采煤塌陷区土地复垦模式及存在问题分析

[摘 要]采煤塌陷区土地复垦工作一直是社会关注的热点问题。本文通在对采煤塌陷区现有土地复垦模式归纳总结的基础上，对复垦中出现的不均与沉降和地下水污染等问题给出了解决方案。

[关键词]土地复垦；采煤塌陷；塌陷区复垦；不均匀沉降；积水下渗；

[中图分类号]TD3[文献标识码] A 文章编号：1674-7909（2014）11-00-0

根据《土地复垦条例》土地复垦是指随身缠建设活动和自然灾害损毁的土地，采取整治措施，使其达到可供利用状态的活动。根据《土地复垦条例》中“谁损毁，谁复垦”的基本原则，土地复垦义务人应当对生产建设活动中损毁的土地履行复垦义务。矿山土地复垦是一项复杂的系统工程，涉及环境科学、工程地质学、水文地质学、矿山环境地质学以及国家相关的法律、法规、政策。采煤塌陷区土地复垦主要就是对塌陷土地复垦、塌陷积水区土地复垦和塌陷区综合治理[1]。

1土地损毁现状

截至2009年，我国生产建设活动损毁土地约11407万亩，自然灾害损毁土地约2100万亩，共复垦3382万亩[2]。至2012 年底ꎬ我国采煤沉陷土地面积约156 万hm2（2340万亩）ꎬ损毁土地约78万hm2（1170万亩）[3]。

2复垦技术

国外利用CAD和ArcGis技术设计绘制采前与采后及复垦后的地貌对比、剥离岩土的分别堆放与腐蚀土保护和开采沉陷地作为湿地加以保护、无覆土的生物复垦及清洁采矿工艺[4，5]。与发达国家相比，我国土地复垦工作起步较晚[6]，但随着我国土地复垦法律体系的逐步完善和复垦措施的不断优化，采煤塌陷区土地复垦技术和实施力度都在提高，已从原来简单的埋压充填发展到挖深垫浅、输排降水非充填复垦、生态工程复垦和生物复垦等多种形式相结合的综合技术体系。

2.1塌陷土地复垦

采煤塌陷地是指地下煤层采出后，上部覆岩、覆土失去支撑，力学平衡被打破，在重力和应力作用下重新调整，随之发生弯曲、变形、断裂、位移，导致地面塌陷下沉，并形成地表洼陷的塌陷区[7]。在地表主要表现为塌陷坑、塌陷槽、裂缝条[7，8，9]。采煤塌陷引起的主要危害表现在：耕地被破坏、水土流失、诱发滑坡塌陷、同时对人生和财产安全构成一定威胁。

对于大面积的整体沉降区域主要是在沉降稳定之后进行表面覆土、翻耕、种植，以恢复原有地貌[10-14]。对塌陷坑、塌陷槽和裂缝条的复垦分为四步：一是坑内熟土取出；二是固体废弃物填充，可以利用采矿过程中形成的固体废弃进行回填，也可以将生产垃圾和建筑垃圾进行填充，但严禁发生二次污染。回填过程从实际出发，根据回填物的粒径、重量、渗透性进行分层回填；三是原有熟土或客土进行覆盖，为保障土方肥力，可以适当加入腐殖土、生活垃圾、秸秆粉碎物、锯末等有机物；四是进行表层平整翻耕[5，7，12，13]。

2.2塌陷积水区土地复垦

国内比较典型的就是淮北市的塌陷区水产养殖改造[13]，对于不同类型的，不同深度的塌陷积水区复垦，对于其他地区都有广泛的借鉴意义。

塌陷区积水主要发生在我国东南部地区，但内陆地区的季节性连续降雨也会引发塌陷区产生积水。对于季节性的塌陷积水和浅层塌陷区积水，由于积水较少，主要采用挖深垫浅，将造地和挖塘相结合，不同地区应地制宜，采用不同的地塘比，达到对土地的充分利用[14]。

深度较大的常年积水塌陷区，通常采用清淤扩建、淤泥造地等措施，建设成人工湖、鱼藕塘、水田、水上娱乐场等[12，13，15-17]。

2.3塌陷区综合治理

通过挖深填浅，夯实加固，防渗，排水，植树造林，种植草皮等，将塌陷区改造成绿色生态公园[18，19]。例如，任楼煤矿矿根据根据矿区塌陷和积水较深的实际特点，采用“原地超前复垦，一次性复高到位”的复垦模式[20]，将矿区复垦成为以水产养殖为主，兼顾农林牧渔业的全面发展新型产业格局。而上文提到过的淮北煤矿塌陷区，在综合治理方面更是形成了具有淮北特色的刘中复垦模式：化方平整法、挖深垫浅法、预制填充法、泥浆喷填法、生态治理法、煤煤矸石粉煤灰充填法[12，13，21]。内蒙古锡林浩特煤矿治理区治理时主要利用塌陷坑周边堆积的大量煤矸石进行回填，再采用土坑周边的耕植土进行表层回填，覆土厚度为50cm 左右，为了不使未整平的边坡发生次生地质灾害，在回填覆土时运用推土机将周边较高地段的边坡推成缓坡状，使之达到稳定，最后选择适合当地生长植物进行生态复垦[1]。

3存在问题及对策

尽管政府对矿区塌陷复垦的投资力度不断增强，很多地区也通过矿区复垦实践总结了一套适合本区复垦模式，但就目前而言，矿区塌陷复垦普遍存在以下三个问题。

3.1不均匀沉降

由于煤矿区长期进行开采，对地下基岩、土层结构、土壤质量、水环境都有不同程度的破坏，这样就打破了原有的地下应力系统[22]，加之塌陷区回填物质往往鱼龙混杂，这就要求在回填的同时要进行适当的填缝夯实；在设计塌陷区回填范围时，利用ArcGis将塌陷等值线和围岩破坏程度、地面坡度进行叠加分析，对回填范围进行适当的外延，同时对塌陷边缘区进行推坡处理，以减少不均匀沉降。为减少复垦后地表出现裂缝条带，应选取松散、均匀、粘性小的沙土在表层覆土之前铺设一层作为缓冲层和应力释放层，

3.2积水下渗

煤矿区的积水下渗因其组分比较复杂，根据地区差异性又各有不同，但如果这些组分随着渗滤液进入地下，会改变当地地下水组分，增加地下水硬度，对该区人畜生命构成威胁。在后期土地复垦时，基础农田水利设施铺设的时候不宜采用喷灌的方式，值得注意的是如果塌陷区底下或周围有巷道掘进，还要注意防范透水事故的发生。

因此，要对煤矿的堆场进行防渗处理，外围设置截排水设施，内部可设置渗滤液导排设施，另外要合理进行选址，进行工程地质和水文地质的勘查，煤场内部设置导排水泵，将渗滤液积水进行处理（物化、生物手段）后回用[24]。

3.3适宜性评价的多元性

2009年中外技术合力在对徐州采煤塌陷地进行了高效复垦，将采煤塌陷地变成风景优美的生态湿地，对徐州市创新复垦利用模式、改善生态环境，具有十分重要的意义，值得全国采煤塌陷复垦工作进行学习和借鉴。

基于矿区挖掘和塌陷的各异性，各地区在对整理单元进行适宜性评价时，应该根据评价目标的要求，绘制地貌、耕层厚度、土壤、气候、海拔、坡度、酸碱值等影响土地评价因子平面分布图，在ArcGis中将单体图进行叠加，可以有效将数据分析与属性直观展示结合起来，绘制多因子平面叠加图；在此基础上结合土地利用现状、塌陷深度和范围、塌陷稳定性、地下水源分布、社会经济水平、交通便利程度等要素对复垦单元进行加权分析，在“宜耕则耕”“宜生态则生态”的前提下，综合考虑，对土地进行合理复垦。

3.4复垦工作的滞后性

煤矿塌陷区的土地复垦工作有别于一般的压占、损毁土地复垦，长期以来，煤矿塌陷区土地复垦工作具有一定的滞后性，在地下水位降低的采煤区，通常等待沉降稳定之后才开始进行的；但在高地下水位采煤区，塌陷区很容易大面积积水，为了减少土地长期侵泡在水中对土壤成分的改造和土地长期闲置造成的浪费。一些地区开展了土地动态预复垦技术。（郭建平2005年，胡振琪 2013年，肖武 2013年）

4总结

我国采煤塌陷区土地复垦工作应该走出国门，在引进国外先进技术的同时，因地制宜，走结合各煤矿区自身特点，多学科融合的路子。回填后若用于种植，需要合理地开展土壤结构重构，建造有利于作物生长的土壤环境，若用于建设用地，需要采取合理的工艺防止地面不均匀沉降。

5致谢：

感谢陕西华地集团的同事们对本论文的指导和帮助，感谢中建三局的闫海涛同事对本论文从工程技术角度的可行性分析的指导。

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作者简介：

闫佩，女，26岁，陕西西安人，中国石油大学（北京）硕士毕业，现主要从事土地整理方面工作，陕西华地集团员工。

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