低深水位沉陷区与高潜水位沉陷区废弃地生态修
1 概述
煤炭资源是国民经济发展的主要能源,但煤炭开采对地质环境带来了较严重的影响与破坏,不仅引发或加剧了次生的地质灾害,如地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡及泥石流等,并且产生了许多煤矿废弃地,影响了矿山地质环境及生态环境,影响及破坏了正常农业生产及居民生活,带来了一系列的社会矛盾。近年来,随着国民经济的发展,国家加大了对矿山环境的保护与恢复治理,提出了即要发展经济,又要青山绿水。因此,煤矿地灾治理及废弃地生态修复越来越受到重视,煤矿废弃地生态修复技术在矿山环境保护与恢复治理中不断有新的创新,越来越多的新技术与新方法在生产实践中被应用。
煤矿井工开采所产生的废弃地主要有沉陷区、煤矸石堆放场、道路及排土场等。低深水位区主要分布于山地、丘陵地带。高潜水位区主要位于东北区与华北区,其中东北区主要为东北平原,华东区及黄淮平原,高潜水位矿区包括了14大煤炭基地中的5大基地,即:两淮、鲁西、河南、冀中、内蒙古(东北部分)。低深水位区主要分布于我国的西北地区、西南地区及南部山区[2]。
2 高潜水位采煤塌陷区特征、划分及生态修复
2.1 特征
在高潜水位区,地面塌陷后一般在盆底区形成积水区,陆生生态环境退变为水生生态环境,在坡地区形成裂缝及塌陷沼泽地与季节性积水塌陷地,裂缝会随着时间的推移而逐渐缝合,陆生生态环境退变为沼泽生态环境,而在沉陷边缘区形成大量的裂缝,裂缝随着时间推移不易缝合。高潜水位区采煤塌陷还有其它特征。
(1)地表塌陷相对面积大;
(2)地表下沉速度快,活跃期短;
(3)高潜水位,易积水;
(4)地表产生台阶式地裂缝。
2.2 高潜水位区采煤塌陷区划分
按沉陷性质分类为3种类型:
(1)非积水塌陷干旱地区:一般不积水,地面起伏较大,凹凸不平,部分区域形成裂缝、陷坑等;
(2)塌陷沼泽地与季节性积水塌陷区:主要分布在地势无明显起伏及排水不甚顺利的区域,雨季地表因积水而形成沼泽,土壤常有盐渍化现象,常可在积水盆地边缘湿地见到盐(碱)类矿物结晶情况,土壤板结,基本失去了种植农作物的功能,是该类矿区的主要塌陷类型;
(3)塌陷地常年积水:一般多表现在煤层厚度大(一般大于3m)或多煤层开采,顶板多为泥岩,机械强度偏低,地表下沉量与煤层厚度基本相等,面积占塌陷区的30%~40%。
2.3 高潜水位区主要的生态修复技术及采取的生态工程
2.3.1 生态修复技术
由于矿井处于高潜水位地区,易积水,生态修复技术主要采用裂缝充填,生态还原采用挖深垫浅等技术手段。塌陷区根据塌陷深度的不同,实行不同的治理措施。
(1)在下沉小于2.0m的地区,一般采取工程措施修复整平,改进水利条件,即可恢复原有土地的实用价值。一般这种塌陷地面积最大,地表虽然下沉,但土层并未发生较大变化,土壤养分也变化不大。复垦工程措施为挖深垫浅措施;
(2)在沉陷大于2.0m的地段,造成沉陷区常年积水成为洼地。这种塌陷地修复的主要方向是以水产养殖业为主,兼与发展农林业并重,修复的主要工程措施为挖深垫浅,然后再用挖出的泥土垫到浅的沉陷区,使其地势抬高恢复原有的生态环境。
2.3.2 主要采取的生态修复工程
生态修复主要是采矿引起的地质灾害治理工程,回填地裂缝及地面塌陷的治理工程:
(1)地裂缝的回填,地面塌陷的回填与整平;
(2)塌陷道路的的修复,塌陷水利工程的修复等。
采矿所引发的沉陷区生态修复工程主要是5个方面:
(1)挖方与填方。采用挖深垫浅、造湖(塘)和造地相结合的方法,依据勘察成果,分块段确定挖深、回填标高。
(2)排水工程。根据挖填方后的地表标高,并结合治理区周边排水系统情况,进行综合设计。
(3)护坡工程。根据挖填方工程布局,合理布置护坡工程。
(4)绿化工程。绿化用地以种草为主,道路两侧植树。
(5)其它:包括绿化、植树。另外一些地段需进行生物化学工程,改善和修复土壤的化学成份。
2.4 治理区施工顺序
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