首页 工业∶采矿 科学时报 (2001-11-21)

矿产开采沉陷的环境损害超过地震


  编者:近来,矿山开采引发的种种事故多次见报,这些事故不仅造成了人员伤亡、财产损失,而且其影响波及未来许多年。事实上,矿山开采的危害还有许多,且无一不给国家、社会的发展和人们的安居乐业埋下了隐患。现仅将矿山开采沉陷的危害刊登出来,希望能引起有关部门的注意。

  矿山开采沉陷造成地表下沉而带来一系列灾难性的后果,如平地积水、农田减产、道路裂缝、房屋倒塌等,不仅是耕地减少的重要原因,也是制约矿山生产的瓶颈之一。就环境破坏而言,我国每年矿山沉陷的总体损失大于地震,对此必须引起高度重视。要大力开展土地复垦、保护生态环境,坚决杜绝先开发后治理的恶性循环,以保持矿区的可持续发展。

总体而言,我国矿山开采沉陷对环境的损害比地震严重

  我国矿区(特别是煤矿区)的农民赖以生存的富饶土地和美丽家园,常常会因为矿山地下大规模开采造成的地表大面积塌陷而突然或渐进式地被破坏。由于地面无法察觉到地下的采矿活动,所以这种破坏往往具有隐蔽性和神秘感。例如,耕地原因不明地减产;水渠时断时续地失灵;房屋无缘无故地裂缝;水井莫名其妙地干涸;平地不可逆转地积水等等。

  不要以为这些破坏(如图片所示)仅是地震造成的,而是由于地下过度开采造成的地质灾害。人们很难相信几百米深处的地下开采对地表竟有如此巨大的破坏力,然而,这是许多矿山存在的事实。联想到 1995 年夏季辽南大洪水中,位于某煤矿开采沉陷影响范围之内的某镇因为地表沉陷而成为重灾区,人们会更加深刻地认识到矿山开采沉陷的危害之烈。

  地震的危害主要是人员伤亡和财产损失,对生态环境的破坏或者轻微或者虽有破坏但通过正常的耕作和修整可以在短期内恢复,例如,在地震发生一二年后的辽宁岫岩和河北张家口灾区已经基本看不到地震的痕迹。而矿山沉陷区则不同,几十年过去了,仍能看到当年沉陷的影子。采矿塌陷造成诸多的灾难性后果,如破坏耕地、果园、森林、草地、地表水和地下水,导致土地荒芜、沙化、盐碱化,矿山生态环境严重恶化。所以,就破坏矿区生态环境而言,从全国范围看,每年矿山地质沉陷灾害的总体损失不亚于一次地震或洪水。

  我国现有矿山企业几万家,年采矿总量约 20 多亿吨。在各种矿产中,煤炭的产量比例最大。在各类矿山中,井下开采又是最主要的方式。据调查测算,井下开采每万吨原煤造成的土地塌陷在 O.5~8 亩之间,平均为 2~3 亩。按我国原煤产量推算,每年仅采煤行业导致的土地塌陷即达 40 万亩。据不完全统计,我国因采矿业造成的地面塌陷面积已达 500 万~600 万亩,其中耕地为 130 万亩,这对于土地资源本来就十分紧缺的我国无异于雪上加霜。

  与我国经济发展长期存在的东强西弱状态相对应,采矿业也是东强西弱。而东部地区又恰恰是城镇密布、村落集中、人口稠密,所以地面塌陷所带来的灾害性后果更显突出。这种经济格局也决定了东部地区是矿山沉陷的重灾区。以煤矿为例,我国现有统配煤矿和地方煤矿数千家,东、中部地区约占 70%,东部地区的许多市镇都是以采煤业为基础工业逐步发展起来的,如鸡西、鹤岗等。这些市镇都存在着矿山沉陷问题。华中的淮北矿区,从投产之年至 2000 年,塌毁农田累计达 10 万余亩,其中常年积水的占 38%。由于历史原因,许多矿区地上城市、建筑与地下开采活动缺少统一规划,城市往往围绕矿井自由发展,新老采区的地表不断下沉,致使地面城镇建筑、管线等遭到不断的、严重的损坏。不少重灾区城市多次搬迁、重新投资建设。特别是当前,我国煤矿采用一种叫“综采放顶煤一次采全高”的技术,一次开采厚度高达 10~20 米,地表沉陷深度也高达开采厚度的 80%~90%,位于沉陷区的土地和建筑物无一幸免地遭到破坏,损失更加严重。

  开采沉陷损害的后果与地震类似,但其发生和发展的过程是缓慢的,损害程度是由轻微到严重渐进发展的,相对于地下开采有一个时间滞后的过程,即往往是地下采空区形成数周、数月甚至数年后沉陷才发展到地表,而且地表破坏范围远比地下采空区的范围大许多倍。例如,有的矿山降落漏斗直径为 1 公里,而水文地质状况被破坏的面积达 7500 公顷,这说明距离矿山很远的地表也深受其害。所以,本节开头所描述的各种怪现象开始时不易被及时察觉,而一旦察觉了,损害已成不可逆转的定局,特别是对环境的破坏是怎样评估也不过分的。这种危害甚至在生产已经结束后才能显现出来。大量触目惊心的事实足以说明了矿山沉陷灾害的危害性,但是到目前为止,尚未引起有关部门的足够重视。国家在地震、水灾和火灾等灾害方面每年都投入大量的人力、物力和财力进行研究,但对矿山沉陷灾害研究的投入微乎其微,这不能不说是认识上的一大误区。

我国矿山开采沉陷损害将继续发生

  “九五”期间,我们曾对东北和内蒙东部地区的大型煤矿开采沉陷损害情况进行过现场调查,发现所有煤矿都存在因开采而破坏环境的问题,而且还十分严重。

  抚顺矿区老虎台矿、龙风矿在市区下采煤,影响地表 160 平方公里范围内的建筑物,因沉陷失耕农田 7200 亩。今年 3 月,阜新市新丘矿区数百栋民房沉陷破坏,导致居民集体上访。吉林省珲春矿区因沉陷甚至影响了对外开放。

  据不完全统计,东北地区 12 个矿务局开采煤炭 1.34 亿吨,毁田 2.24 万亩,平均每万吨毁田 1.7 亩。这些矿务局在农田下的煤藏 13.44 亿吨,还将毁田 22.85 万亩,形势极其严峻。

必须加强矿山开采沉陷学的研究

  加强矿山开采沉陷科学的研究是我国能源政策所决定的。理论上讲,减少和预防矿山沉陷灾害应从治本和治标两个方面同时进行。最根本的办法是改变我国能源结构,像日本和某些发达国家那样,以石油为主要能源,但这不符合我国国情。据测算,在 21 世纪,我国的能源结构仍然以煤炭为主(占一次性能源的 50%~60%)。而煤矿生产是造成矿山沉陷灾害的最主要因素。所以一方面要采取尽量避免或减少沉陷灾害的措施(例如采用条带开采、充填开采、地下气化等);另一方面对于已经造成破坏的土地和今后煤矿生产中仍然不可避免地被破坏的土地,需要采取土地复垦或称土地恢复的措施。复垦的目的是将采矿等人为活动破坏的土地因地制宜地恢复到所期望的状态。在土地复垦方面我国许多矿山和矿区居民创造了一些可行的方法。但是这些方法都必须因地制宜,不能盲目模仿。

  据初步统计,我国矿山土地复垦面积只占被破坏面积的 1%。造成这一状况的原因,一方面是人们对相对偏僻的矿区环境破坏的危害和严重性认识不足;另一方面是一些企业和农民缺乏土地保护意识和复垦知识,不愿处理或不知道如何处理被破坏的土地。矿区生态恢复任重而道远,急需研究出一套符合我国国情的土地复垦模式。矿山企业应充分认识自身在土地和环境保护中的责任,主动减少开采沉陷损害的程度。要提高全民族的土地忧患意识和保护意识,共同关注这个容易被遗忘的角落——矿区。


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