采煤塌陷区土地复垦：探析实例

一、河南煤矿采煤塌陷区复垦浅析

河南是我国的产煤大省，原煤产量连续l8a居全国第2位，已形成鹤壁、焦作、义马、郑州、平顶山、永城六大煤炭开采基地。目前，全省由于煤炭资源的开采，造成破坏和影响的土地约4万hm2，其中已损毁的耕地超过了3万hm2，带来的环境问题和社会问题较为突出。

（一）采煤塌陷区土地复垦工作现状

河南采煤塌陷区内土地破坏类型多种多样，不同区域、不同类型的矿区复垦的问题、目标、途径迥然不同，加之参加研究人员的专业背景不同，切入点和侧重点也存在较大差异。目前，尚存大量的实际问题需要持续研究和验证，矿区复垦实践没有达到各方预期的结果。主要表现在采煤塌陷地复垦规划的特色不够突出、对复垦后用地结构优化配置不合理、复垦后土地的生态和经济效益差、矿农矛盾突出等方面。

（二）采煤塌陷区土地复垦主要技术

1.疏干法。该方法应用于潜水位不太高，地表下沉不大，且正常的排水措施和地表整修工程能保证土地的恢复利用，应用条件局限性大。

2.挖深垫浅法。用挖掘机将塌陷深的区域再挖深，形成水（鱼）塘，取出的土方充填塌陷浅的区域形成耕地，达到水产养殖和农业种植并举的利用。

3.充填复垦。焦作、平顶山和义马等煤业集团，大多采用以粉煤灰或煤矸石等为填充物的充填复垦模式。但这种方法有一定的局限性，且可能造成二次污染。

4.直接利用法。对于大面积的塌陷地，特别是在大面积积水或积水很深的水体，以及未稳定塌陷地或暂难复垦的塌陷地，常根据塌陷地的现状因地制宜地直接加以利用。如网箱养鱼、养鸭，种植浅水藕或水生作物等。

5.生态工程复垦。生态工程复垦是运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理，结合系统工程对破坏土地所设计的多层次利用的工艺技术。它不仅包括各种土地复垦工程技术和优选，也包括农业立体种植、养殖、食物链结构，农林牧副渔业一体化等生态工程技术的选择。这种方法具有广阔的发展前景，对潜水位较高的永城煤田、焦作矿区东部、赵固新河井田塌陷地复垦较为适宜。

（三）采煤塌陷区土地复垦存在的主要问题

1.复垦的整体经济和环境效益较差。目前复垦技术的研究大多停留在基本途径的研究方面已完成的土地复垦工程多是单一用途的复垦，尚未按照区域、矿区煤炭开发规划、土地破坏情况、当地自然环境和复垦条件，以生态学、生态经济等原理为指导，开发多业、综合、协调并能控制水土流失的生态复垦研究，致使复垦区域生态环境改善和恢复不明显，复垦的整体经济和环境效益较差。

2.对复垦的潜在生态危害缺乏风险分析。河南的复垦实践，往往注重土地数量的恢复和矿山固体废弃物利用，却对其造成的环境污染程度缺乏明确的结论，对其可能造成的潜在生态危害缺乏风险分析，如对粉煤灰、煤矸石研究不深入，轻率地作为填充物填充土壤，造成二次污染的问题。

3.复垦土地利用分散、粗放。矿区土地复垦以国家投资为主，复垦为农用地的大部分交给当地农民使用，致使复垦后的土地利用大多停留在农户小规模、分散、粗放利用的水平上，难以使土地利用形成大规模、现代化的农业生产。

4.复垦技术创新乏力。矿区土地复垦研究经费不足，复垦单位技术开发投入低，土地复垦知识产权保护意识差，许多单位利用技术推广示范等途径无偿获得矿区土地复垦技术。将采煤塌陷地复垦技术投入公共产品的领域，致使矿区土地复垦技术创新动力不足，对于塌陷区土地复垦应做到：

（1）对采煤塌陷区的土壤进行深入研究。应明确复垦区的土壤性质，根据填充物的类型，进行长期定点监测，取得第一手资料。如土壤重金属超标时，可选取生长速率快、耐受有毒金属和低营养水平的植物来净化土壤，确保有毒物质不会通过食物链转化富集。有些复垦区的覆盖土可能是原采矿区表土和心土的混合物，也可能是未经过覆土处理的原剥离物。新形成的覆盖土的土壤性质与原有的耕作土壤有较大的差别，土壤肥力水平低，结构不好，土层上下剖面混乱。因此，要根据复垦土地的土壤、水资源、地貌及当地气候、水文等自然条件，宜农则农，宜林则林，宜草则草，宜建则建，选择具有最佳经济效益和生态效益的利用方向。

（2）建立土地复垦科技创新基金。建立矿区土地复垦利用专项和关键技术研究，对矿区土地复垦利用的重点技术给予帮助，对矿区土地复垦利用有重大意义的科技成果予以奖励，形成采煤塌陷区复垦技术研究激励机制。

（3）对复垦和复垦后的土地使用权实行统一管理。采煤塌陷区土地复垦从初步设计、可行性研究到最终取得经济效益，需要经过至少5a的时间。由于投资期限长，投资巨大，导致土地复垦是一项高风险投资，未来收益具有很大的不确定性。应采取把矿区土地复垦和复垦后的土地使用权进行捆绑销售的方式，以使复垦后开发土地的收益可以弥补复垦土地的亏损。

总之，河南省采煤塌陷区土地复垦工作虽已取得一定的成效，但目前土地复垦率低，复垦质量也有待提高。

二、新庄煤矿土地复垦探析

新庄煤矿所在的河南省永城市地处黄淮平原中部，是豫东开发最早矿井，目前新庄煤矿井田范围内已形成大范围采空区和地面塌陷，地表遭受地面塌陷及地裂缝危害，危险性大。为集中综合利用煤炭资源，推动绿色矿山建设，保证煤炭行业的可持续发展，对于新庄煤矿，进行土地复垦工作意义重大。

（一）矿井概况

新庄煤矿是神火煤电股份有限公司的骨干企业，位于豫、皖两省交界的永城市苗桥乡境内，矿井南北长约7.5 km，东西宽约3.0km，面积约20.3km2。新庄煤矿原系河南省勘探（1974年）、设计（1977年）、施工（1978年），1980年初下马停建。1982年改由河南、江苏两省联合开发，并委托江苏省煤矿设计院设计，于1984年初建井，1995年12月18日正式投产。该矿原设计生产能力90万t／a，1997年矿井改扩建后生产能力达到180万t／a，实际核定生产能力已达到225万t／a，为大型煤矿。

新庄矿主采三2和二2煤层，二2煤层共分4个水平开采，其中一水平的12采区和11采区、二水平21采区已回采结束，二2煤的22采区煤柱正在回采，原预计2012年回采结束，三水平的31和32采区正在回采，二煤四水平正在进行采区准备。三煤的12采区已回采结束，11、21、22采区正在回采，三煤的31、32采区正在进行开拓准备工作。

（二）地面塌陷问题分析

煤炭作为地下资源，随着开采强度的加大，必将带来一系列的环境与生态问题，特别在平原地区，问题将更加突出：

1.造成大量的可耕地塌陷，破坏了原有的生态平衡；

2.土地塌陷减少了农业耕地面积，制约了农村经济发展；

3.逐年增加的塌陷地资金赔偿，加重了企业负担，使企业背上了沉重包袱；(www.xing528.com)

4.造成工农关系紧张，工农矛盾突出，影响到社会稳定。

目前，新庄煤矿井田范围内已形成大范围采空区和地面塌陷。经现场调查并核对矿山采空区资料，确定矿山已形成地面塌陷面积9.6 km2，积水面积2.14km2。地面塌陷已迫使井田范围内新庄村、高楼村、黄水寨村等7个行政村共22个村民组实行原地或异地搬迁，现状条件下地表遭受地面塌陷及地裂缝危害，危险性极大。

生产期内新庄煤矿将产生新的地面塌陷，并伴生地裂缝灾害，且随着采空区的不断加大，地面塌陷与地裂缝范围也将逐步扩大。因新庄煤矿相邻的刘桥矿井、葛店矿井均为生产矿井，相邻边界均已产生不同程度的地面塌陷。因此，存在相邻边界时，预测地面塌陷区边界以矿井井田边界为准。经计算，最终地面塌陷面积将达到l7.65km2。矿山开采对地质环境影响程度分级为严重。

新庄煤矿所在的永城市共拥有耕地面积1164km2，现有人口133万人，人口密集，人均耕地面积约880m2，人多地少的矛盾非常突出。其中，全市含煤面积572km2，约占当地耕地面积的50%，如不注重搞好开采后的塌陷区复垦和环境治理，若干年后，仅煤炭开采一项就将使一半的可耕地遭到破坏，一半的人口失去赖以生存的土地，生态环境将急剧恶化。

到目前为止因新庄矿因煤炭开采引起的塌陷，已使22个自然村的村址和耕地受到不同程度的破坏和影响，塌陷深度一般在2～3 m。随着开采面积的增大以及深部煤层的开采，以后每年新增塌陷地面积会逐步增长。由于矿区地处平原，地势平坦，水位较浅，凡塌陷lm以上的地区均可能造成大面积积水，如不及时复垦就会造成耕地减少，同时企业补偿也会逐年增加，给企业带来沉重的经济负担，以致造成企业无力进行新的投入，严重制约企业的发展。

（三）治理规划和环境预测

根据新庄煤矿实际生产情况，初期对13采区地面塌陷与地裂缝进行治理。

1.治理区范围与面积。治理区西起工业场地，东至井田边界，北与21采区相邻。长轴方向近南北，长1850 m、宽850m，面积1.27 km2，安排近期治理。

2.治理工期。治理时间为2013～2015年。

3.主要矿山地质环境问题预测。治理区地面高程30.1～30.4 m，平均煤厚2.8 m，开采结束后将形成地面塌陷，周边将形成缓坡地，并伴生地裂缝。

（四）治理方案

采用“挖深垫浅法”实施工程治理，对缓坡地段以土地平整及人工填埋地裂缝为主。

1.治理标准。治理后要达到以下标准：耕地熟土厚度不小于0.3 m，复垦后雨水排泄畅通，不得出现常年或季节性积水，土体内砾石含量不大于5%，覆土后场地平整，地面坡度不超过7%，复垦后第2年农作物产量恢复到原耕地作物的45%以上，2～5年内全部恢复到原有作物的产量水平。复垦后耕地达到24h降雨50mm时，水不出地、土不流失、肥不出田的“三保田”标准。

2.治理原则。

（1）尽量增加农业用地面积。井下煤矿开采破坏大量土地，将造成耕地资源紧缺，因此，在地面塌陷治理工程实施时，除确定无法恢复耕地情况下，可用于非农业用地外，其他情况均以恢复农业生产为目的。

（2）接近破坏前的土地资源适宜性。新庄煤矿土地资源破坏前多为宜耕土地，被破坏土地的复垦，要使土地的适宜性和生产力、生产潜力同破坏前相近，以保证矿区土地资源可持续发展。

（3）改造为新环境条件下的可垦土地。当恢复原景观困难较大且未必能达到预期效果时，要视具体地。事段因地制宜，根据矿区气候、环境等自然条件，考虑挖设坑塘进行水产养殖或开发为蔬菜生产基地，使复垦后的土地生产力和生产潜力与复垦前有较大改观。

3.治理措施。根据预测.的开采后地面塌陷范围及特点，治理对象分3部分：塌陷区积水区的治理、塌陷裂缝的整理和塌陷坡地的整理。

（1）塌陷积水区的治理。采用“挖深垫浅”方法实施治理，由于新庄井筒潜水位埋深一般3～4m，治理方法是：将地面1m左右的表土取走，堆在四周，把沉陷较深的地块规划成取土坑，挖出的土充填在浅部塌陷区。首先设计取土坑的位置，将表层土下的砂礓层及深挖出的土垫在沉陷较浅的地块内，然后将熟土覆于其上。取土坑深度视取土量而定，一般4～6 m。深挖后的取土坑可进行渔业养殖，浅部充填区域则进行复垦，还田于民。采用矸石充填措施，该方法是将煤矸石一次性回填至沉陷区，回填至设计标高时填土、整平，为农业提供生产用地。新庄煤矿矿井排矸量为13.3×104 t／a，均可用于矸石充填，具体方法是：在采空区上方预计要发生下沉的区域，将表土取出堆放在四周，预计下沉深度和范围，用矸石充填到预计水平后，将堆放在四周的表土覆盖在矸石层上面覆土成田。充填复垦时要根据沉陷深度合理安排回填物结构，首先把对植物生产不利的回填物填在下面，再回填矸石，把体积较大、不易风化的矸石填在下面，石块较小且容易风化的矸石充填在离地面较近的空间，回填区边缘不得有矸石外露，然后用推土机推平，压路机压实，提高矸石的密闭性能，以免透气造成矸石自燃和覆土后由于降水下渗造成表土流失；矸石充填完毕后，其上覆盖表土，厚度为30～50cm。

（2）塌陷坡地的整理。采煤塌陷区有厚土层覆盖，可对塌陷后局部坡度较大地段进行平整，采用“生熟土混堆法”进行复垦，深施农家肥和化肥，运用先进的生物复垦技术［4］，选用适宜的作物和优良的品种，使用先进的农业技术，当年便可达到平产甚至超产的效果。

（3）塌陷裂缝的整理。不同的地面塌陷破坏程度适用不同的裂缝处理方案。对于轻度破坏（裂缝宽度小于20cm，延伸长度小于5m）类型采用填堵法，即将裂缝挖开，填土夯实。裂缝回填夯实后，要求密度在1.4t／m3以上；对于破坏程度严重（裂缝宽度大于20cm，延伸长度大于5m）裂缝，由于其变形严重并极易造成水土流失，考虑采用厦滤层的原理去填堵裂缝孔洞。即首先用粗砾料填堵空隙，其次用次粗砾，再次用砂、细砂、土填堵。当塌陷稳定、用反泥层填堵后，可防止水土流失，使生态逐渐恢复。

（五）预期效益分析

该工程由征迁复垦部负责，主要工作量为土地平整与复耕面积0.89km2，开挖水塘面积0.38km2，道路与排水沟工程500m。13采区地面塌陷治理1.27km2，2013年，开展13采区地面塌陷治理工程，首期工程费用500万元；2014年，继续开展13采区地面塌陷治理工程，二期工程费用500万元；2015年，完成13采区地面塌陷治理工程，工程费用624.2万元。根据矿方实际统计数据，13采区实际采出煤量合计为516万t，地面塌陷治理直接工程费用为1624.2万元，则地面塌陷治理直接工程吨煤成本为3.15元／t。

1.经济效益。到2015年，治理工程耕地恢复地0.89 km2，开发鱼塘0.38km2，通过提高土壤肥力，增加农作物产量，每亩旱地按年收入1200元计算，每年可获收入160万元；鱼塘发展养殖业后，年产鲜鱼5t／hm2，按4元／kg计算，每年可获收入约76.0万元，合计每年收入为236.0万元。

2.社会效益。综合治理方案实施后，能有效增加耕地面积和发展水产养殖业，使土地的生产效率得到提高，增加本地区农业的发展后劲，提高人民的生活水平，缓解当地劳动力多、耕种土地少的紧张局面。新庄煤矿矿山地质环境保护与治理恢复方案的实施，将会改善矿区居民的生存条件、生活空间和生活环境，提高生活质量，同时也将改善本区域的经济发展、经济投资的外部环境；矿山地质环境的良好恢复，将有力促进当地社会经济的发展和谐社会的构建；新庄煤矿矿山地质环境的恢复方案的实施，将使该煤矿成为真正的绿色矿山，社会效益明显。

3.环境效益。综合治理方案的实施，可有效保护和改善矿区生态环境，在发展矿业生产的同时，避免或减少对生态环境的破坏。同时，治理工程按计划实施，还可有效消除以地面塌陷为主的矿山地质灾害；煤矸石与矿坑水的综合利用，避免了环境二次污染，而且地面塌陷治理后形成高效农田，可有效防止水土流失，提高土壤质量，恢复地貌景观，改善矿区生态环境，促进和保持当地生态系统的良好循环，为人民生产生活提供良好的空间，环境效益显著。

总之，通过土地复垦，可大大减轻企业的补偿负担，使企业有足够的资金用于生产和发展，增加企业的活力和发展的后劲。对土地进行统一规划，提高了土地的利用率。结合新农村建设，对矿区村庄进行统一规划，加快农村城镇化建设进程。土地复垦后地块面积的增大，使农业机械化水平进一步提高；土地复垦后池塘水面的增加，带动了养殖业的发展；促进了农村种植结构调整，推动了农业现代化进程，其综合效益显著。