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摘要： 通过对吉林省梅河口市中和煤矿废弃矿山地面塌陷、地面沉降、地裂缝等的调查研究，提出因地制宜的治理措施和恢复方案。为地方政府决策提供依据。
关键词： 地面塌陷；地面下降；治理；恢复
中图分类号：X322 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710096－02
1 矿山地质环境现状
1.1 矿山开采历史及存在的问题
梅河口市中和煤矿位于梅河煤田中部，区内煤层埋藏浅，易开采，故历史上地方小煤矿相对集中。20世纪70年代初期，区内有四个采区，分别为中和、东夏、兴达、兰堡区。从事采矿活动的，即有地方国有企业（红星煤矿、东夏煤矿）也有个体私营企业。90年代后，群采坑口全部关闭，两个地方国有矿山也因资源储量耗尽和经营不善而相继停产。由于当时出现明显的地面塌陷迹象，且这段时间正处于煤炭行业多头管理时期，没有制定完善的矿山地质环境保护与治理恢复方案，也没有明确的治理责任追究制度，矿山地质环境一直无人治理。
2004年后，区内陆续出现了地面塌陷、地裂缝等地质灾害，至使农田损毁、减产，耕牛、农机等设备堕入塌陷坑内。对当地群众的经济收入和生命财产安全造成损害，当地群众多次上访。2005年7月，受中和镇东夏村委会委托，对中和煤矿地面塌陷进行了地质灾害危险性调查评估工作，并编写了《梅河口市中和煤矿地面塌陷地质灾害危险性调查评估报告》。梅河口市政府根据该报告圈定的地面塌陷范围，对东夏村四组、五组、六组处于塌陷区范围内的部分居民住房，采取了异地重建措施。但由于资金短缺，对塌陷区地质环境一直没有得到治理。
1.2 矿山地质环境现状及存在的主要问题
梅河口市中和镇矿山地质环境治理区一览表
1.2.1 地面塌陷、沉降地质灾害现状
由于多年采矿，该区域采空区以上的第三系砂岩、砂砾岩含水层已被疏干，破坏了天然环境下应力场的平衡，并于第三系支撑能力薄弱地带发生沉陷。由于上述原因，中和镇煤田群采区发生了多处大面积沉降，导致农业生态环境恶化，使大面积农田遭受淹没。形成了中和、东夏、兴达、兰堡四大地面沉降区，已形成塌陷坑35个，其中T22、T25塌陷坑已积水成湖，长550m，宽280m，深达8m。弃耕总面积达124公顷，每年农业减产近80吨，直接经济损失150多万元人民币。
1.2.2 矸石堆压占土地问题
中和镇煤矿矿山所遗弃的矸石堆八座，压占大量耕地，破坏了自然景观与生态环境。
1.2.3 塌陷区稳定状况
该矿区矿体顶底板围岩多为第三系，岩性为粉砂岩、砂岩、泥岩、页岩、泥质粉砂岩，属软质岩体结构，形变周期短。经查阅资料和实地观测，该区域沉降稳定期均在2年以内。中和镇矿山群采煤矿塌陷区，自70年代建井投产至90年代停止开采，最近的闭坑时间已达5年以上。据此推断中和镇群采煤矿矿山地面塌陷已达稳定状态。中和煤矿目前尚在开采，属不稳定区域。
2 矿山地质环境恢复治理意义
梅河口市中和镇既是采矿重镇，又是优质水稻的主产地。由于多年来众多矿井的采煤生产，形成了大量的采空区和矸石堆，导致地面产生大范围的塌陷，严重破坏了矿山地质环境，威胁村民聚居地和矿井安全；大量水田漏水，改为旱田；大量农田湖泊，无法耕种；矸石堆即压占了大量农田，又破坏了地貌环境；水土流失使农业生产和生态环境遭受损害。因此，治理中和镇矿山地质环境，对保护矿产资源的合理开发，恢复良好的生态环境，保护农民赖以生存的耕地，改善村民生活条件和减轻农民负擔，保护矿工生产安全有着重大意义。对中和镇群采矿山地质环境的治理恢复是地方政府、矿山企业、受害农民的共同愿望。
3 矿山地质环境恢复治理实施方案
根据该区域的地层特征、塌陷区分布范围、沉降幅度及危害，矸石堆分布范围及对生态环境的影响和破坏程度等，提出如下分片实施、同步进行、综合治理的实施方案。
3.1 分项治理方案
3.1.1 塌陷坑治理方案
区域内共分布有塌陷坑35个，根据野外观测，地面塌陷坑少数为倒漏斗状，大部分呈深碟状，中心深度在4-8米。塌陷影响面积87公顷。
复垦的办法：在塌陷坑底部选填1-6米厚的废弃矸石，整平压实后，上部覆盖0.8-1.2米厚的黄土，顶部铺0.4-0.5米的耕土层。
3.1.2 大面积沉陷区治理方案
1）轻度地面沉陷区治理方案
轻度地面塌陷区指沉陷深度在1米以内的区域。这一区域在雨季易积水，造成农作物内涝。治理方案：开展沉陷区平整复垦工程，通过开沟造垄，局部平整土地的方法，因地制宜地予以解决沉陷区环境。
2）重度地面沉陷区治理方案
内有1处沉陷积水区，深度达1-4.5米，面积15公顷。根据近年的观测，该区域枯水期水位变幅0.7米左右，清污换水后，具备养殖水域环境，因而可恢复成具备养殖功能的景观湖。该景观湖可从北侧小河引入净水，从东侧小河沟排入灌渠，进而灌溉下游塌陷区复垦出的耕地。既开展了渔业养殖，又兼作水利灌溉设施，可谓一举两得。景观湖周围栽植观赏树种，既美化了环境，又可兼作农田生态防护林。
3）矸石堆治理方案
全区共有大小矸石堆8座，体积30万立方米。按照其分布和体积的大小，采用就近外运，填坑（塌陷坑）造田的方法予以清除。清除矸石后的地表予以整平翻耕，根据土地适宜条件，分别进行植树或复耕。
4）农田水利设施工程方案
由于地面沉陷，位于项目区西端灌溉干渠已沉陷开裂漏水，直接倒灌旧采矿巷道，水量大时经常漫过下游低洼处。即危害巷道又下游农田，还造成大量水资源浪费。经方案择优，拟采用局部改道的方法，将原有干渠向北东改建平移，彻底解除灌溉干渠沉陷开裂漏水。
5）生态工程实施方案
本着宜耕则耕、宜林则林的原则，将坡度大，不适宜农耕，环境脆弱的区域规划为生态林；按照农业区划要求，在路、渠两侧有选择地植树，以利于农业生态和防风防沙。树种的选择以乡土树种为主，选择适应性强，见效快，便于管理，具有较高观赏性的树种。通过对塌陷坑、沉降农田及煤矸石堆的回填、平整、清除，复垦土地、恢复植被、改善灌溉条件的工作，最终将达到改善自然环境和生态环境，促进生态平衡，居民安居乐业，耕地得到保护，水土不再流失，矿产资源得到合理开发利用，社会经济可持续发展的目标。有力地推进绿色矿山建设，加速矿区生态环境恢复重建工作。
3.2 工程进度安排
通过对工作量的计算分析，针对当地季节性施工的特点，对工程进度作如下安排。
2010年1月-2010年4月，开展野外调研，编制工程设计，同时做好一系列前期准备工作。
2010年5月-2010年9月，开展矸石堆清运，塌陷坑回填。
2010年9月-2010年10月，年对待复垦土地进行表土剥离，同时完成景观湖周围及道路两侧植树造林。
2011年4月-2011年6月客土回填，整平基底。同期开展干渠改建工程。
2011年5月-2011年9月覆盖表土，恢复植被，完成水利设施建设、景观湖换水。
2011年10月，各项工程收尾，提交相关部门验收。
4 预期成果与效益分析
4.1 社会效益
该项目符合国家产业政策，顺应民意。项目的实施，不仅有利于改善当地的生态环境，也有利于拉动地方经济，促进社会经济可持续发展。该项目的实施也解决了群众对矿山地质环境问题的意见，有利于社会稳定。将起到很好的示范作用，有力地推动当地矿山环境恢复治理工作的顺利开展。是一件得民心顺民意、利国利民的好事。
4.2 经济效益
项目实施前，该项目区的土地利用率仅仅达到15.5%。项目案实施后，土地利用率将大幅度的提升，增加到100%，通过对塌陷坑的复垦，预计新增耕地124公顷。如果每公顷土地的产量按0.9万公斤计算，每公斤粮食按1.6元计算，仅新增耕地一项即可增收178.56万元/年。可实现项目区内年人均收入增加1072元，比项目实施前平均增加17%。由于改善了项目区的种植条件，耕地的质量也将得到极大改善，耕地质量将达到基本农田的水平，每亩粮食增产率将达到18%，收效十分显著。开展景观湖养鱼、垂钓，也将给当地经济一定的拉动。
4.3 生态效益
项目实施后，该区域的生态环境将得到极大的改善。不仅消除了塌陷沉陷危害，避免和减少了因不良地质环境造成的经济损失，也有效遏制了矿山地质环境的恶性发展。项目区内达到农、林、水设施配套，生态环境达标，为区域经济可持续发展提供了保证。
5 项目的风险与不确定因素
据多年监测，沉陷区已达到稳定，故风险性甚微，对治理工程不会产生影响。
6 可行性研究结论
本项目符合国家有关政策、符合吉林省和梅河口市土地利用总体规划，项目目标实际，投资规模恰当，资金分配结构合理，通过预测，工程竣工后，本项目将会取得良好的社会、经济效益，同时项目区的生态环境和生产环境都将得到极大的改善，是一个功在当代利在千秋的好项目。
参考文献：
[1]国土资源部，《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》，DZ/T223-2009.
[2]吉林省第三地质调查所，《吉林省梅河口市中和煤矿矿山地质环境保护与治理恢复方案》，2009.5.
作者简介：
徐文儒，吉林省四平人，吉林省第三地质调查所副总工程师；李龙江，吉林省四平人，吉林省第三地质调查所高级工程师；王道海，吉林省四平人，吉林省第三地质调查所工程师。
关键词： 地面塌陷；地面下降；治理；恢复
中图分类号：X322 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710096－02
1 矿山地质环境现状
1.1 矿山开采历史及存在的问题
梅河口市中和煤矿位于梅河煤田中部，区内煤层埋藏浅，易开采，故历史上地方小煤矿相对集中。20世纪70年代初期，区内有四个采区，分别为中和、东夏、兴达、兰堡区。从事采矿活动的，即有地方国有企业（红星煤矿、东夏煤矿）也有个体私营企业。90年代后，群采坑口全部关闭，两个地方国有矿山也因资源储量耗尽和经营不善而相继停产。由于当时出现明显的地面塌陷迹象，且这段时间正处于煤炭行业多头管理时期，没有制定完善的矿山地质环境保护与治理恢复方案，也没有明确的治理责任追究制度，矿山地质环境一直无人治理。
2004年后，区内陆续出现了地面塌陷、地裂缝等地质灾害，至使农田损毁、减产，耕牛、农机等设备堕入塌陷坑内。对当地群众的经济收入和生命财产安全造成损害，当地群众多次上访。2005年7月，受中和镇东夏村委会委托，对中和煤矿地面塌陷进行了地质灾害危险性调查评估工作，并编写了《梅河口市中和煤矿地面塌陷地质灾害危险性调查评估报告》。梅河口市政府根据该报告圈定的地面塌陷范围，对东夏村四组、五组、六组处于塌陷区范围内的部分居民住房，采取了异地重建措施。但由于资金短缺，对塌陷区地质环境一直没有得到治理。
1.2 矿山地质环境现状及存在的主要问题
梅河口市中和镇矿山地质环境治理区一览表
1.2.1 地面塌陷、沉降地质灾害现状
由于多年采矿，该区域采空区以上的第三系砂岩、砂砾岩含水层已被疏干，破坏了天然环境下应力场的平衡，并于第三系支撑能力薄弱地带发生沉陷。由于上述原因，中和镇煤田群采区发生了多处大面积沉降，导致农业生态环境恶化，使大面积农田遭受淹没。形成了中和、东夏、兴达、兰堡四大地面沉降区，已形成塌陷坑35个，其中T22、T25塌陷坑已积水成湖，长550m，宽280m，深达8m。弃耕总面积达124公顷，每年农业减产近80吨，直接经济损失150多万元人民币。
1.2.2 矸石堆压占土地问题
中和镇煤矿矿山所遗弃的矸石堆八座，压占大量耕地，破坏了自然景观与生态环境。
1.2.3 塌陷区稳定状况
该矿区矿体顶底板围岩多为第三系，岩性为粉砂岩、砂岩、泥岩、页岩、泥质粉砂岩，属软质岩体结构，形变周期短。经查阅资料和实地观测，该区域沉降稳定期均在2年以内。中和镇矿山群采煤矿塌陷区，自70年代建井投产至90年代停止开采，最近的闭坑时间已达5年以上。据此推断中和镇群采煤矿矿山地面塌陷已达稳定状态。中和煤矿目前尚在开采，属不稳定区域。
2 矿山地质环境恢复治理意义
梅河口市中和镇既是采矿重镇，又是优质水稻的主产地。由于多年来众多矿井的采煤生产，形成了大量的采空区和矸石堆，导致地面产生大范围的塌陷，严重破坏了矿山地质环境，威胁村民聚居地和矿井安全；大量水田漏水，改为旱田；大量农田湖泊，无法耕种；矸石堆即压占了大量农田，又破坏了地貌环境；水土流失使农业生产和生态环境遭受损害。因此，治理中和镇矿山地质环境，对保护矿产资源的合理开发，恢复良好的生态环境，保护农民赖以生存的耕地，改善村民生活条件和减轻农民负擔，保护矿工生产安全有着重大意义。对中和镇群采矿山地质环境的治理恢复是地方政府、矿山企业、受害农民的共同愿望。
3 矿山地质环境恢复治理实施方案
根据该区域的地层特征、塌陷区分布范围、沉降幅度及危害，矸石堆分布范围及对生态环境的影响和破坏程度等，提出如下分片实施、同步进行、综合治理的实施方案。
3.1 分项治理方案
3.1.1 塌陷坑治理方案
区域内共分布有塌陷坑35个，根据野外观测，地面塌陷坑少数为倒漏斗状，大部分呈深碟状，中心深度在4-8米。塌陷影响面积87公顷。
复垦的办法：在塌陷坑底部选填1-6米厚的废弃矸石，整平压实后，上部覆盖0.8-1.2米厚的黄土，顶部铺0.4-0.5米的耕土层。
3.1.2 大面积沉陷区治理方案
1）轻度地面沉陷区治理方案
轻度地面塌陷区指沉陷深度在1米以内的区域。这一区域在雨季易积水，造成农作物内涝。治理方案：开展沉陷区平整复垦工程，通过开沟造垄，局部平整土地的方法，因地制宜地予以解决沉陷区环境。
2）重度地面沉陷区治理方案
内有1处沉陷积水区，深度达1-4.5米，面积15公顷。根据近年的观测，该区域枯水期水位变幅0.7米左右，清污换水后，具备养殖水域环境，因而可恢复成具备养殖功能的景观湖。该景观湖可从北侧小河引入净水，从东侧小河沟排入灌渠，进而灌溉下游塌陷区复垦出的耕地。既开展了渔业养殖，又兼作水利灌溉设施，可谓一举两得。景观湖周围栽植观赏树种，既美化了环境，又可兼作农田生态防护林。
3）矸石堆治理方案
全区共有大小矸石堆8座，体积30万立方米。按照其分布和体积的大小，采用就近外运，填坑（塌陷坑）造田的方法予以清除。清除矸石后的地表予以整平翻耕，根据土地适宜条件，分别进行植树或复耕。
4）农田水利设施工程方案
由于地面沉陷，位于项目区西端灌溉干渠已沉陷开裂漏水，直接倒灌旧采矿巷道，水量大时经常漫过下游低洼处。即危害巷道又下游农田，还造成大量水资源浪费。经方案择优，拟采用局部改道的方法，将原有干渠向北东改建平移，彻底解除灌溉干渠沉陷开裂漏水。
5）生态工程实施方案
本着宜耕则耕、宜林则林的原则，将坡度大，不适宜农耕，环境脆弱的区域规划为生态林；按照农业区划要求，在路、渠两侧有选择地植树，以利于农业生态和防风防沙。树种的选择以乡土树种为主，选择适应性强，见效快，便于管理，具有较高观赏性的树种。通过对塌陷坑、沉降农田及煤矸石堆的回填、平整、清除，复垦土地、恢复植被、改善灌溉条件的工作，最终将达到改善自然环境和生态环境，促进生态平衡，居民安居乐业，耕地得到保护，水土不再流失，矿产资源得到合理开发利用，社会经济可持续发展的目标。有力地推进绿色矿山建设，加速矿区生态环境恢复重建工作。
3.2 工程进度安排
通过对工作量的计算分析，针对当地季节性施工的特点，对工程进度作如下安排。
2010年1月-2010年4月，开展野外调研，编制工程设计，同时做好一系列前期准备工作。
2010年5月-2010年9月，开展矸石堆清运，塌陷坑回填。
2010年9月-2010年10月，年对待复垦土地进行表土剥离，同时完成景观湖周围及道路两侧植树造林。
2011年4月-2011年6月客土回填，整平基底。同期开展干渠改建工程。
2011年5月-2011年9月覆盖表土，恢复植被，完成水利设施建设、景观湖换水。
2011年10月，各项工程收尾，提交相关部门验收。
4 预期成果与效益分析
4.1 社会效益
该项目符合国家产业政策，顺应民意。项目的实施，不仅有利于改善当地的生态环境，也有利于拉动地方经济，促进社会经济可持续发展。该项目的实施也解决了群众对矿山地质环境问题的意见，有利于社会稳定。将起到很好的示范作用，有力地推动当地矿山环境恢复治理工作的顺利开展。是一件得民心顺民意、利国利民的好事。
4.2 经济效益
项目实施前，该项目区的土地利用率仅仅达到15.5%。项目案实施后，土地利用率将大幅度的提升，增加到100%，通过对塌陷坑的复垦，预计新增耕地124公顷。如果每公顷土地的产量按0.9万公斤计算，每公斤粮食按1.6元计算，仅新增耕地一项即可增收178.56万元/年。可实现项目区内年人均收入增加1072元，比项目实施前平均增加17%。由于改善了项目区的种植条件，耕地的质量也将得到极大改善，耕地质量将达到基本农田的水平，每亩粮食增产率将达到18%，收效十分显著。开展景观湖养鱼、垂钓，也将给当地经济一定的拉动。
4.3 生态效益
项目实施后，该区域的生态环境将得到极大的改善。不仅消除了塌陷沉陷危害，避免和减少了因不良地质环境造成的经济损失，也有效遏制了矿山地质环境的恶性发展。项目区内达到农、林、水设施配套，生态环境达标，为区域经济可持续发展提供了保证。
5 项目的风险与不确定因素
据多年监测，沉陷区已达到稳定，故风险性甚微，对治理工程不会产生影响。
6 可行性研究结论
本项目符合国家有关政策、符合吉林省和梅河口市土地利用总体规划，项目目标实际，投资规模恰当，资金分配结构合理，通过预测，工程竣工后，本项目将会取得良好的社会、经济效益，同时项目区的生态环境和生产环境都将得到极大的改善，是一个功在当代利在千秋的好项目。
参考文献：
[1]国土资源部，《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》，DZ/T223-2009.
[2]吉林省第三地质调查所，《吉林省梅河口市中和煤矿矿山地质环境保护与治理恢复方案》，2009.5.
作者简介：
徐文儒，吉林省四平人，吉林省第三地质调查所副总工程师；李龙江，吉林省四平人，吉林省第三地质调查所高级工程师；王道海，吉林省四平人，吉林省第三地质调查所工程师。