摘要：大规模的煤炭资源的开采，会造成大面积的采煤地面塌陷，对农业生态系统造成严重危害和影响。社会发展客观需要对采煤塌陷地进行研究，为地方政府科学合理地治理和恢复生态环境提供参考，为矿山企业优化生产布局、避免和减少塌陷灾害的发生提供依据，从而促进区域的可持续发展。
肥城煤田塌陷区是我国四大岩溶型塌陷区之一，其塌陷规模大，塌陷特征具有很强的代表性。本文在阐述了该地区采煤塌陷的现状的基础上，分析了塌陷规律、特征、成因机理、发展趋势，提出了防灾、减灾、治灾措施。
论文在介绍研究区基本情况的基础上，深入分析了采煤塌陷形态、特征、危害及治理措施。
关键词：：塌陷地地面塌陷的危害采煤塌陷的治理研究
正文：
引言
研究背景
在我国能源结构中煤炭占70％以上，煤炭产量居世界第一位，占中国矿山开采量的90％以上。另一方面，我国国土的含煤面积很广，约占总面积的5．7％，而且开发矿区主要集中在东部的农业区，即华北平原、东北平原和长江中下游平原农业区。大规模的煤炭资源的开采，造成大面积的采煤地面塌陷，破坏了大量耕地，对农业生态系统造成严重危害和影响。采煤塌陷造成的负面影响日趋严重。
据统计，全国70％的矿区面临着缺水状况，其中40％的矿区严重缺水。同时，矿井排水造成水资源浪费现象十分突出。1989年矿井排水13．1亿m3，平均吨煤排水量3．8m。／t。由于沉陷盆地形成大面积的水淹田和沼泽地成为污垢汇集之地；我国煤田分布区发多为山地、丘陵地区，煤炭生产庞大的地面广场系统，加上山区铁路、公路建设、火电资源开发、煤气输送等工程的增加，人类活动强度加大，山体便坡稳定性将显著减弱，滑坡、泥石流及水土流失作用增加将是必然趋势。
我国人口多，耕地少，土地资源缺乏，珍惜和合理利用每寸土地，切实保护耕地，是我国的一项基本国策。目前我国人均耕地0．079公顷，土地的负荷十分重。然而据调查，每年因国营采矿、建材生产等造成的挖损、沉陷、压占破坏的土地，数目极大。涉及300km2，涉及到达十万的人口，一个年产1000万吨的煤矿，矿区要一般矿井储量的10％一30％都在村庄下面。据统计：全国矿山占用土地面积581万公顷，仅煤炭行业，由于采矿引起的大面积塌陷区180余处，塌陷区破坏土地11．5万公顷。黑龙江、江西、安徽、江苏、山东等省是采空塌陷的严重发育区。肥城矿区地处康汇平原，压煤面积96平方公里，有13对生产矿井，因采煤造成塌陷土地5000公顷。截止2003年已有27个村3万农民无地可种，19个村人均耕地不足0．02公顷。目前塌陷地正以每年130公顷的速度扩张，预计煤炭全部开采完毕，将形成塌陷地10000公顷。
目前矿区的粗放发展不仅在农村造成不可估量的损失，还恶化了城市环境，造成一系列的社会问题，制约了周边城市的发展。
因此，探索地面沉陷发生的机理及其规律、准确地作出预测，有效地采取防灾减灾的综合治理措施，将有助于地方耕地占补平衡的实现，有助于矿区的可持续发展，减弱其对于周边辐射区域的负面影响。
1、肥城矿区概况
肥城县煤矿区位于县境内北部 ,东西长22公里 ,南北宽2-7 公里 ,储煤面积 98.58平方公里 ,总储量 11亿吨。煤田含煤地层属石炭二迭系 ,煤层均被第四纪冲积层覆盖 ,厚度 250-450米 ,底盘为奥陶系灰岩 ,共有煤层16 层 ,其中可采煤有10 层和两个分煤层 ,平均可采煤厚度为 11.5米。肥城煤矿区现有地方煤矿4 座 ,省属煤矿8 座 ,年产煤 500万吨 ,到1990 年共产煤9700 万吨 ,产煤研石 1300万吨。矿区跨石横、王瓜店、湖屯、老城四个乡镇的 51个行政村。
2、煤矿区塌陷地现状
肥城煤田采取掏空回采式采煤 ,由于无冲填措施 ,每个采面撤除支撑顶柱后即开始自然沉陷。受煤层构造厚薄不均、煤层埋深的差别和水文地质结构的影响 ,断层带留煤柱隔层较多 ,同时因煤区多层开采由上而下、先后次序、施工进度等的不同 ,造成沉陷时间、速度、深浅、幅度的悬殊 , 使煤矿区形成高低不等的波浪式地形和丘陵状地貌。随着开采量的增加 ,带来的土地塌陷日趋严重 ,塌陷面积逐年增加 ,到1990 年已达 3653公顷,其中长年积水面积 980公顷,季节性积水面积 730公顷,不积水面积 1943公顷。据矿务局资料 ,开采万吨煤地表塌陷0.24公顷 ,开采一米厚煤层地表塌陷 0.7 米左右。照此计算 ,肥城矿区以年130 公顷的塌陷速度发展 ,整个矿区最大塌陷面积达 1万公顷,一般塌陷 3-5米 , 最大塌陷 8-12米。
3、塌陷造成的危害
3.1破坏地表生态环境
由于地面塌陷改变了原来的地面形态，变得凹凸不平，在地下水位浅的地段，形成长年积水洼地，大部分耕地无法很好的耕种，失去了原来的生产水平，有的甚至绝产，造成了土地资源的极大浪费。造成水土流失 , 破坏生态平衡 。塌陷不仅使地表呈波浪起伏、坡度不等的丘陵地貌 , 而且因地块塌陷产生宽0.3-0.5 米不等的裂缝, 降水产生的外营力携带水、肥、土顺坡而下 , 漏入裂缝中并流向低洼的积水处 , 造成新的水土流失 。据调查 , 年侵蚀模数由塌陷前的不足1000 吨 /平方公里增至5670 吨 /平方公里 , 每年增加流失土壤量达20.7 万吨 每公顷损失径流量1230立方米 , 年损失径流量 220万 立方米 , 致使小气候变劣 , 生态环境朝恶化方向发展 。
3.2破坏地面水利设施
由于采空造成地表岩移和塌陷，使原灌溉水渠和河道标高发生了改变，排水系统失效，难以泄洪，从而使农田受淹。毁坏水利工程 , 打乱水系 , 造成水患 。据调查 , 塌陷共破坏塘坝8 座 、渠道 139.9公里 、大小水井126 眼、大型引黄 电灌干渠10.7 公里 , 造成直接经济损失362 万元 , 损失劳动工 日520 万个 。同时 , 塌陷区11 条水系全部被打乱自然流势 , 遇大雨洪水四溢 , 危及矿井和村庄安全 。 1978年7 月 13日降雨190 毫米 , 矿区 7个村、5 个矿井被洪水包 围 , 两条干线公路被冲毁 , 部分矿井停产 ,4700 公顷农 田被淹 , 倒塌房屋 300多间, 造成重大经济损失 。
3.3毁坏公路交通设施
由于地面不均匀的塌陷，使公路路面坑坑洼洼，由杨庄矿至白庄矿的公路局部地段毁坏严重，严重影响了交通。
3.4破坏农田、建筑，增加社会不稳定因素
土地废弃 , 群众生产、生活难以安置 。塌陷地并非一次沉陷, 而是年年塌陷, 形成既不能浇也不能排、肥水大量流失的波浪式丘陵地 。塌陷地中有一半绝产弃耕 , 另一半产量锐减、成本增加 。因塌陷, 减少水浇面积3120 公顷 , 年减产粮食 3500万公斤 , 每公顷耕地的生产成本增加450 元 , 致使塌陷区人均土地不足0.02 公顷 , 部分村庄基本无地可种 , 严重影响了农业的发展和矿区农民的生产生活 , 也使肥城县人多地少的矛盾 日益突出。肥城老城村是一个有700 余年历史的老村 , 过去粮食年年有余 , 店铺林立 , 工商业项目众多 , 一片繁荣景象 , 1960年采煤以后 ,243 公顷的土地塌陷了207 公顷 , 绝产20 公顷, 二次复采又塌陷 52公顷, 地面塌陷 2-3米。地 面塌陷造成该村现人均土地不足0.02 公顷 , 且不能旱涝保收 。在塌陷边缘 , 耕地陷机轮、耙地折牛腿 、浇地地漏水 。昔 日繁荣的老城村 , 如今塌陷成孤岛, 街道路面断裂 , 房屋东倒西歪 , 国家 已支付 3900万元的搬迁费 , 至今尚未搬迁完毕。给政府、社会增加了压力，产生了不安定因素。采煤塌陷地破坏了肥城肥城市的经济、社会和环境和谐发展。下个世纪中叶采煤塌陷地面积的不断扩大和环境的日益恶化，将迫使肥城市的大量农民离开赖以为生的土地，加剧了本来就十分尖锐的人地矛盾。失去了农业发展的支撑，肥城的经济必然受到很大的影响。由此激发的当地农民和采矿企业之间的矛盾现在已十分严重，如果任其发展，将会造成更大的社会问题。
3.5采空塌陷增加了企业、国家的负担
煤层开采塌陷不仅毁坏了农田，村庄建筑也受到破坏，许多农家房屋墙壁开裂。因地面塌陷，迫使创建于1273年具有700多年文明史的肥城老城南迁，为此，国家拨建设费5．9亿元，土地赔偿费3．6亿元，人口安置费0．3亿元。自1957年8月13日，华东局在肥城王庄一带打出了太原组可采煤层发现了肥城煤田，探明储量10．61亿吨。从1961年开始建井投产到如今已有大小13个矿井全面开发，40多年的开采历史。不完全统计已采出煤55820万吨，塌陷面积5000公顷。现煤田年生产原煤600万吨，测算还能服务65年。有新的采空区就会产生新的塌陷区，与其相关的矿井排水量相应增大，煤矸石占地、压地面积也相应扩大，对周围环境污染更加严重。
4、治理现状及对策
地表塌陷引起各级政府的重视 , 几年来坚持因地制宜、科学复垦 , 已复垦塌陷地 1113公顷 , 其中耕地470 公顷、鱼塘 550公顷、园林52 公顷 ,1991 年获总收入1128.5 万元 , 取得显著效益。为了提高治理效益及科学性 , 肥城县政府同山东农业大学联合承担了省科委下达的“ 煤矿区塌陷地综合开发利用的研究” 项目, 运用生态学原理 , 在127 公顷塌陷地上进行试验 , 探索出五种治理最佳模式 , 并进行大面积推广。这五种模式即对深水区 , 挖鱼塘 , 淤泥造地 , 种养结合对季节性积水区 , 挖沟排水造田 , 发展农业生产对塌陷变形地 , 削高填洼 , 划方整平 , 配建水利设施 , 恢复耕种对浅水区不稳定区 , 顺势发展芦苇、蒲草或穿插耕种对临近石横电厂的塌陷地 , 用煤灰填平 , 覆土后种植粮食或经济作物。与此同时 , 在塌陷地上大力推广了选用良种、配方施肥、模式化栽培、间作套种、立体种植等八项配套技术。这些技术的综合运用 , 发挥了互补优势 , 最大限度地挖掘出了塌陷地的潜力。
肥城县煤矿区塌陷地的治理取得了显著成效 , 但目前的治理改造现状还停留在一般性的恢复生产上 , 有待于进一步深化。塌陷地的治理改造 , 是肥城今后农业生态环境发展的大事 , 影响到十万农民的生产和生活。
一是将塌陷地的治理改造列入各级政府的议事日程 , 设置机构 , 配备人员 , 加大投入 , 综合开发强化土地管理法、水土保持法的贯彻执行 , 建立配套法规 , 建立健全水土保持监督管理体系 , 提高全民的土地、水保意识 , 用经济、法律手段制止人为水土流失的继续扩展。
二是因地制宜 , 科学规划 , 发展高产高效农业。在总结现有经验的基础上 , 由点到面 , 因地制宜地筛选优化模式 , 做到宜粮则粮、宜林则林、宜牧则牧、宜渔则渔 , 农林牧渔合理配置 , 规模治理 , 集约经营 , 发展生态农业。5、塌陷区治理目前存在的问题
5.1局部治理，将会全面恶化
目前所治理的塌陷区只是全部塌陷区的很小一部分，还不包括将塌未塌的部分。而且当前的治理速度、治理措施还跟不上塌陷区发展的速度，这会造成生态环境的持续恶化，阻碍肥城市的生态可持续发展。
5.2资金尚无保证，组织有待加强
资金是采煤塌陷地整治能否得到实施的关键。缺乏治理资金首先是因为从煤矿来的资金源头就小。事实上，采煤塌陷，尤其是深层塌陷对耕地的破坏是毁灭性的，具有一定程度上的不可逆转性。这从源头上决定了治理资金的匮乏。这有限的治理资金进入政府后，由于各种原因，政府也未必能做到专款专用，一部分治理资金被分流挪作它用。没有政府的高度重视，没有统一的组织管理，资金自然得不到保证，治理当然就很困难。另外，政府和企业在塌陷地整治工作上各念各的经，相互之间没有密切配合。到底企业向政府交了多少钱，企业和政府说法口径不一，一时也得不到统一的数据。
5.3关系纷乱不清，总体治理无序
第一，大型煤矿企业属国家和山东省所有，其利税大部分由国家和山东省所得，交到肥城本地已所剩无几。但其造成的环境污染、土地塌陷等恶果却不由本地政府和人民承担解决。
第二，政府搬迁塌陷区的村庄还处于塌陷一片，迁徙一片的被动局面，不能和肥城的城市化、城市总体开发相结合，缺乏整体综合考虑；治理塌陷区就更是处于塌陷一大片，治理一小片的情况。整个的塌陷治理处于一种无序的状况。
第三，土地使用产权不清。煤矿企业交纳了土地的征地费，按理土地的使用权有一部分应该属煤矿企业所有，但当地村民依然在上面耕种，企业也无法使用自己的一部分土地权利，土地关系纠缠不清。
6、建立合理机制，保证采煤塌陷地治理和开发
6.1设立专门机构，整治塌陷地
煤炭挖掘业有很强的外部效益，也就是说它所带来的利益和损失并不完全是由它自己承担，这是采取市场机制处理煤炭塌陷地的一个障碍。所以，应该采取合适的方式建立采煤塌陷地治理开发公司，把采煤产生的环境损失和治理开发所带来的利益或者完全内部化，由采矿集团消化、处理掉；或者采取产权交易的思路，协调各方的关系，用证券化方式设立塌陷地整治公司。
如果完全把采煤所产生的收益和损失内部化，由煤矿集团负责处理，就有一个逃避不了的现实问题——土地产权问题。由于产权不清，即使煤矿企业有愿望、有能力进行土地整治也无法实现。按照目前的征地规定，煤炭企业对所征用的土地采煤后形成的塌陷地无使用权。现行的管理模式是：煤炭企业征地—采煤—塌陷地—土地主管部门—划拨给地方使用。企业在不进行重新征地的情况下进行整治和使用，则将招致地方政府和农民的强烈干预。也就是说，“谁破坏”、“谁整治”与“谁收益”三者互不统一，让企业出资整治，然后交给地方或农民使用，显然是不现实的。所以，我们应该把采煤破坏的土地作为暂时使用土地，而不要强求煤矿企业进行二次征地。如果要求企业全部治理开发，治理资金应该可以纳入成本，计入煤价或由政府财政列支。
当然，地方政府和农民干预煤炭企业整治后使用塌陷地，也有其客观原因。煤炭企业在征用土地时，只按人头数支付一定的安置费，并不解决农民的就业问题。地方政府面对大量因征地而“农转非”的劳动力，同样难以安排就业，失地农民就业成为煤矿区的一大难题。
由此可以看出，指望煤矿企业自己单独把采煤塌陷地整治完成是不现实的。在整治塌陷地的过程中，必须有城市管理机构和当地农民的配合。具体的利益牵涉到国家、集体、企业和个人。所以，最好能设立专门治理采煤塌陷地的公司，以证券的思路解决其资金及相关权益问题，并由其具体组织安排资金、劳力进行整治工作。
6.2完善相关政策，配合土地整治工作
(1)实行“以地换地”政策，滚动治理。
塌陷地的治理是一个比较长期的过程，在此过程中，政府应该允许塌陷地整治公司采取“以地换地”的政策，给一部分无业农民解决耕种问题。整治好的土地，要合理进行分配。尽可能使之按照集约化的原则使用，在上面不仅要安排原来的村民劳作，而且安排一部分正在整治的土地之上的村民。解决村民耕种就是解决村民就业，这是保证社会稳定的重要因素。
(2)设立采煤塌陷治理的专项基金。
专项基金，专款专用，并用市场机制的办法操作，实现基金的滚动发展。专项基金不仅可以用来进行塌陷地整治，而且可以对由于采煤塌陷地而受到影响的村民进行赔偿
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