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采煤沉陷区综合治理研究综述与展望

作者:未知

  【摘 要】采煤沉陷区的治理不仅在中国,在世界也是一个普遍难题。关于采煤沉陷区如何协调发展的问题引起了决策者和研究者的广泛关注。基于此,文章对相关领域的研究和实践进行了述评,总结出了采煤沉陷区综合治理的原则,如何合理运用综合治理技术,以及总结了我国的几个采煤区的综合治理模式。
  【关键词】采煤沉陷区;综合治理;研究
  【中图分类号】TD88 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2019)05-0183-04
  0 引言
   采煤沉陷区是指在地下煤炭被采出后,由于开采范围过大,引起地表移动、变形和塌陷,在采空区上方形成的比地下采空区大得多的沉陷区域。采煤沉陷区危害严重,在煤炭开采地,沉陷区治理显得尤为紧迫。虽然《中华人民共和国煤炭法》规定谁开采谁复垦,但基本上完成度不高,采煤沉陷区面积逐渐扩大,历史遗留问题增多。我国采煤沉陷区分散广,具有复杂性和多样性,总的特点是面积大、速度快、复垦率低、土地利用效益低、稳沉时间长。
   促进沉陷区转型发展已成为国家社会关注的重点。为了加强生态文明建设、促进经济社会持续健康发展,政府近几年也在致力于采煤沉陷区综合治理的工程。我国在2016年颁布了《国务院办公厅关于加快推进采煤沉陷区综合治理的意见》(国办发〔2016〕102号)。2017年开始国家发改委便同意了在中央预算的合理范围内,设立采煤沉陷区综合治理专项,包括四大类:公共基础设施建设、沉陷区居民搬迁问题、生态修复与环境整治、后续产业平台。2017年8月,国家发改委发布首批重点采煤沉陷区综合治理工程实施方案的复函,同意17个重点采煤沉陷区治理实施方案通过评估论证,并给予预算投资支持。《国务院关于印发“十三五”促进就业规划的通知》(国发〔2017〕10号)里提到开展采煤沉陷区综合治理,要通过矿区转型发展创造更多就业机会。
   采煤沉陷区的治理在学术界也是热点话题。对采煤沉陷区的治理涉及生态、工程、美学、经济及社会等多方面的内容,具有很强的研究价值和广泛的现实意义。现有学者对于采煤沉陷区的综合治理都会提到可持续发展、协调发展,说明采煤区的治理是关乎生态系统的大工程,将水、土、人三者结合起来。现有研究主要集中在土地复垦,对于复垦技术的实践运用比较成熟。还有研究采煤沉陷区的移民安置问题、土壤成分、恢复保证金制度等,综合治理也经常和生态农业、景观公园、旅游景点联系起来。社会学者出于对社会问题的关注,对采煤沉陷区治理方面的学术研究也越发深入。
  1 采煤沉陷区综合治理的原则
   在进行采煤区综合治理前,必须依据一定的指导原则与治理理念,确保综合治理的效果是达到最佳的,能够真正解决社会问题。王小宁(2018)在研究采煤沉陷区矿山地质环境治理模式中就是基于人与矿区、人与自然和谐相处的目标,认为要不断更新生态治理理念,以确保采煤沉陷区地质环境、经济及社会效益的三者统一。侯晓斌(2015)在研究山西省采煤沉陷区时,赞同坚持顶层设计,要制定采煤沉陷区综合治理大体结构。沉陷区综合治理是一项系统工程,需要知道治理的目标、分步骤目标、基本线路、基本准则、实现方法等一系列问题。
   (1)科学性原则。以科学发展观为指导,落实科学发展观,实现人与自然的和谐相处,即生态—经济—社会协调发展,遵循科学的理论,运用科学的思维,采取科学的方法。采煤沉陷区治理具有复杂性和多样性,要事先了解当地自然和人文地理环境概况,将协调发展措施放在当时背景下,综合治理措施能够反映实质和内在规律。
   (2)全面性原则。采煤沉陷区治理协调发展不仅应考虑社会、经济、生态、文化等多方面要素,要综合运用各个学科的知识,还要考虑未来发展的多种路径,采取多元化设计来满足人对于功能和实践的不同层次需要。这就要求在对采煤沉陷区进行综合治理时必须全面考虑,统筹兼顾,实现协调发展的复合效益。
   (3)层次性原则。采煤沉陷区治理协调发展是有规律有层次的,由点到面,由浅入深,一步步按照规划。同时采煤沉陷区协调发展指标体系的构建也需要注意层次性,包括时间上的和空间上的。例如,学术上煤田开采沉陷区按沉陷地稳定程度,通常分为3种类型:稳定沉陷区、动态沉陷区和待沉陷区。究竟应该先治理哪个区域,针对不同的区域有不同的治理措施和转型方向。
   (4)可操作性原则。可操作性是指协调发展的目标或任务是可达到的,最终效果与计划预期差距不宜过大。所以既要进行综合治理协调发展的前期计划分析,不宜空想设计、不切实际;又要考虑在综合治理协调发展过程中的偏离性因素,努力克服主观随意性,做到主观能动性与实事求是相结合。
  2 采煤沉陷区综合治理技术运用
   随着对采煤沉陷区治理的研究深入,许多学者都对治理技术有了自己的看法。李凤明(2011)将我国沉陷区治理技术总结为3点:农业复垦技术、建筑复垦技术、充填开采技术。并提到,未来充填开采技术有潜力,将会不断完善技术并逐步应用到更多方面。王宏(2017)则对我国各个地区的采煤沉陷区进行科学的研究后提出了3种技术:采煤沉陷建设利用技术、高潜水位矿区生态修复技术、干旱半干旱区生态修复技术,要因地制宜进行操作。本文将综合治理技术总结概括为以下4种。
   (1)土地复垦技术。土地复垦技术一直是研究者关注的重点,早期针对采煤沉陷区的治理研究大部分也通过土地复垦展开。土地复垦技术可以分为工程复垦技术和生物复垦技术。针对采煤沉陷区一般采用“挖深垫浅”“充填复垦”“疏排法”等工程治理措施或生态工程。复垦形式有3种:复垦成建筑用地、复垦成农业用地和復垦成水塘。例如,永城市的日月湖工程,综合采用充填复垦和挖深垫浅复垦,将沉陷治理与生态环境结合起来,将塌陷区建设成一个旅游休闲的生态公园。并且提到将煤矸石、粉煤灰、劣质土等开采过程中产生的固体废物作为充填材料是现今普遍的方法,能够有效保护矿区环境,实现可持续发展。邓波等人(2012)认为土地复垦和生态修复是解决矿山环境保护和综合治理的最佳途径。并提出了相关的土地复垦标准和如何进行土地复垦的社会、生态、经济效益分析。杨光华等人(2014)针对高潜水位采煤沉陷区复垦治理的严峻形势,提出改变以往“先破坏、后治理”的观念,采用边采边复的动态复垦技术,既能缩短复垦时间,又能最大限度地保护耕地资源。李树志(2010)提出近几年开始了景观生态复垦技术,将景观生态学引入到采煤沉陷区治理上,土地复垦更加关注矿区的景观生态协调和社会的可持续发展。通过实现土地复垦,可以形成合理良好的用地结构,提高土地利用效率,维护生态平衡。    (2)水资源利用技术。水是采煤沉陷区生态修复的关键问题,需要依靠科学技术合理开发利用水资源。许志国等(2010)研究了通过进行疏挖整治,将河流雨洪资源引入采煤沉陷区,沉陷区具有湖泊的功能,可以引蓄洪水资源,为区域工业、农业供水,能缓解区域水资源紧张局面,这也是采煤沉陷区协调发展的功能之一。水资源利用技术首先应是水质保护技术与防污染措施,需要考虑各个因素而不仅仅是水的要素,也要对当地的原有地貌、工农业布局、道路交通等进行统筹考虑。例如淮北市采煤沉陷区采用河道节制闸—与外河连通—将沉陷区连通—沉陷区景观建设—湿地湖泊修复等工程措施,进行地区湖泊与水网建设规划,把淮北建设成水网生态城市。水资源利用技术的实践具有代表性的是沉陷区湿地的建设,湿地本就具有极高的生态价值,保护生物多样性,蓄水滞洪,改善当地气候等。根据当地特点选择不同类型的湿地功能,有助于向能源资源型城市转移,达到综合效益最优化,构建山水资源型城市。
   (3)景观技术。湿地的功能之一就是构造景观湿地,所以这一技术通常与湿地联系起来。湿地植物是湿地景观中重要的组成部分,兼具美观和净化水质的作用,湿地景观植物的选择与布局也是一门学问,要考虑植物的习性、空间梯度分布、四季湿地景观的美观、财力等。李树志认为采煤沉陷区湿地景观构建技术包括生境修復技术、水质修复技术、人工景观构建技术。因地制宜地采用带状生态拦阻、线状生态拦阻、前置库生态拦阻和湿地净化萃取等模式,建设多元发展的人工湿地系统。湿地景观城市生态修复技术在采煤沉陷区综合治理中运用较多,较多文献也做了详细的研究分析,因其具有的强大的综合生态效益,也是近几年发展的方向之一。
   (4)系统动态监测技术。针对非稳定沉陷区多、受损进一步扩大的不确定因素多的特点,需要建立动态监测网络,做到随时随地监测,方便做出及时回应。治理工程对矿区生态环境需要随时检测与监督,全方位地了解采煤区沉陷治理情况,对地面塌陷情况、地上裂缝、地下水资源和地貌景观等进行监测,需要科学化、系统化的评价体系与指标,因此有必要建立区域化的动态监测网络。
  3 模式研究
   大多数学者都是结合具体采煤沉陷区综合治理的例子来进行研究,提出观点与看法。本文在此总结了几个我国采煤沉陷区综合治理较为成功的地方,以及当地遵循原则,综合运用各项治理技术,总结起来的综合治理模式,对其他采煤沉陷区的综合治理具有借鉴作用。
  3.1 淮南模式
   淮南市是一座资源型城市,淮南煤田探明产量占全省的70%,开采煤矿历史悠久,因此城市备受采煤沉陷区带来的困扰,淮南市针对采煤沉陷区的实践也早早进行,并在期间获得了很多经验,取得了显著的治理效果。
   总体来说,淮南市通过大力实施生态修复工程、创新综合治理模式和加快安置小区建设等措施对采煤沉陷区进行综合整治,工作体系不断改进和完善。淮南市已经在沉陷区建立了大通生态公园、十涧湖国家城市湿地公园和舜耕山绿化等工程,进行生态治理与恢复发展。不仅保护了环境,还有利于发展第三产业,促进经济发展,同时也给沉陷区居民提供了一些就业机会。近几年,淮南市把重心工作放在沉陷区居民搬迁与安置上,健全了一系列搬迁政策,例如在凤台县凤凰湖、潘集区潘东新城和谢家集新家园等形成规模化的集中安置区,让搬迁居民有家可住,村庄搬迁有助于建设新型化城镇。
   除此之外,淮南市还及时运用动态监测技术了解综合治理进程。2015年,该市建成了针对采煤沉陷区的动态监测系统,方便进行治理,这个系统具有五大功能:地图操作功能、信息查询、统计分析、项目信息管理和后台运行维护,运用先进技术针对治理现状进行动态监测。
   现在,淮南矿区具有代表性的治理模式有泉大模式、后湖模式及创大模式。泉大模式项目重点在3个生态区的建设,即大通湿地生态区、老龙眼水库生态区和洞山生态区,从原来的“城市荒地”,经过生态整治后变成了适宜人类居住的山水型城市,以生态修复结合土地治理的手段带动生态宜居城市建设。后湖模式强调发展生态农业,走农业发展道路,建设农业生态园,将农业种植与观光旅游结合起来,对塌陷区进行治理利用。采取“公司+合作社+农户”的经营模式,创新农业发展思路。创大模式则构建新型社区,引入企业参与,在进行生态修复的同时,处理采煤区污染物综合治理,这种模式有3个优点:环境得到修复、企业的经济利益得到保证、居民的就业问题缓解。上述3个模式的共同点:遵循因地制宜原则,宜山则山、宜水则水、宜林则林,追求生态和循环经济的双发展。
   也有学者提到,淮南地区采煤沉陷区的综合治理还可以与创意产业结合在一起。从淮南的采矿历史、厂矿遗址、发展环境出发,发展旅游业,让游客可以体验煤矿文化,这也可以成为治理创新点。
  3.2 山西模式
   山西自古以来就是煤炭资源大省,但也深受煤炭之害,采煤沉陷区面积大,受灾人口多。作为全国唯一的采煤塌陷区治理试点省份,山西省制订出台了专项工作方案,提出具体的措施对采煤沉陷区进行治理,有了科学的规划和工作方案。
   具体措施总的来说就是“四个统筹”。第一,把沉陷区治理与新型城镇化建设相统筹。统筹居民搬迁和土地流转,针对土地治理:废弃地整理、荒地重新复垦和建设农业生态园,新区和旧村同时进行开发和治理,重点发展现代生态农业。第二,把沉陷区治理和基础设施建设相统筹。例如路、水、电、气等基础设施建设,要求配套到位,满足公民对公共产品的需求,垃圾和污水整治是基础设施建设的重点。第三,把沉陷区治理和公共服务治理相统筹。群众对于教育、医疗、卫生、文化、社会保障等公共需求也不能忽视。第四,把沉陷区治理和生态文明建设相统筹。以太原万柏林区为例,当地重点关注移民搬迁。在搬迁过程中政府重视资金投入、政策支持、搬迁后居民的生产生活、基础设施建设等问题。
   山西走生态农业之路,进行生态建设。要实现规模经营的话,就需要大力培育新型农业经营实体,实现产供销“一条龙”的规模经营,提高村民生活质量和水平,建设现代化生态庄园,融有机种植、养殖,集休闲、度假、采摘、游乐、餐饮等多功能配套设施为一体。与此同时,矿区进行了荒山造林,生态建设,还建立了国家“三北”防护林店头示范园工程,城郊森林公园,向绿色生态转变。    近几年,山西省重点推进尾矿、煤矸石、粉煤灰等工程填充及生态填充利用。采煤过程与洗煤过程会产生大量煤砰,大量积存并且每年仍在增加,堆积形成的砰石山也造成了二次污染。加快历史遗留采煤沉陷区生态环境修复治理。
   值得一提的是,山西的恢复保证金制度。山西在全国首先把恢复保证金列入地方法规,沉陷区治理资金来源多元化,由国家、省、市、县级、企业和居民个人出资共同构成,同时鼓励市场化参与方式,比如基金、保险、信贷等,为采煤沉陷区的综合治理提供了可靠的资金保障。
  3.3 河南永城模式
   永城作为能源之都,是华东工业重要的能源后方,永煤集团、神火集团、裕东电厂等企业坐落在永城。矿业经济初期带来了永城市的快速发展,到后期经济增长乏力,生态环境治理质量也持续下降,出现大面积的采空区与塌陷区。
   永城市的综合治理方法主要是复垦。运用土地复垦技术,复垦为农地和坑塘,供农民使用。针对农业主产区坍塌成片的治理,运用复垦技术可以复垦成农业用地、居民用地、鱼塘,农业用地还可以分为普通耕地和高效农业用地,构造多位一体的治理模式;如果在城区周边有集中连片的塌陷区,开展了一批采煤塌陷区综合治理项目,如生态居住区、土地流转示范区等,探索创新治理模式。永城市在多年的实践中具有3种代表性的复垦模式:“建设用地+养殖用地”模式、“耕地+养殖用地”模式和“养殖用地+林地”模式。永城市也对复垦技术进行了创新,如固体废物充填法、原地复垦法、超前复垦法等。
   与此同时,永城市进行乡村、企事业单位、学校搬迁活动,修复道路、桥梁等基础设施建设。按照“集中式搬迁、发展式安置”的思路,如幸福港湾社区和润桥社区,已经容纳万人以上,安置沉陷区居民妥当,让居民满意度上升。同时也很重视百姓搬迁安置后的补偿问题,包括耕地补偿、房屋补偿、附属物补偿等,按照政策实行。
   针对生态建设,永城市修建了日月湖工程和芒砀山地质公园,聚焦现代服务业与旅游业,发展绿色生态产业。
  3.4 东北模式
   东北自然资源丰富,尤其是煤炭资源,煤质优良、储藏丰富。东北作为我国重要的煤炭生产基地,采煤区的坍塌也在城区周围出现,给地方治理造成了难题。
   东北模式主要是以基础设施建设和移民搬迁问题为重点。治理项目包括建设小区住宅、维修加固住宅、新建学校、医院、幼儿园等配套设施,对部分受破坏的学校、医院、道路、供(排)水管线、供热管线进行维修加固等。以抚顺为例,抚顺矿区居民搬迁安置、企业布局调整、农民土地补偿、土地恢复利用,并建立了国家专项调控体系,明确地方政府治理体系,调动企业和全社会的积极性。
  4 采煤沉陷区综合治理研究展望
   关于采煤沉陷区综合治理,许多学者从不同的角度切入进行研究,其实关于综合治理的资金运用也是很多学者关注的问题,这里篇幅有限就不展开。但总体而言,采煤沉陷区的治理,在研究理念上要贯彻协调理念,即“经济社会生态协调发展”,在研究方法上综合运用地质、工程、管理、经济、社会等多学科,综合运用各种治理技术。
   研究采煤沉陷区治理时会发现问题是不断发生的,如在治理过程中不断有新的沉陷区出现、实际的进程与计划大相径庭、治理资金与预算不足、沉陷区居民怎样妥善安置等问题。如何保持在综合治理过程中,针对突发问题有解决的措施。目前,学术界上对如何评价采煤沉陷区的治理效益、综合生态效益的指标还没有统一的标准。与此同时,国外采煤沉陷区综合治理比我们先开始,在剔除我国的特殊性后,还会有一些共性因素,可以提炼其中的主要理念或借鉴外国的做法,加入到我国的采煤沉陷区的综合治理实践中。采煤沉陷区的综合治理是一个系统性、科学性的工程,需要掌握治理节奏,稳步有序进行,需要国家、社会、企业共同参与。
  参 考 文 献
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  [责任编辑:陈泽琦]
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