济宁市煤炭局张明东(济宁市能源局刘晓林)
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- 1、煤炭企业发展循环经济的思考与探索
- 2、公司有积分奖金我得到了想上台感谢领导发言讲话稿
- 3、众口称赞说煤航——全国矿业权实地核查系列报道之六
- 4、山东省矿山地面塌(沉)陷地质灾害现状、趋势分析及其防治
煤炭企业发展循环经济的思考与探索
摘要:近年来,煤炭企业传统的“快速建井(矿)、强力开采、废物排放”的单向直线发展模式,暴露出许多深层次的问题。因此,发展循环经济很有必要,非常迫切。本文提出了发展循环经济的思路和需要解决的问题。
关键词:煤炭企业;发展;循环经济;工作;思路
我国资源稀缺,尤其是能源。据统计,中国的石油、天然气、煤炭等能源的人均占有量分别为世界平均水平的11%、4%和54%。相对而言,煤炭略多,注定了我国的一次能源结构只能以煤为主。
长期以来,我国资源产业的发展一直是“大量生产,大量消费,大量废弃”的单向直线模式。与之相对应的,煤炭企业的发展模式则是“快速建矿(井)、强力开采、废物排放”。这种传统的发展模式虽然给人类提供了所需能源,奠定了经济高速发展的物质基础,但也存在许多深层次的问题。
一、煤炭企业传统发展模式存在的问题
(一)资源浪费
由于缺乏长远的规划管理,不重视资源勘探力度的提高,没有建立科学的储量管理体系,导致了煤炭企业片面追求产量和经济效益,挑肥拣瘦,采厚弃薄,破坏了煤炭资源的整体可采性。据统计,我国煤炭资源综合回收率平均为30%~40%,严重浪费了资源,长此以往,必将造成灾难性后果。
(二)资源利用率低
我国主要耗能设备(尤其是燃煤热机)设计效率平均低于国外先进水平8%左右,系统运行效率低于国外先进水平25%左右;单位建筑面积采暖能耗比气候条件接近的发达国家高1.5倍。所以高耗能行业的单位产品能耗比世界先进水平高40%以上,煤炭资源的利用率极其低下。
(三)环境污染
煤炭企业的环境污染源(废弃物)主要有污水和矸石,一为流体一为固体。一般而言,煤矿矸石的排放量占其煤炭产量的10%~15%,污水排放量视其矿井涌水量大小不等。污水排入江河会污染水系,流入田野会破坏土壤结构,造成土地板结,影响农作物生长。矸石的污染方式主要是晴天扬尘和雨天淋水(次生污水)。
(四)生态失衡
煤炭企业周边环境的生态失衡主要是开采引起的地表塌陷所至。地下强力开采,导致了地表的深度塌陷。过去,煤矿的惟一任务就是采煤,其他都不考虑。所谓塌陷治理,仅指对当地农民住房或其他建筑物破坏的赔偿,或就地加固,或异地新建,谓之“迁赔”。而对塌陷造成的河流干涸、植被枯死、生物链破坏等深层次问题缺乏综合治理,久而久之,造成生态失衡。我国多数煤炭城市因煤而建,先有煤后有城,先建矿后建市,随着资源枯竭,往往是煤尽城衰。这样的悲剧不乏其例。
二、煤炭企业发展循环经济的必要性
近几年来,煤炭企业传统的单向直线发展模式的弊端,特别是逐步暴露出的深层次的问题,引起了越来越多的有识之士甚至专家和政府官员的关注。特别是在2005年3月份召开的十届人大三次会议上,温家宝总理提出“大力发展循环经济,从资源开采、生产消费、废弃物利用和社会消费等环节,加快推进资源利用和循环利用”,更使人们进一步认识到煤炭企业发展循环经济的必要性和紧迫性。
循环经济模式是以人与自然和谐发展的理念和与环境友好相处的方式,在遵循自然生态系统的物质循环和能量流动的规律下,重构经济系统,和谐地纳入自然生态系统的物质能量循环过程,以产品清洁生产、资源循环利用和废弃物高效回收为特征的生态经济发展形态。循环经济要求按照自然生态系统的循环模式,将经济活动高效有序地组织成一个“资源开发———资源利用———资源再生”近乎封闭型物质能量循环的流程,保持经济增长总体的低消耗、高质量、低废弃,从而将经济活动对自然环境的影响减少到最低程度。
因此,要想实现煤炭企业的可持续发展,要想避免煤尽城衰的悲剧发生,必须发展循环经济。
三、煤炭企业发展循环经济的思路和要解决的问题
在煤炭企业,一提到发展循环经济,首先就会谈到拉长产业链,诸如搞“煤———电———铝”或者搞“煤———电———建材”等等。似乎煤炭企业自己把开采出的煤变成电、铝、建材就实现了循环经济。固然,拉长产业链与发展循环经济并不相悖,但笔者认为煤炭企业发展循环经济更应该从全社会的角度从根本上考虑,结合企业内部特征和外部环境等制约因素来拓宽思路并解决问题。
(一)加强总体规划,合理配置资源,完善监管体系,实现有序开采
目前,人们越来越认识到了资源的重要性,认识到了能源的战略地位,特别是对煤炭资源的后备储量,在近期引发了新一轮的探矿权和采矿权的争夺大战。拥有资源的地方政府囤积居奇,乱抛绣球,与煤炭生产企业多方接触,讨价还价;众多的煤炭生产企业则抱着“有枣没枣打两杆子再说”的侥幸心理,四处出击,没头苍蝇一样东奔西撞。有人形象地将其比喻为“春秋战国”或“圈地运动”。近年来,确有山东、河南等煤炭企业在贵州、宁夏等西部地区建了新井。据说还有的企业将触角伸到了海外,如澳大利亚和印尼等国。海外的事情暂且不提,但是,像我们这样资源贫乏的大国,一定要吸取过去“一哄而上,一哄而下”的教训,对煤炭资源的后备储量,从技术上经济上综合论证,强化整体规划,合理配置资源,实现有序开采。即使对于现有生产矿井,也要加强储量监管,千方百计提高回收率,最大限度地减少资源浪费。但是,在强大的利益驱使下,单靠煤炭工业协会能担此重任吗?单靠国务院能源领导小组能管得如此具体吗?美国这样的发达国家尚且设立有能源委员会这样的专门机构,我国是否也应该恢复或成立相应的机构,统一协调管理煤炭企业呢?
(二)发展洁净煤技术,提高资源利用率
在过去粗放型开采模式下,多数煤矿仅提供单一产品———原煤。无论对什么样的用户,什么性能的热机,以不变应万变。所以,提高煤炭资源利用率,一方面应改进热机效能,提高热力管网效率;另一方面则要大力发展洁净煤技术,发展洗煤、配煤和型煤技术;有条件的,还要逐步实施煤炭液化、气化工程,提高煤炭加工程度,增加产品品种,满足不同类型的用户要求,为资源的充分利用提供基础条件。
此外,政府一定要打破部门界限,鼓励实行相关产业联营,建立安全稳定的产业链,推进集团化经营。
(三)资源综合开发与环境保护
对于煤矿的主要废弃物矸石、污水与瓦斯,应更新观念,拓宽思路,综合开发,变废为宝,纳入经济循环圈。以鹤煤集团为例,8 对生产矿井,每小时产生3760立方米污水(均来自井下灰岩,原始水质良好),几乎未经处理全部排放,污染环境不说,在水资源日益紧缺的我国北方,实在浪费得令人心痛。经论证,启动了一个矿井水综合利用项目,处理后的洁净水可供一座年产135兆瓦的热电厂利用。
矿井排放的矸石可分为两类:一类为洗矸,即洗选厂的废弃物之一,有大约3500~4500大卡的低热值发热量;另一类为岩巷矸石,即在岩巷掘进过程中排出的矸石,不可燃。前者可作为煤矸石综合利用电厂的原料,后者利用较难,目前主要的利用方向是矸石烧结砖。开发矸石砖在技术层面已没有问题,主要问题是获得政策支持。因为在造价上略高于粘土砖,所以需要政府在税收上给予倾斜。目前,国内部分地市从环保特别是保护耕地考虑,已明令禁止使用粘土砖,这种做法应强行推广。另外,笔者2004年到澳大利亚考察,注意到一种很有意义的做法:2000 年奥运会前,悉尼市政府为了改善环境,打造绿色奥运,将暂时无法处理的垃圾山用类似足球场的草皮包起来,饰以曲径、凉亭、石几,变成了休闲去处。国内煤矸石特别是老矿井目前都有一处甚至多处矸石山,若暂时无法利用,倒可效仿此法,一则可减少扬尘淋水,二则将其保护下来留待后人开发。
煤矿企业在开采过程中还将排出大量的瓦斯(CH4),尤其高瓦斯矿井。仍以鹤煤集团为例,过去抽放系统每年对空排放瓦斯纯量约4000万立方米。瓦斯的温室效应是 CO2的23 倍,不仅严重破坏大气环境,而且也浪费资源。从2004年开始,鹤煤集团开始研究试验瓦斯发电技术,至今已装备了10套发电机组,特别是低浓度瓦斯爆燃发电难关的攻克,为企业带来了意外的收获。
此外,矿井在开采的同时(而不是开采结束),一定要注意对沉陷区的综合治理。国家出台政策,地方政府和企业共同参与,保护生态平衡,维系绿色家园。
(四)构建长效管理机制,确保煤矿安全
煤矿企业发展循环经济,目的是实现可持续发展,构建和谐矿区,构建和谐社会。所以,不能不提及煤矿的安全问题。目前我国煤矿的百万吨死亡率平均为3.2左右,大大高于世界其他主要产煤国。比如美国为0.04,南非为0.13,印度为0.42等。特别是2004 年10 月份以来,先后发生了郑煤集团大平煤矿、铜川矿务局陈家山和阜新矿业集团海州立井三起一次死亡百人以上的特别重大瓦斯爆炸事故之后,引发了业内人士对煤矿安全管理体制的深度反思。笔者谨谈一些粗浅看法。
1998年,原煤炭部撤销,94 家统配矿务局全部下放给各地省政府,与此同时,国家成立了煤矿安全监察局,并在各产煤省垂直设立了相应的煤矿安监局,在主要产煤地市派出了办事处。由原来的对煤矿安全工作以管理指导为主改为以执法监察为主,据说是模仿了美国的先进模式。然而,这样的体制并没有使煤矿安全形势根本好转,重大恶性事故反而接连不断甚至呈上升趋势,不能不让人深思。这样的体制起码有两个弊端:其一,各级安监局均在原煤炭管理部门的基础上脱胎而成,煤炭部的人进了国家局,煤炭厅的人进了省级局,矿务局的人进了办事处,均与煤炭企业有着千丝万缕的联系,如何能保证独立有效地执法?其二,对大型国有煤矿而言,出资人是政府,而安监局又是政府的职能机构,一家人内部又如何能保证独立有效地执法?所以,笔者认为,针对当前的国情,尤其是国有煤矿企业,在技术、装备、人员素质都相对低下的情况下,煤矿安全仍应以管理指导为主。至于执法,那是司法部门的事。再回到前面的问题上,就煤矿安全而言,是否也有必要恢复或成立一个专门机构,专业性地统筹管理呢?
公司有积分奖金我得到了想上台感谢领导发言讲话稿
企业兼并重组动员会议领导讲话稿 同志们: 按照省委、省政府决策部署,按照市委、市政府的安排要求,经过四套班子研究决定,今天上午我们召开全县煤矿企业兼并重组整合工作推进会议。参加今天会议的有:在家的四套班子所有同志,各涉煤乡镇党委书记、乡镇长、分管安全的副职同志们,企业兼并重组会议讲话全县83座煤矿的实际控制人和职业经理,以及兼并重组领导组成员单位(财政、税务、工商、煤炭、地矿等部门)的主要负责同志,同时参与兼并重组的潞安、霍州煤电、兰花、进出口公司、山西煤运、宏源公司主要负责同志,也都参加了我们今天的会议,足以说明今天这样一个煤炭兼并重组工作推进会,是我们蒲县煤炭产业改革的一项重要的举措,一个十分重要的会议。刚才,樊县长传达了省委、省政府、市委、市政府有关煤炭兼并重组的主要的精神;通报了我们蒲县在省政府、市政府规划、批复下的煤炭兼并重组的一些总体的情况;同时,就下一步如何做好我县的煤炭兼并重组工作提出了具体的安排、措施和要求。潞安集团、宏源公司做了非常好的表态发言;伊田肥煤业、元兴煤业代表我们被兼并企业做了非常好的表态发言,充分体现了大家合作共赢、谋求发展的强烈愿望,搞好煤炭兼并重组、推进我县煤炭产业实现大跨越、大发展的这样一个愿望。结合省委、省政府、市委、市政府有关煤炭兼并重组的精神要求,企业兼并重组会议讲话在樊县长刚才安排、强调的基础上,我再讲三个问题。 第一、认清形势,统一思想,切实增强做好煤炭兼并重组工作的紧迫感和责任感 认清形势,统一思想,对于蒲县来讲,我们“因煤而兴”,煤炭是我们的支柱产业,改革开放这么多年以来,我们白手起家、从无到有,煤炭成为我们的支柱产业。要改革我们已经形成的这样一个煤炭产业的格局,不抓行不行?不改行不行?我们的步子慢一点行不行?这三个问题是我们在座的所有的同志,这一段时间以来,应该说思想上,一直想的问题。我们能不能慢一点?我们能不能不要做?我们能不能等待、观望、徘徊?我想要做好我们这一件工作,首先必须在这些问题上达成共识,统一思想。首先,不抓不行。煤炭兼并重组是省委、省政府、市委、市政府下定决心要做的一件事,势在必行,不抓不行。7月9日、7月10日《山西日报》、《山西经济报》连续两天头版刊登企业兼并重组会议讲话《煤炭兼并重组势在必行》、《煤炭兼并重组恰逢其时》两篇文章,用《山西日报》特约评论员的文章来推进这样一个工作。今年以来,省委、省政府对煤炭兼并重组工作也先后下发了很多文件和通知,特别是今天我们发给大家的省政府08年23号文件,应该说,把我们整个全省煤炭兼并重组工作的主要原则、主要精神讲得非常明白、非常明确;可以说,煤炭兼并重组是省政府审时度势做出的重大战略决策,煤炭兼并重组是实现煤炭产业高效、可持续发展的必然选择,煤炭兼并重组是实现安全发展的治本之策,是实现我们蒲县煤炭产业争创新优势的一个难得机遇。按照省政府这样一个决策部署,按照市政府强力推进这样一个安排要求,对于我们蒲县这样一个资源大县、煤炭大县来讲,煤炭兼并重组不抓不行,势在必行,必须抓紧抓好。这是一项改革,涉及到方方面面、涉及到利益的调整、涉及到当前和长远。不改行不行?企业兼并重组会议讲话一句话不行。前年因我们“5·05”事故等等一些其他因素的影响,我们全县80座煤矿可以说基本处于一个停产的状态;去年我们县委、政府、四套班子、各乡镇、主管单位和我们各个企业,在确保安全生产的前提之下,创造条件、加快生产,最高峰时期,我们全县也仅有46座煤矿开工生产;奥运会以前,也就是两个半月的时间,我们46座煤炭开工生产,其余的煤矿全部停顿。在去年那样一种形势之下,我们全县上下齐心努力的情况之下,开工不足一半,我们产能是1600多万吨这样一个产能大县,去年产量不到300万吨。在7月17日市政府和各大企业签订框架协议之后,7月24日市政府、市煤炭局再一次召开我们各县市、涉煤县工作会议,要求各个县、各个煤矿必须全力以赴参加煤炭兼并重组。7月25日,我们召开了22座煤矿的会议,我们希望通过兼并重组,边生产、边整合,使整个煤炭产业,逐步走上一个健康发展的轨道,企业兼并重组会议讲话因此不改不行,形势逼人、不改不行。慢一点行不行?不行,必须快。市政府7月17日和各个大企业签订框架协议以后,当天下午,召开各县市书记、县市长、分管煤炭的副县市长,煤炭局长工作会议,要求8月中旬(8月20日)以前,各个县煤炭兼并重组的工作告一段落,8月20日开始,省政府在全省对煤炭企业兼并重组工作
众口称赞说煤航——全国矿业权实地核查系列报道之六
煤航,在全国矿业权实地核查工作中,是各地方项目办使用频率极高的一个词。软件应用找煤航,技术培训找煤航,解决难题找煤航,煤航是所有项目单位心中最可信赖的技术权威。
煤航的全称是中国煤炭地质总局航测遥感局,在全国矿业权实地核查的整个过程中,煤航和中国地质调查局发展研究中心一起,发挥了十分重要的技术支撑作用,因此也赢得了方方面面的热情赞誉。
煤航是从事航空摄影测量、遥感技术应用研究、数码航空摄影、地理信息系统研建、计算机信息技术开发等高科技的专业局,拥有国内外最先进的航摄、测绘设备和非常密集的中高级专业技术人才,是我国西部3S空间信息产业化基地,国家《甲级测绘许可证》、《甲级勘察设计证》的首批获得者,荣获过国家勘察设计金奖,在国内外承揽完成了数百项地理信息工程并受到广泛好评。这样一个具有很强实力的专业单位,自然成了全国矿业权实地核查技术支撑合作伙伴的首选。
从实践中来,到实践中去
基石:全国矿业权实地核查纪实
2009年8月,中国煤炭地质总局局长张文若(中)带领遥感地质院院长康高峰(右一)等在西藏检查矿业权实地核查情况
2007年8月底,国土资源部召开专题会议,确定矿业权实地核查由部开发司牵头,中国地质调查局发展研究中心按照要求组织开展实地核查。9月,发展研究中心决定联合在矿山地质测量领域颇具实力的煤航,通过项目联系,共同组成全国矿业权实地核查技术管理部和全国项目组,承担技术支撑工作。煤航的总体工作任务为:协助中国地质调查局发展研究中心编写全国矿业权实地核查总体实施方案和制定全国矿业权实地核查工作指南与技术要求;对全国矿业权实地核查工作进行技术指导;汇总全国成果,建设全国矿业权实地核查数据库。接受任务后,煤航立即成立了专门的项目办,由分管院长牵头,成立技术管理组、综合研究组、专家组。另外,还按照专题需要成立了实地核查组、报告及图件编制组、图册编制组,数据库研发组。
基石:全国矿业权实地核查纪实
2007年10月,部开发司常玉刚处长(左二)带领全国项目办人员在中国煤炭地质总局航测遥感局调研
煤航进入全国矿业权实地核查项目组的第一件大事,就是参加中国地质调查局发展研究中心组织开展的前期项目立项调研,先后赴浙江省长兴县、重庆市南川区、云南省个旧市、山东省临沂市和济宁市等地考察了矿政管理方面的先进经验。在浙江省长兴县调研时,还进行了矿区控制点、开采工程测量工作。通过调研,和发展研究中心一起初步形成了全国矿业权实地核查工作思路,共同编写完成《全国矿业权实地核查总体实施方案》。有关专家经过讨论,一致认为总体实施方案目标明确、技术路线和技术要求合理、简单、可行,并考虑了与储量利用调查等相关专项的衔接,符合我国矿政管理的实际情况。
总体实施方案通过后,煤航紧接着在发展研究中心安排下,再赴一些省市联合调研,制定《全国矿业权实地核查工作指南与技术要求》(以下简称《技术要求》),因为这是一项前所未有的工作,实践上完全是空白,因此专家们研究了很多有关资料,做了很多考察。为了加强可操作性,专家们决定这本操作指南既要保证技术精度,又要实用简单,因此写作中力求简洁明了,没有多余的话。初稿完成后还找了许多矿山的专家来参与讨论,书也逐渐由厚到薄,通俗易懂,就是外行也能依照使用。几易其稿完成出版后,根据使用中发现的问题又作了补充修改,再印发修订版。为了检验《技术要求》的实用性,专家们在山东平邑选择了一个小区独立进行了矿业权实地核查工作试点,共完成8个矿业权实地核查工作,试点过程充分证明了《技术要求》的科学性、可行性,从而为全国矿业权实地核查打下了一个坚实的基础。
各地方项目办的良师益友
为了协助各省搞好矿业权实地核查培训工作,保证核查人员正确理解全国矿业权实地核查的工作目的、任务、技术流程、实测方法以及数据整理要求,煤航协助中国地质调查局发展研究中心先后为4次全国性技术培训会议和20多个省(市)的27期技术培训班开展培训活动,重点讲解了全国矿业权实地核查总体思路、基本要求和组织实施措施;矿业权实地核查的控制测量与工程测量要求;矿业权实地核查成果数据的整理与数据库建设。同时,还参加了12个省的技术交流工作,专家们亲自在现场进行技术指导,通过野外实测、查看分析成果资料,及时解决技术问题,从而推进核查工作的顺利进行。
在2009年全国矿业权实地核查工作全面展开后,煤航又派出专家和中国地质调查局发展研究中心一起,分赴各省检查矿业权实地核查野外实测工作。专家们在各地不仅认真听取矿业权实地核查工作进展和质量控制情况汇报,还详细查阅月报统计数据和部分矿业权实地核查原始记录和成果资料,并实地抽查了若干个采矿权(井下、露天矿和砂石粘土矿)野外实测工作。在检查过程中,专家们与省国土资源厅、省项目办、核查承担单位的管理和技术负责人进行了深入讨论,对各省存在的特殊情况及时反馈到全国项目办予以解决。
基石:全国矿业权实地核查纪实
中国煤炭地质总局航测遥感局工作人员用全站仪进行工程实测
全国承担矿业权实地检查项目的工程技术人员不仅能在现场看到煤航专家们的身影,得到他们热情细心的帮助,而且可以通过现代通讯及互联网平台,随时得到他们的远程指导,进行各种讨论和信息沟通,了解具体的技术要求和软件使用的详尽细节。大家欣喜地感到,专家们就像最好的老师和朋友,无时无刻不在身边提供最好的帮助。
他们特别能战斗
各省项目办对煤航专家们说得最多的就是“他们特别能战斗”。
得确,从开始参与制定《全国矿业权实地核查总体实施方案》,到培训骨干、现场指导、研发数据库、检查验收各个环节,煤航的专家们用他们特别能吃苦的精神,彰显出他们特别能战斗的风格。
为了给各省培训骨干,他们往往日夜兼程,从一个省赶到另一个省,有的省还去过多次。课前要认真准备,课后与学员们相互交流,大到软件使用,小到如何画图,不厌其烦地无私传授,常常通宵达旦。
赶赴现场指导,无论是炎炎夏日、飒飒寒风,他们总是和现场同志们一起,认真讲解分析问题,把饥饿、疲劳、艰苦的环境置于脑后。
研发数据库,他们为了攻克难关,常常持续不间断地工作,完全忘记了休息日、周末、节假日的概念,也无暇顾及家庭和亲人。
检查验收,他们从不敷衍塞责,坚持必须抽查到规定的比例,有时一晚上要检查200多个矿业权,待到实在无法再坚持时,抬头已是旭日临窗。
老专家孙炳旭在井下实测
全国矿业权实地核查项目启动以来,作为老共产党员的孙炳旭被返聘到煤航遥感院参与核查工作。作为技术专家,他充分发挥自身专业优势,在技术要求和工作指南研究中有多项重要贡献,简化了程序,提高了效率。在实际工作中他身体力行,从技术要求的制定,到各省的培训,再到项目后期数据的验收,几乎跑遍了全国主要省(市)、自治区。60多岁的他,曾两进西藏、两赴新疆、三上青海、四到江西,克服了各种困难。从最热的杭州到最冷的哈尔滨,经历了从零上38摄氏度到零下24摄氏度的冰火两重天。在昆明验收,因为时间短,任务重,他夜以继日、通宵作业,很多年轻人都自叹不如。有一次因工作需要,当时还在浙江做嘉兴测绘项目的他,带着借来的一箱重达45斤的航空照片,从杭州赶到贵阳,任务完成后又从贵阳带回西安,为了万无一失,照片从不离手。三年来,从东部平原到青藏高原海拔4000米以上的皑皑雪山,从内蒙古大草原到广西、海南,都印满了他不辞辛苦的足迹。这些足迹代表着孙炳旭三年来为全国矿业权实地核查工作所做的不懈努力和默默贡献。
基石:全国矿业权实地核查纪实
2010年6月,中国煤炭地质总局航测遥感局康高峰院长、孙炳旭专家等在湖南验收成果数据
许多领导和专家们都说:全国矿业权实地核查的技术支撑合作伙伴,发展研究中心选上煤航、可谓珠联璧合,是真正选对了!
山东省矿山地面塌(沉)陷地质灾害现状、趋势分析及其防治
寿冀平
(山东省地质环境监测总站,济南,250014)
摘要 本文通过对山东省矿山开采引发的地面塌(沉)陷地质灾害的现状分析,结合矿产开发规划对其发展趋势进行了分析,提出了相应的防治措施,对于减轻地质灾害和地质环境保护具有重要意义。
关键词 地面塌陷 现状 趋势分析 防治措施
前言
山东省是我国矿业大省、经济大省,全省累计发现各类矿产150种,其中能源矿产11种、金属矿产45种、非金属矿产90种、水气矿产4种。山东省采矿历史悠久,矿业在我省国民经济和社会发展中发挥着重要的基础性作用,目前全省95%的一次性能源和80%的原材料依靠开发矿产资源提供,矿山企业达9482个。随着矿业经济的发展,矿产资源开发规模和开发强度的增大,矿山地面塌(沉)陷问题越发突出,成为主要的矿山地质灾害类型。
1 矿山地面塌(沉)陷地质灾害分布特征
山东省矿山地面塌(沉)陷地质灾害按其成因和塌(沉)陷特征分为采空地面塌(沉)陷和岩溶地面塌陷。
1.1 采空塌(沉)陷
采空塌(沉)陷是山东最主要的矿山地质灾害,涉及煤矿、金矿、铁矿、石膏、滑石等所有地下开采矿山,伴随采空塌(沉)陷出现的往往还有地裂缝、山体开裂等。采空塌(沉)陷主要分布于煤矿采空区,其次是金、铁矿及石膏、滑石矿等采空区,但从突发性和对人民的生命财产安全上来讲,又以金、铁、石膏、滑石矿更为严重。全省17个地市有10个地市存在规模不同的采空塌(沉)陷,主要分布于煤炭资源开采强烈的地区。塌(沉)陷面积规模较大的依次为泰安(主要分布于煤炭资源丰富的新泰、宁阳、肥城三地)、济宁(主要分布于兖州及济宁煤田)、枣庄(主要分布于滕州及陶枣煤田、峄城及底阁石膏矿区)、莱芜(四大国有煤矿区、张家洼及小官庄铁矿区、莱芜铁矿马庄矿区)、烟台(主要分布于金矿资源开采强烈的招远、莱州、牟平及龙口煤矿区)。
1.2 岩溶地面塌陷
矿山岩溶地面塌陷是开发排水(包括矿坑突水)为主导因素引发的岩溶塌陷,主要发生在具备岩溶塌陷条件的莱芜铁矿谷家台及叶庄矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南铜井金矿区等,其中以莱芜铁矿岩溶塌陷最为发育。
2 矿山地面塌(沉)陷地质灾害发育现状
2.1 采空地面塌(沉)陷
采空塌(沉)陷是由于矿层(体)采出后,采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层乃至冒落而形成。其发生发展过程和地表变形程度,主要取决于矿层条件、顶板岩性特征、地质构造和采高、开采条件等。据2002年调查资料可知,我省各类矿山采空塌(沉)陷面积为403.01km2,其中煤矿采空塌(沉)陷最大,占采空塌(沉)陷面积的97%。各主要矿种的采空塌(沉)陷现状分述如下:
2.1.1 煤矿采空塌(沉)陷
山东省采煤历史悠久,开采方式从以往的小规模开采转入现在的机械化深部大规模开采,随着采空区面积的不断扩大,各采煤区相应地发生了一系列规模不等、形状各异的采空地面塌(沉)陷。据不完全统计,截至2002年底,全省因采煤造成的采空塌(沉)陷已达800余处,累计塌(沉)陷面积392.625km2,其中绝产面积大于50km2,平均采万吨煤地面塌(沉)陷率为0.0037km2。山东省煤矿区采空塌(沉)陷基本情况见表1。
表1 山东省煤矿区采空地面塌(沉)陷情况统计表
塌(沉)陷的平面形态多为圆形、椭圆形的塌(沉)陷盆地,盆地中心下沉深度各地不一,最大下沉深度12.50m(肥城王瓜店),最小下沉深度0.10m(枣庄黄庄煤矿)。其中塌(沉)陷区最大下沉深度小于1.50m,地表形态相对变化较轻的塌(沉)陷区面积累计124.6km2,占全省总塌(沉)陷面积的31.74%;塌(沉)陷区下沉深度大于1.50m,地表形态相对变化较大的塌(沉)陷区分布面积累计达268.03km2,占全省塌(沉)陷区总面积的68.26%。此类塌(沉)陷分布区,地表地形起伏较大,在第四系沉积厚度较大或地下水位埋深较浅的地段,常形成季节性乃至常年性积水洼地,导致土地复垦困难或不能复垦。据不完全统计,目前,全省部分老塌(沉)陷区的常年积水面积已达48.2km2以上,造成了耕地的大面积绝产和荒废。
由于各地区成煤条件(厚度、埋深、顶底板岩性等)的差异,以及各采煤区开采方式的不同,使得各采区采空塌(沉)陷的发育规模差异较大。省内济宁、枣庄、泰安、龙口、临沂、淄博和坊子七大采煤区,除淄博采煤区的采空塌(沉)陷的发育规模较小外,其他地区的采空塌(沉)陷均较严重。尤其以泰安、济宁、枣庄三地市所辖煤田区的采空塌(沉)陷最为严重,累计塌(沉)陷面积达312.81km2,占全省采空塌(沉)陷总面积的79.67%。不但塌(沉)陷分布面积大,下沉深度深,而且积水面积广,造成的损失和社会影响也极大。
2.1.2 铁矿采空塌(沉)陷
省内铁矿采空塌(沉)陷相对较轻,尽管目前济南、莱芜、淄博等铁矿主要产地的矿山开采已具规模,但由于矿石采出后对采空区大都进行了尾矿充填。因此,铁矿采空塌(沉)陷的发生得到了有效控制。据调查,至2002年底,全省仅发生3处采空塌(沉)陷,淄博1处、莱芜2处,累计塌(沉)陷面积2.673km2。
2.1.3 金矿采空塌(沉)陷
金矿采空塌(沉)陷主要分布于胶东金矿区的招远、莱州、牟平、威海等地,据不完全统计,到目前为止,金矿开采区发生采空塌(沉)陷160多处,累计塌(沉)陷面积约0.851km2。塌(沉)陷的形态多为条形,走向与矿脉走向一致。塌坑两侧边坡陡立,地表岩体内沿矿脉走向的张性裂隙发育,裂隙宽度可达20cm。受矿脉地质特征和开采规模的控制,塌坑的发育规模(长、宽、深等)差异悬殊。塌坑长度一般10余m到数10m不等,最长达800m。
2.1.4 石膏、滑石等其他矿产采空塌陷
(1)山东省石膏矿储量十分丰富,石膏生产量逐年上升,因此矿区采空塌(沉)陷也越发突出。目前采空塌(沉)陷主要分布于临沂市平邑县、苍山县石膏矿区和枣庄底阁石膏矿区,累计塌(沉)陷面积1.774km2。
(2)滑石矿采空塌陷区主要分布于栖霞、莱州等地,现已发生采空塌(沉)陷3处。最大的一处发生在莱州市滑石矿采空区,塌陷形态为椭圆形盆地状,面积约0.45km2,塌(沉)陷中心下沉深度3m左右,该塌陷的发生对位于其西部的莱州市滑石矿构成了很大威胁,目前厂院围墙已有多处倾斜开裂,墙体裂缝最宽达10cm。
(3)此外,临沂、潍坊等地在开采重晶石矿的过程中,也先后发生较大规模的采空塌(沉)陷,并造成了严重的人员伤亡事故。
2.2 岩溶地面塌陷
矿山岩溶地面塌陷是因开采矿产资源疏排地下水(包括矿坑突水)而导致的岩溶塌陷。目前,全省岩溶塌陷面积约30.6544ha。相对于采空塌(沉)陷,岩溶塌陷面积较小,目前只局限于莱芜铁矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南金矿区三个矿区。
3 矿山地面塌(沉)陷趋势分析
3.1 煤矿采空塌(沉)陷
现阶段煤矿开采主要在鲁西地区的淄博煤田、肥城煤田、新汶煤田、兖州煤田、滕州煤田、陶枣煤田、临沂煤田和鲁东地区的黄县煤田。就目前采空塌(沉)陷情况分析,山东煤矿采空塌(沉)陷基本分两种情况:①淄博、陶枣、临沂等煤田,多处于低山丘陵区,煤层薄,上覆第四系厚度均小于100m,开采深度多在-500m以下,煤层采出顶板冒落后,很快自动叉实,地表只出现小规模地面变形、斑纹或裂缝,对地表或农业耕作不产生重大损害;②兖州、滕州、肥城、黄县等煤田,多处于山前冲洪积平原或盆地中,第四系覆盖层厚度大,开采煤层厚度大,多8~12m,煤层产状平缓,采出后,顶板煤层失去支撑,形成破碎冒落、弯曲下沉,随着采空面积的逐渐扩大,在地面出现缓慢、连续的盆状塌(沉)陷坑,严重破坏了地质地貌景观,对农田、村庄等破坏严重,给矿山建设和矿区农业生产、生活造成重大影响,也为矿山带来沉重经济负担。由此可见,后者采空塌(沉)陷规模及危害要大于前者。
根据煤矿开发规划,近期煤炭生产的重点地区是济宁、兖州、滕州、新汶(含莱芜)、肥城等深部煤田。煤矿采空塌(沉)陷也主要发生在济宁、兖州、滕州煤田,其次是肥城、龙口、新汶煤田。淄博煤田面临闭坑期,采煤塌(沉)陷影响很小。也就是说,除了淄博煤田外,其他各煤田采空塌(沉)陷仍将继续发展,尤其是济宁、兖州、滕州三大煤田,开发潜力大,采煤塌(沉)陷又属于第(2)种情况,故其采空塌(沉)陷规模和危害程度显得尤为突出。
据省煤炭工业局资料,近期我省煤矿采空塌(沉)陷面积年均增长20.4km2,按此推算(以2002年采空塌(沉)陷面积392.625km2为基础),到2005年和2010年我省由于采煤将增加塌(沉)陷面积分别为102km2和204km2。
未来煤炭资源开发远景区在鲁西南及黄河北煤田,此处煤田正处于黄河冲积平原区。尽管煤层埋深大,但由于具有上覆第四系厚度大、煤层厚度大、煤层产状平缓与济兖煤田类似的自然地质条件,推测未来开发会产生严重的塌(沉)陷危害。采用采煤塌(沉)陷系数法,结合2010年规划采煤量9000万t,预测采空塌(沉)陷面积为21.6km2。
3.2 铁矿采空塌陷
省内铁矿采空塌陷相对较轻,目前主要发生在淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子采空区、鲁中矿业公司(莱芜)张家洼小官庄矿山区及莱芜铁矿马庄矿区三处。据2002年调查资料,庙子采空区由于当地乡镇和个体采矿影响,范围有所扩大,对正处于采空区上方的庙子村而言,仍存在潜在的采空塌陷危害;张家洼、小官庄、马庄矿区随着开采深度的加大,以及各矿区采用了科学合理的采矿方法(砂土、尾矿充填法),并作为莱芜市重点恢复治理区,区内采空塌陷面积将逐年减少。
3.3 金矿采空塌陷
据金矿开发规划,2003年至2010年,采空塌陷将随着采空范围的不断扩大而加剧。由于三山岛、新城、金城等金矿已经转入海下或深部开采,故其采空塌陷发生规模不会增幅太大;而牟平、乳山、龙口,尤其是招远金矿,由于资源相对丰富,加上国有矿山和集体、个体矿山的联合无序开采,采空塌陷面积将不断增大,采空塌陷危害将越发突出。
3.4 石膏、滑石矿采空塌陷
山东省石膏矿产资源集中分布于鲁中地区,尤以泰安、枣庄、临沂三区资源丰富;滑石矿资源主要集中分布于鲁东北部地区。目前石膏、滑石开发强度较高,产品已供大于求,采空塌陷时常发生,给矿区安全造成了严重危害,随着开采强度的加大,其采空塌陷也会越发突出。
3.5 矿山排水岩溶塌陷
矿山开发排水(包括矿坑突水)为主导因素而引发的岩溶塌陷,主要发生于莱芜铁矿区第三系缺失的“天窗”内及断裂带附近。据监测资料,该区岩溶塌陷近年来发展迅速,1997年塌陷面积6320m2,2000年达到8450m2,2002年达9912.17m2,塌陷面积年均增长700多平方米,累计塌陷坑228个,塌陷密度最大达252.5处/km2。随着矿山开采强度的增大及部分矿山恢复(如顾家台矿区等)建设,区内岩溶塌陷面积将不断增大。
4 矿山地面塌(沉)陷防治措施
矿山地面塌(沉)陷是由人类开采矿产资源诱发引起的,因此,防治应首先考虑人类活动因素,目的是既要预防和减轻灾害带来的破坏和损失,又能保障矿产资源有序开发。根据前人生产实践经验,提出防治建议。
4.1 探索科学的采矿方式
4.1.1 充填法采矿
预防采空塌(沉)陷最为有效的方法是充填法采矿。这里推荐中国矿业大学研制的高水速凝充填材料,该充填材料具有充填速度快、强度高且较稳定等特征,充填液只需20分钟便连砂带水一起固化成高结晶水冲填体,其强度一天可达3兆帕,三天可达4~5兆帕,最终可达5兆帕以上。该充填材料不需脱、排水且有一定膨胀性,充盈系数优于混凝土,在招远金矿进行充填试验,效果良好。
充填法采矿防止采空塌(沉)陷,在目前开采的铁、金矿山中具有较强的可操作性,因为这类矿山矿体多呈脉状或条带状发育,相应采空区也呈条带状,便于充填,所需充填材料也相对少,经济上不需投入太大而且效果明显。充填法开采铁、金矿目前在全省已进行了全面推广和应用,其中莱芜铁矿区及招远金矿区基本上都采出了此种采矿方式。而煤矿等沉积型矿产开采由于采空区范围广,如果实行充填,花费巨大且效果不明显,从煤矿开采经济效益上分析也不合算,因此,目前煤矿开采以顶板陷落法为主。
4.1.2 煤炭地下气化工程研究
煤炭地下气化(UCG)工程是指煤层在地下直接燃烧变成可燃气态燃料的过程,是一种化学采煤方法,属洁净煤新技术研究开发项目,气化炉所产煤气目前除用于矿区居民生活用气和小型工业锅炉燃气外,主要用于燃气发电机组发电,另外,还可以用于煤气化工,生产甲醇、二甲醚等化工产品。此技术方法的应用可有效减轻煤炭生产对矿区生态环境的压力,改善矿区及周边区域生态环境,具有较高的经济效益、社会效益、环境效益,是今后煤炭生产发展的主要方向,值得很好的研究发展推广。
目前,山东新汶矿业集团公司鄂庄煤矿在这方面作了有益的探索实验,并于2002年投入生产,综合效益良好。莱芜鄂庄煤矿煤炭地下气化站工程是新汶矿业集团公司“十五”期间的重点科技攻关项目,重点进行煤炭地下气化稳定控制技术的研究,目前已被列入国家高技术研究发展计划(“863计划”)实验研究基地。
4.2 科学采煤方式研究
4.2.1 “自下往上”异向开采
煤矿开采一般是从上层煤起自上往下采,这样对煤矿建设来说,具有见效及投资回收快等优势,但对于采空塌(沉)陷来说,是愈采愈烈,许多塌(沉)陷区是反复塌了再塌,同时浅部采空塌(沉)陷也构成对深部采矿的威胁,比如,在汛期,大气降水直接通过塌(沉)陷坑进入巷道,增加矿坑排水量乃至造成淹井事故的发生等等。
湘潭矿业学院与煤炭部门立项研究煤矿开采方式,提出具有多层煤的煤田,采用自深部→浅部开采的方式,可有效地减轻采空塌(沉)陷危害。目前,这一研究已经通过国家正式鉴定,如果这种开采方式可行的话,我们认为,对鲁西南及黄河北远景煤田区,在未来开采时应该参考、借鉴。
4.2.2 加强科学研究,提高采煤技术水平
目前,世界上有些国家井下采煤矸石不出井,用来充填井下采空区,既可以减轻采空塌(沉)陷,又可避免排矸对地质环境的影响,真可谓一举两得。而省内煤矿的采煤方式与我国大多数煤矿一样,使得利用煤矸石充填井下采空区变得复杂化且费用较高,这在新汶矿务局张庄煤矿及国内其他煤矿都已得到证明。也就是,目前技术水平条件下,欲使矸石不排向地表直接充填采空区是不现实的,因此,需加强科学研究,努力改进采煤技术,赶上国际先进水平。目前,煤矿开采为减轻采空塌(沉)陷危害,根据各矿实际条件,采用的主要技术措施有:①同一煤层多工作面协调开采,减少地表不均匀下沉,减少倾斜和水平变形对民房的影响;②分煤层交错布置工作面,可减少不均匀下沉和静态变形值,使部分变形得以抵消。不同煤层开采边界交错布置。错距控制在40~80m;③积极推广沿空送巷、沿空留巷等采煤新工艺、新方法,实行无煤柱开采,以使地表均匀下沉;④积极开展新技术、新方法的研究。如华丰矿通过注浆减沉,取得较好的效果;汶南矿在采13层、15层煤时,采用矸石充填老空,既减少了矿井排矸量,又减缓了顶板下沉,减轻了采动对地表的影响。
4.3 帷幕注浆堵水法
采用大型帷幕注浆工程既可以治理水害保护地下水资源,又可以减轻岩溶塌陷,已成为除疏干法以外,可供选择的另一种行之有效的治理矿区灾害的方法。该方法在济南张马屯铁矿、肥城矿务局陶阳煤矿等矿区得到了成功应用。
4.4 矿山矿坑水预先疏干排供结合
据本次调查不完全统计,仅鲁中地区,国有煤矿和铁矿矿坑排水量就达4亿m3/a,这个水量是非常惊人的。造成大量水资源浪费,还产生岩溶塌陷地质灾害。采用该法将水资源提前利用,同时降低了产生岩溶塌陷的水动力条件。
4.5 合理有序开采及灾害治理恢复
采矿前,在压矿地区实行一次性征地,减少采空塌(沉)陷损失。为减轻采空塌(沉)陷危害,除了进行村庄搬迁、重点交通和水利设施布置禁采区或留设防护煤柱以保护人民生命财产和国家重点建筑物不受损害外,更重要的是对于塌(沉)陷地区进行治理和复垦利用。根据实际情况,塌(沉)陷区内大部分土地可以复垦还田,少部分地区塌(沉)陷程度严重,常年积水或地形起伏过大,不能复垦,可以发展水产养殖业,也可修建公园,既美化环境又丰富人们的文化生活。
5 结语
本文以全省矿山地质灾害调查报告为基础,通过对灾害现状分析,结合矿山开采规划对灾害趋势进行了分析,对前人在矿山灾害防治的生产实践经验进行了梳理总结,希望能对矿山地面塌(沉)陷的防治起到积极的作用。