采煤塌陷及對(duì)周邊環(huán)境影響

1、摘要：簡(jiǎn)要分析采煤塌陷區(qū)的形成機(jī)理、我國(guó)采煤引起的地面塌陷問(wèn)題，以及對(duì) 周邊環(huán)境的影響，展開(kāi)了采煤塌陷區(qū)對(duì)區(qū)域土壤、區(qū)域水域、區(qū)域大氣，以及地 表生物和非生物的影響，進(jìn)行了系統(tǒng)深入地分析，并介紹采煤塌陷區(qū)土地復(fù)墾的 方法分析。關(guān)鍵詞：采煤塌陷區(qū) 區(qū)域影響 土地復(fù)墾引言：我國(guó)是世界第一煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，煤炭占全國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量的 70%。我國(guó)煤炭主要是井工開(kāi)采，導(dǎo)致地表大面積的塌陷，同時(shí)也對(duì)周邊環(huán)境造 成了很大的影響。我國(guó)煤炭開(kāi)采塌陷土地累計(jì)已達(dá)110104hm2,造成的經(jīng)濟(jì)損 失累計(jì)已超過(guò)500億元。按礦區(qū)人口計(jì)算，人均采空塌陷面積為1. 86 hm2。如 果采煤塌陷土地以0. 2- 0.

2、 3 hm2/ 104 t估算，全國(guó)每年新增塌陷地面積約為 (2. 74. 1) 104 hm2。隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的持續(xù)發(fā)展及煤炭產(chǎn)量的逐步增 長(zhǎng)，煤礦塌陷區(qū)的面積還會(huì)繼續(xù)增加。本文將針對(duì)采煤引起的地面塌陷及其對(duì)環(huán) 境的影響及土地復(fù)墾方法進(jìn)行分析.一、采煤塌陷區(qū)的形成當(dāng)?shù)叵旅簩颖徊沙鲋?，采空區(qū)的頂板巖層在自身的重力和其上覆巖層的壓力作 用下，產(chǎn)生向下的彎曲和移動(dòng)。當(dāng)頂板巖層內(nèi)部所形成的拉張應(yīng)力超過(guò)該層巖層 抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，直接頂板發(fā)生破碎和斷裂并相繼冒落，接著上覆巖層相繼向下 彎曲、移動(dòng)進(jìn)而發(fā)生斷裂和離層。隨著采煤工作而向前推進(jìn)，受到采動(dòng)影響的巖 層也不斷擴(kuò)大。當(dāng)煤層開(kāi)采擴(kuò)大到一定程度時(shí),在

3、地表就會(huì)形成一個(gè)比采空區(qū)大 得多的近似橢圓形的塌陷盆地，從而影響了區(qū)域生態(tài)安全。二、采煤塌陷對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響分析2.1、采煤塌陷對(duì)區(qū)域土壤的影響分析2.1.1、塌陷對(duì)土地侵蝕的影響開(kāi)采塌陷形成了下沉盆地,下沉盆地使地表傾斜、坡度改變。坡度越大則徑流量 越大，沖刷量也越大，引起水土流失和土地侵蝕也越嚴(yán)重，所以根據(jù)地面傾斜程度 估算侵蝕程度是恰當(dāng)?shù)摹?.1.2、沉陷對(duì)土壤質(zhì)量的影響土壤水分及其強(qiáng)度是對(duì)土壤生產(chǎn)力影響的重要因素。土壤重度是反映土壤強(qiáng)度的 指標(biāo)。采煤引起土體下沉，增加土壤密實(shí)度,導(dǎo)致土壤重度加大的現(xiàn)象。大氣降水 或灌溉水在土壤中的入滲能力主要取決于土壤的導(dǎo)水率和水壓梯度，其中土壤導(dǎo) 水

4、率由土壤結(jié)構(gòu)決定，而水壓梯度則決定于降雨或灌溉水量的大小。采煤發(fā)生大 而積塌陷、地下水位下降，塌陷區(qū)地表產(chǎn)生大量裂隙，改變了土壤的質(zhì)地結(jié)構(gòu)， 增大了土壤的導(dǎo)水率。土壤有機(jī)質(zhì)及化學(xué)特性是影響作物生長(zhǎng)的重要因素。開(kāi)采 塌陷造成地表形成了許多裂縫和相對(duì)的坡地和洼地，土壤中許多營(yíng)養(yǎng)元素隨著裂 隙、地表徑流流入采空區(qū)或注地造成許多地方土壤中養(yǎng)分的短缺,嚴(yán)重影響了農(nóng) 作物的生長(zhǎng)。研究結(jié)果表明，受采空區(qū)影響,土壤養(yǎng)分最短缺的部位是塌陷拐點(diǎn)， 因?yàn)榇瞬课涣芽p發(fā)育良好，極容易漏水漏肥。塌陷中心情況不盡相同，一般與采深 有關(guān)，采深越淺，土壤養(yǎng)分越短缺;采深越深，養(yǎng)分短缺越不明顯，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)養(yǎng) 分集中的現(xiàn)象，這與

5、養(yǎng)分沿坡度向塌陷中心移動(dòng)及采空區(qū)頂板巖性有關(guān)。所以在 復(fù)墾時(shí)要分區(qū)、分情況而采取不同的復(fù)墾辦法進(jìn)行治理。2.2、采煤塌陷對(duì)區(qū)域水系的影響分析采煤塌陷對(duì)區(qū)域水環(huán)境的影響，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面，即對(duì)地表水體的影響、對(duì) 包氣帶土壤水的影響、對(duì)地下水系統(tǒng)的影響以及對(duì)水體污染的影響。采煤塌陷會(huì) 通過(guò)消減補(bǔ)給來(lái)源和直接截取地表水體兩種方式使河、泉等地表水體流量減小， 最終甚至?xí)珊?。采煤塌陷也可能通過(guò)形成地裂縫、破壞土壤結(jié)構(gòu)和改變微地貌 等方式，影響包氣帶土壤水分的補(bǔ)給、運(yùn)移及蒸發(fā)。通過(guò)影響地下水補(bǔ)給方式、 改變含水層結(jié)構(gòu)、加大儲(chǔ)水空間和減少地下水可用資源量對(duì)地下水系統(tǒng)造成影 響。如果出現(xiàn)地裂縫、塌陷洞等現(xiàn)

6、象，則直接增加了采礦廢水、砰石山淋溶污水 等污染物的入滲通道，使得水體污染進(jìn)一步加劇。煤層淺層干旱區(qū)長(zhǎng)期大面積采 煤，導(dǎo)致采空區(qū)面積不斷擴(kuò)大，采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶和地面塌陷范圍隨之?dāng)U大，使地 表水與地下水、礦坑水發(fā)生了直接聯(lián)系，造成沙川徑流大量滲漏、徑流量明顯減 少。煤炭開(kāi)采對(duì)不同類型的地下水產(chǎn)生不同的影響。由于煤礦開(kāi)采使地表水水量 減少，必然導(dǎo)致第四系孔隙水補(bǔ)給減少，而一部分第四系含水層底板被采煤裂隙 所波及，進(jìn)而又增加了含水層向下部基巖的垂直入滲，因此，采煤是導(dǎo)致孔隙水水 位下降、水量減少的原因之一。由于采煤塌陷造成的地裂縫的存在，當(dāng)降雨強(qiáng)度 很大，地面出現(xiàn)積水并產(chǎn)生徑流時(shí)，徑流經(jīng)過(guò)塌陷裂縫時(shí)

7、都會(huì)被截流，從而縮短 了降雨入滲補(bǔ)給時(shí)間，減少蒸發(fā)，加大入滲量。因此，采煤塌陷使降雨入滲補(bǔ)給 量增加，并且通過(guò)包氣帶實(shí)現(xiàn)對(duì)潛水的補(bǔ)給，對(duì)地下水補(bǔ)給的影響為正效應(yīng)，但 也因此影響了水在自然界的正常循環(huán)，導(dǎo)致地表水含量減少。2.3、采煤塌陷區(qū)的大氣污染井下排出的廢氣以及煤計(jì)石自燃釋放出一氧化硫、一氧化碳，致使塌陷區(qū)大氣受 到污染。2.4、采煤塌陷對(duì)地表生物及非生物的影響分析地下煤炭的開(kāi)采引起地表大面積下沉，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，甚至造成綠色植物 的大幅度減少。但是，土地塌陷對(duì)植物的影響情況與礦區(qū)的地形地貌、地質(zhì)、區(qū) 域氣候、地下水位高低等自然要素和采礦條件有關(guān)。高潛水位的平原礦區(qū)，通常 地面沉陷后潛

8、水露出地表,下沉盆地內(nèi)常年大面積積水,造成大量土地不能耕種, 使綠色植物大幅度減少；有盆地的季節(jié)性積水部分,減少植茬或造成嚴(yán)重減產(chǎn)。 盆地的其他部分因產(chǎn)生附加坡度而形成坡耕地,不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)。采煤塌陷地 面積的不斷擴(kuò)大和環(huán)境的日益惡化，將迫使大批農(nóng)民離開(kāi)賴以為生的土地，加 劇了本來(lái)就十分尖銳的人地矛盾。失去了農(nóng)業(yè)發(fā)展的支撐，地方經(jīng)濟(jì)必然受到很 大的影響地面塌陷對(duì)農(nóng)田造成破壞的同時(shí)，還會(huì)引起地面建筑物傾斜、開(kāi)裂,甚至 倒塌,危及人類生命和財(cái)產(chǎn)的安全，使水利工程遭破壞，造成鐵路塌陷、停運(yùn)等等。 三采煤塌陷地治理一一復(fù)墾方法分析由于采煤塌陷地的特點(diǎn)是土地資源和生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重、面積大、數(shù)量多且程度

9、 深，因此，塌陷地復(fù)墾工作非常復(fù)雜，不僅涉及經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境與社會(huì)問(wèn)題，而 且存在歷時(shí)長(zhǎng)、見(jiàn)效慢、長(zhǎng)期性和近期實(shí)施問(wèn)題。因此，要做好塌陷地高效復(fù)墾 和生態(tài)重建工作，解決煤炭資源開(kāi)采帶來(lái)的一系列問(wèn)題，除需要在國(guó)家有關(guān)法 律法規(guī)和政策的指導(dǎo)下進(jìn)行外，還必須要做好塌陷地和生態(tài)環(huán)境情況的調(diào)查， 摸清情況，確定塌陷地復(fù)墾土地的利用方向，制定切實(shí)可行的煤礦塌陷地土地 復(fù)墾和生態(tài)環(huán)境重建方案，具體方法:疏排法復(fù)墾、地表沉陷區(qū)充填復(fù)墾、平整 和修建梯田復(fù)墾、挖深墊淺復(fù)墾、生物復(fù)墾、生態(tài)復(fù)墾.以上是幾種常用的土地 復(fù)墾方法，我們應(yīng)該因地制宜，選擇合適方法復(fù)墾。對(duì)于復(fù)墾后養(yǎng)分和物理特性 能接近正常農(nóng)田的區(qū)域，可正常

10、開(kāi)展農(nóng)業(yè)種植，塌陷區(qū)內(nèi)深度較大的區(qū)域可挖 成水塘，用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。這樣農(nóng)業(yè)種植與水產(chǎn)養(yǎng)殖并舉，大大緩解農(nóng)民因采煤塌 陷喪失耕地而影響正常生活的緊張局面。四結(jié)束語(yǔ)煤炭資源的開(kāi)發(fā)對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步起到巨大的作用，但同時(shí)也造成了十分嚴(yán) 重的土地破壞，堅(jiān)持用可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)土地復(fù)墾工作，走采煤塌陷土地可 持續(xù)利用之路，邊采煤邊治理，既可將塌陷造成的不利因素消除在礦區(qū)的生產(chǎn) 建設(shè)中，又可相對(duì)降低治理難度和治理投入，達(dá)至繃七害為利，變廢為寶，創(chuàng) 造更多的社會(huì)財(cái)富之目的是塌陷土地復(fù)墾工作的必然選擇。實(shí)踐證明，對(duì)塌陷地 進(jìn)行復(fù)墾治理，既能增加可用耕地，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，又能改善生態(tài)環(huán)境，提 高群眾生活質(zhì)量，緩解人地矛盾，也為城鎮(zhèn)發(fā)展提供了土地資源，使企業(yè)得到 了更大發(fā)展空間，實(shí)現(xiàn)政府、企業(yè)和農(nóng)民之間的關(guān)系和諧