨会.2014.
[6] 李玲，袁文龙.采煤塌陷区矿山地质环境现状及治理对策[J].工程技术：文摘版，2015（11）：00008-00008.
