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采煤沉陷地土地影响及复垦模式初探
作者：宋晓
来源：《科技传播》2012年第20期
摘要 由于我国是一个采煤大国，炭资源占总资源的70%以上，煤炭产业是我国经济发展的中坚砥柱。目前我国大多数矿业城市都出现不同程度的自然环境遭破坏的情况，煤矿区资源不断枯竭，水土破坏异常严重，众多地质条件复杂的采煤沉陷地不断出现，造成环境污染、诱发地质灾害、引起生态退化、破坏环境景观和城市设施等一系列后果。阻碍了矿区社会、经济、生态环境的持续发展。
因此开展采煤沉陷地土地复垦问题及对策研究是迫在眉睫的，本文初步总结了矿区采煤沉陷区土地复垦的影响及评价，以及焦作采煤沉陷区的复垦现状，总结出焦作采煤沉陷地土地复垦存在的问题，初步提出焦作采煤沉陷区的土地复垦模式，为焦作今后采煤沉陷区的复垦提供一定的参考。
关键词 采煤沉陷地；土地复垦；适宜性评价；复垦模式
中图分类号TD98 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）77-0135-04 0 引言
我国大多数煤矿城市都出现了不同程度的采煤沉陷地，根据调查测算，我国煤炭井工开采每万吨煤地表塌陷为0.07hm2～0.33hm2，平均0.2hm2。这种损坏不仅仅是对耕地的破坏、对地面建筑的破坏、对公路和铁路的阻断等，对于矿区土地资源的可持续利用也是影响比较大的。优质耕地的减少，致使广大农民失去了赖以生存的土地，失去了生存和生活的基础，废弃土地利用效率降低、造成生态环境急剧恶化，对矿区社会经济生活的持续发展产生了严重的影响。所以就必须尽快加大对这些问题的研究，并逐步采取有效措施来解决这个问题。 1 土地复垦 1.1“土地复垦”
往往被理解为将土地恢复于耕种。在我国最新近颁布的《土地管理法》中，将“土地复垦”译为“Land Recultivation”，即土地复垦于耕地。将土地复垦的定义综合认定为：其是对遭受人为和自然破坏的土地，因地制宜地采取整治措施，从而使其恢复到可供利用的期望状态的行动或过程。其相关理论基础：1）生态学基础；2）矿山开采沉陷学；3）景观生态学基础；4）土壤重构理论；5）生态重建。 1.2土地复垦适宜性评价
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土地复垦的适宜评价是针对特定复垦方向的适宜程度，对受破坏的土地作出的判断分析，是用来确定被破坏的土地复垦后的合理利用方向，也就是复垦模式的过程，为土地复垦及其利用结构调整提供依据，从而使土地的用地结构更加有效合理，优于被破坏前的利用状态。适宜性评价是需要选择影响因子、确定影响因子的权重以及影响因子对给定复垦方向等级的影响分值。
土地复垦适宜性评价具有评价预测性、评价对象的不确定性和评价过程的多层次性的特点。评价过程中要遵循以下几个原则：1）因地制宜原则与农用地优先；2）主导因素的原则。影响土地复垦适宜性的因素很多，如降水、光照、沉陷深度、低洼积水、坡度、排灌条件、裂缝、土壤质地等；3）综合分析原则。在进行适宜性评价时，应对影响土地复景利用的诸多因素，如土壤、气候、生物、交通、地貌、原有利用状况以及七地和破坏程序等多种进行综合分析对比。
2 采煤沉陷地的分类、影响 2.1采煤沉陷地的分类
采煤沉陷区主要是指由于地下煤层开采后形成地下采空区，使原来处于平衡状态的覆岩失去了支持，平衡结构破坏。根据我国的实际情况，将开采沉陷土地分为四类：
1）黄河以北的平原矿区，地表潜水位较低，年降雨量小，开采沉陷后只有小部分发生常年积水。如开滦矿区，常年积水面积仅占沉陷面积的9%～21%。这类矿区开采沉陷对土地资源损害严重；2）位于黄淮平原的中东部矿区，地表潜水位较高，年降雨量大，是我国重点产粮产棉区，开采沉陷对土地资源的破坏最为严重。如徐州矿区，至1987年已沉陷土地8800ha，其中常年积水绝产的面积占25%，水深最大达3m～5m；这类矿区开采沉陷对土地的破坏非常严重；3）西部黄土高原矿区。潜水位低，地势平坦，一般不会出现常年积水的情况，但常造成沉陷盆地季节性积水，导致部分农作物减产和绝产，加剧黄土高原的水土流失；4）丘陵及山区矿区。由于地面为坡地，开采沉陷后一般不会导致地面积水，但可能会使得地面坡度变化，导致水土流失加剧、土壤肥力下降、农作物减产。 2.2采煤沉陷地的影响 2.2.1对耕地的影响
土地最后被淹没、盐渍化，土壤肥力下降；耕地坡度变化，导致水土流失；使原地貌起伏度增加、坡度增大；土壤结构和土壤成分，导致土地贫瘠化。使地面出现塌陷坑、塌陷漏斗，导致土壤肥力和水分丧失，影响农作物的生长；使采空区边缘地表附近出现裂缝，增加了土壤侵蚀和表土流失强度。在有表土覆盖的地区，裂缝的深度较小，一般裂缝为2m～3m，裂缝最大时不超过10m。但是在无表土覆盖的地区，裂缝的深度非常大，有时可达到几十米。 2.2.2对地面建筑物等人工设施的影响
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一般来说，其对建筑物的影响主要有垂直方向的移动变形（下沉、倾斜、曲率）和水平方向的移动变形（水平移动和水平变形）及由它们引起的建筑物的扭曲变形、剪切变形等几个方面。由于地表产生的移动变形，不仅仅会破坏建筑物地基之间的初始平衡状态，使地基反力产生重分布，而且在建筑物上会产生附加应力，最后导致建筑物变形和损坏。 2.2.3对生态环境的影响
采煤沉陷使得许多植被和树木被摧毁。大量含有有毒物质的地下水被排放到地表，严重污染水源。地面上储存的矸石山、粉煤灰，会受到雨水得冲刷侵蚀，大量粉煤灰尘和矿物质会随着雨水流到农地，因而造成土地污染。水湿地会挥发出难闻的气味污染空气。干旱年份，废弃的矸石山就会由于高温放出出大量的有毒有害的气体，对环境造成严重污染。 2.2.4对地形地貌的影响
致使地面大面积塌陷，使地面的标高改变。原来平坦的土地变得坑坑洼洼，到处都是深坑和矿山废弃物。很多城市的基础设施、公园等的地形都因为塌陷而面目全非。道路受塌陷的影响受阻。原有的平原地貌变为一种特殊的丘陵地貌。会引发滑坡和泥石流，加剧岩石的风化和剥蚀疏干地下水。
2.2.5对微生物和动植物的影响
开采沉陷对煤矿区的自然环境产生了巨大的影响，使得绿色植物逐渐减少，野生动物的栖息环境遭到了较大程度的破坏。这样的条件下，许多野生动物不适应沉陷后的环境变化，逐渐因为环境的不适宜和食物的缺少大量迁移或死亡；开采沉陷虽不能使土壤和水中带来有害物质，但可使土壤中水分增加，pH值发生变化，从而影响微生物的生长繁殖。 2.2.6对水体的影响
开采沉陷加剧了水资源的流失。导致覆岩及地表破坏，从而影响地下和地面水体，使含水层水位下降，地面河流干凅，从而破坏地下河地面水资源。由于含水层水位下降，使土体产生固结沉降，导致地面大面积沉降，从而加剧了西部地区的沙漠化。 3 焦作采煤沉陷区土地复垦概述 3.1焦作市采煤沉陷区现状
焦作矿区位于河南省北部，太行山东南麓，地跨焦作、修武、辉县等县市，北起薄雄，南至高村，东起辉县，西到柏山，东西长60km，南北宽20km～25km，含煤面积约99 700km2。根据调查焦作市现有46个煤矿塌陷区，隶属于26个矿山，其中国营矿山15个，集体矿山11个，集中分布在北中部山前平原综合利用区，北起太行山前，南到北朱村、东韩王、大官庄一带，主要分布在中站区、区、山阳区、马村区、修武县。塌陷总面积为26.48km2，已治
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理面积为2.7km2。塌陷区毁坏耕地22935亩，造成居民搬迁100户，破坏道路1100m，毁坏房屋163间。
1）马村区共有12个煤矿塌陷区，主要分布在冯营办事处和演马办事处、安阳城办事处。塌陷总面积为14.55km2，共毁坏耕地14100亩、造成居民搬迁100户、毁坏道路350m、毁坏房屋40间。其中治理面积为1.9km2。田门矿、小马矿采煤塌陷区处于稳定状态，古汉山矿采煤塌陷区处于非稳定状态，其余煤矿塌陷区部分处于稳定状态，部分处于非稳定状态； 演马煤矿塌陷区破坏耕地、建筑 九里山煤矿塌陷区地裂缝破坏耕地
2）修武县共有7个煤矿塌陷区，白庄煤矿和方庄矿为国营，塌陷区基本趋于稳定，大东村一矿、西村乡煤矿、洞湾村裕鑫煤矿、当阳峪矿、洼村二矿矿均属于集体矿山。矿山主要分布在北孟村北、方庄镇方庄、西村乡和当阳峪，塌陷区基本趋于稳定。修武县塌陷总面积为5.81km2，毁坏耕地3900亩、毁坏道路700m、破坏房屋123间；
3）山阳区共有4个煤矿塌陷区，为焦东矿、小马矿的煤矿开采造成的，矿山性质均属国营矿山，塌陷区处于稳定状态。主要分布在中星办事处，塌陷总面积为2.49km2，破坏耕地340亩，破坏林地、工业用地等2.26km2；
4）中站区共有20个煤矿塌陷区，其中恒荣达煤矿、中站区煤矿、北朱村第二煤矿、中站区朱村矿振兴煤矿、中站区超兴煤矿朱村乡第一煤矿、焦作市中站振兴煤矿为集体矿山，朱村矿、王封煤矿为国营矿山。矿山主要分布在朱村乡北、王封办事处、焦作市西南部，塌陷区处于稳定状态。中站区塌陷总面积为3.22km2，破坏耕地2345亩，破坏林地、工业用地等1.66km2；
王封煤矿塌陷区破坏房屋
5）区有2个煤矿塌陷区，分别是由朱村矿和焦东矿两个国营矿山开采煤矿造成，主要分布在焦作西站北、影视路东，塌陷区基本趋于稳定，塌陷总面积为0.41km2，破坏耕地610亩。
2.2焦作采煤沉陷区治理现状
据统计，焦作矿区建筑复垦的塌陷面积己达244.9km2，林业复垦15.3km2。但到目前为止，焦作矿区塌陷土地恢复利用还主要围绕住建城区周围的用地紧张地带，且以恢复建设用地为主。例如，焦西矿南区开采时间早，塌陷地已经稳定，已将其人部分改造为建设用地；在新园路、果园路两侧建起了工厂、学校、住宅和公园等；位于焦作市中站区的李封矿，在其塌陷区内兴建的建筑物更多，中马村矿为了卜马村村庄下压煤，将下马村整个村庄搬迁到该矿西部已稳定的塌陷区，利用塌陷地面积达17.8km2，取得了向塌陷区搬迁村庄的成功经验。另
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外王封煤矿塌陷区、朱村煤矿塌陷区、小马煤矿塌陷区已处于稳定状态，在当地的引导下，经过整平处理后，也复垦为建筑或建设用地。
有部分采煤塌陷区造成当地居民房屋裂缝、倒塌。对于危害严重的住户或村庄，当地对其实行了搬迁避让。如：九里山采煤塌陷区的亮马村；对危害较轻，但暂时还能供人居住的房屋，国土部门则时刻注意危害发展趋势，加强监测。如：洼村煤矿塌陷区的洼村。 但总体而言，焦作矿区农业复垦相对滞后。焦作市采煤塌陷区的塌陷深度在0.5m～31.4m，地面塌陷、地裂缝严重破坏了矿区的耕地，严重影响了当地农作物的种植，甚至出现了种地亏本的现象。由于塌陷区地表起伏不平，塌陷区内的耕地大多随坡就势继续耕种；地表的沉陷又使地面水利没施遭到破坏，因此，塌陷地处于怕旱怕涝的状态，种植效率低下。据调查，许多塌陷地年产粮食仅2 250kg/km2左右，远低于塌陷前平均水平。又因为塌陷区耕地无法耕种，又缺乏治理资金，在当地的领导下，当地居民对塌陷区部分耕地实行了简单的治理，其治理方式为种植树木。
目前焦作市对采煤沉陷区治理采取“救灾工程”模式，即在充分利用城镇已有基础设施的条件下，对受损房屋、医院、学校等地面建筑物进行维修加固、搬迁安置等。对损坏农田，国土资源部门由于资金等方面的原因，主要争取国家投资土地整理项目对损毁耕地，搬迁村庄进行整理复垦，近年来共实施国家投资土地整理项目2个，治理总规模17 160亩，投资总额2008万元。
3.3焦作市采煤沉陷地复垦存在的问题
尽管焦作市采煤沉陷区的土地复垦取得了一定的效益，但是还存在着许多的问题，丞待解决。
第一，仍然有大量的土地丞待复垦。焦作市待复垦的采煤沉陷地还有23.78km2。其中：稳定沉陷区面积为48.16km2，非稳定沉陷区面积为22.00km2；
第二，复垦工作开展不均衡。郊区一些地方如焦西矿、焦东矿、马村区的矿地复垦的面积多，复垦率达到了40%。但是较远的乡煤矿和山区煤矿企业收益低、复垦工作开展滞后； 第三，复垦的质量不高。复垦土地应接近于破坏前的适宜性和土地生产力水平。而调查表明，大约有80%以上的土地复垦后没有达到这个标准；
第四，土地复垦的速度缓慢。很多矿区是旧账未还，新账又欠。大量的沉陷区没有得到有效的复垦时，煤矿开采还在不断进行，新破坏的土地大量产生。焦作市的地表塌陷面积将会由2007的39.19公顷增加到2015年的4500公顷；
第五，复垦责任难以落实。土地复垦法规贯彻不力，监管不到位；土地复垦资金不足；从事土地复垦工作的人员力量难以满足工作需求。
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由于这些问题的存在势必会造成土地资源的极大浪费，影响煤矿区土地的可持续利用，因此需要加强和研究焦作采煤沉陷区的土地复垦工作。 3.4焦作采煤沉陷区土地复垦模式
3.4.1浅层塌陷区挖塘造地发展种植和水产养殖模式
这种模式比较适合在塌陷后形成积水的采煤塌陷区，而且必须选择无污染的塌陷水域来进行立体的水产养殖。主要是在塌陷区附近建造一些禽畜养殖场或者在水面种植一些饲料类水生植物。
3.4.2煤矸石等填充塌陷坑造地用于城镇建设模式
这个模式主要是利用发热量较低的煤矸石作填料，直接填充塌陷地造地。步骤为：在已沉陷稳定的区域，先将采煤沉陷区的表层熟土剥离，将其堆放在四周，之后把煤矸石充填到沉陷区内。等到待煤矸石充填到设计标高水平时，可以把剥离的熟土覆盖在煤矸石上，作为农作物表层耕作层。在此复垦过程中，那些含有有害有毒物质的煤矸石，一定要做好适当的隔离处理。
3.4.3煤矸石回填塌陷区造林模式
焦作矿区采煤沉陷地地处山丘陵区，树种选择要兼顾绿化、美化、挡风和防治水土流失等多项功能。该矿区土层较薄、降水较少、灌溉困难、土壤贫瘠，应选择耐旱、耐贫瘠的乔、灌木；选择乔、灌、草混交的种植模式，提高林地的生态功能。 3.4.4利用塌陷区水资源建设山水生态城市模式。
焦作矿区位于焦作市北部，可以建立综合性矿山公园。以展示煤矿开采遗迹为主体，以地面塌陷遗迹治理、石灰岩采矿遗迹治理等方法来进行生态恢复，并且在这个过程中要融合现代影视城等人文景观来进行建造。 3.4.5简单平整为农地模式
这个模式主要是使用于土地塌陷程度低，土层变化不大，而且土壤养分变化小的塌陷区。通过塌陷地进行简单的平整之后，就开始进行农作物的耕种。由于这种模式复垦操作起来比较简单、而且工程量小、成本较低，而且在增加耕地面积的同时也可以缓解矿区严重的人地矛盾。
3.4.6疏排法复垦为农林地模式
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通这种模式主要是通过合理规划地面的排水系统，从而来排除采煤塌陷地的积水，使得能够再次利用。而对于塌陷深度很大的区域要采用布置泵来进行强排水。相反对于塌陷深度不大、积水较浅的，可以通过修整渠等方法使其畅通。 3.4.7生态农庄复垦模式
这种复垦模式主要是采用采煤沉陷区所自己独有的特色，来建设生产生活、休闲度假等具有综合功能生态农庄。虽然说这种模式实施的风险较大，但是从长期的角度来看，这种模式还是比较适用于区位条件好的塌陷区。只有进行科学地规划和科学管理，不断提高自己的竞争才是搞好生态农庄经营的重点。 参考文献
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