文章來(lai)源(yuan)：科技日(ri)報 發布時間：2022-01-13
煤(mei)炭(tan)資源型城市，都面(mian)臨著同樣的難(nan)題：煤(mei)炭(tan)儲量(liang)隨著不(bu)斷開采而(er)日趨(qu)枯竭，由于產(chan)業(ye)結構單(dan)一(yi)、增長方式(shi)粗放(fang)而(er)造(zao)成生態環境破壞、采煤(mei)塌陷地每年(nian)遞增。2019年(nian)底，任(ren)城區(qu)因采煤(mei)造(zao)成的土地沉陷區(qu)已近10.9萬畝。
采(cai)煤沉(chen)陷區，即(ji)煤礦采(cai)挖(wa)之后留下(xia)(xia)的下(xia)(xia)陷地域。它給周邊的生態(tai)及區域地表的重新利用帶來了很多(duo)問題(ti)(ti)，而對采(cai)煤沉(chen)陷區進(jin)行(xing)綜合(he)治理被認為(wei)是世界難題(ti)(ti)。現在，破解難題(ti)(ti)的新方案(an)來了。
2020年12月28日，山(shan)東省濟(ji)寧(ning)市任城(cheng)區采(cai)煤沉(chen)陷(xian)區綜合(he)治(zhi)理(li)(li)項目(mu)（一期(qi)）采(cai)空(kong)區治(zhi)理(li)(li)工(gong)程通過驗(yan)收。由(you)中(zhong)國礦業大(da)學（北京）彭蘇(su)萍院(yuan)士、西安科技大(da)學王雙明院(yuan)士領銜的專家組認為，這是全國首例條帶式采(cai)煤沉(chen)陷(xian)區綜合(he)治(zhi)理(li)(li)與(yu)利用項目(mu)，工(gong)程質(zhi)量(liang)優良，治(zhi)理(li)(li)后土地能夠正(zheng)常開(kai)展工(gong)程場地建設。
上述驗收也意味著在(zai)新技術的支持下，任城(cheng)區(qu)的采煤沉(chen)陷區(qu)正迎來“新生”——在(zai)采煤沉(chen)陷區(qu)上能(neng)建造百米(mi)高樓大廈。
能源型城市的心頭之痛：煤挖沒了，地面塌了
濟(ji)(ji)寧(ning)是一座(zuo)能源之城，城市(shi)(shi)的核心區(qu)(qu)(qu)——任城區(qu)(qu)(qu)境內(nei)含煤(mei)(mei)(mei)面積409平方公(gong)里，占區(qu)(qu)(qu)總(zong)面積的63%，截至目前(qian)探(tan)明煤(mei)(mei)(mei)炭資源儲量22億多噸(dun)(dun)，可開采(cai)量為6.2億噸(dun)(dun)，煤(mei)(mei)(mei)炭生(sheng)產礦井8對。作(zuo)(zuo)為山東(dong)省和(he)濟(ji)(ji)寧(ning)市(shi)(shi)的產煤(mei)(mei)(mei)大(da)區(qu)(qu)(qu)，任城區(qu)(qu)(qu)豐(feng)富的煤(mei)(mei)(mei)炭資源曾為國(guo)家和(he)地(di)(di)方經濟(ji)(ji)建設作(zuo)(zuo)出了重要貢獻。然而，至2019年底，該區(qu)(qu)(qu)因采(cai)煤(mei)(mei)(mei)造(zao)成的土地(di)(di)沉陷區(qu)(qu)(qu)已近10.9萬畝(mu)，并(bing)以(yi)每年3000余畝(mu)的速度遞(di)增。
有熟悉任(ren)城情(qing)況的專家坦言：“塌(ta)陷積水、耕地減少、土地荒蕪、廢棄(qi)物污染(ran)，一(yi)系列生(sheng)態問(wen)題凸顯；道路(lu)變形、村(cun)莊搬遷、基(ji)礎(chu)設施損壞(huai)、塌(ta)陷地圍城，制約著這座城市的發展空(kong)間。”
實際上，凡(fan)屬煤炭資(zi)源型城(cheng)(cheng)市，都面臨著(zhu)同樣的難題：煤炭儲量(liang)隨著(zhu)不斷開采(cai)而(er)日趨枯竭，由于產業結構(gou)單(dan)一、增(zeng)長方(fang)式粗放造成生態環境破壞、采(cai)煤塌陷地每年遞增(zeng)。除此之外(wai)，任城(cheng)(cheng)區還有著(zhu)另一個隱患，在城(cheng)(cheng)市近(jin)郊形(xing)成了3.5萬畝的條帶采(cai)煤沉陷區。
專家認為：“由(you)于條帶(dai)式采空區(qu)尚(shang)未充分垮落，決(jue)定了采空區(qu)沉(chen)陷具有(you)突(tu)發(fa)性(xing)、不可預測性(xing)、長期性(xing)、隱蔽性(xing)及復(fu)雜性(xing)等(deng)顯著(zhu)特(te)點，后期會對(dui)地表建(jian)筑物等(deng)使用構成極(ji)大安全(quan)隱患，導(dao)致土地無(wu)法有(you)效利用，城市(shi)發(fa)展受(shou)限。”
任城(cheng)區(qu)(qu)有(you)關部門負責人也表示，城(cheng)鄉發(fa)展與地下開采的(de)矛盾越來越突出，如何(he)加強沉(chen)陷區(qu)(qu)治理特別(bie)是采空區(qu)(qu)充填治理，實現經濟效益、社會效益、生態文明效益，成為任城(cheng)區(qu)(qu)面臨的(de)課題(ti)。
面對切膚之痛，任城區(qu)開始了大膽嘗試。2019年1月25日，任城區(qu)政府(fu)與中(zhong)國煤(mei)(mei)炭科(ke)工集團有限公(gong)司（以下簡稱中(zhong)國煤(mei)(mei)科(ke)）簽(qian)訂(ding)項(xiang)目創新(xin)開發合(he)作協議(yi)；同日，山東任城融鑫發展有限公(gong)司、中(zhong)國煤(mei)(mei)科(ke)西安研究院、中(zhong)國煤(mei)(mei)科(ke)生態環境科(ke)技(ji)有限公(gong)司三方簽(qian)訂(ding)合(he)資(zi)合(he)作協議(yi)，共同出(chu)資(zi)成(cheng)立(li)中(zhong)國煤(mei)(mei)科(ke)鑫融科(ke)技(ji)創新(xin)發展有限公(gong)司，主導參與采(cai)(cai)煤(mei)(mei)沉陷區(qu)綜(zong)合(he)治理、建設和生態修復工程。通(tong)過對采(cai)(cai)空區(qu)的治理，使治理范(fan)圍內采(cai)(cai)空區(qu)場地達到滿(man)足進行城市高密度(du)建筑群綜(zong)合(he)開發建設用地的要求。
技術研究+資本投入：治理采煤沉陷區首開先河
在已經竣工的(de)項目一(yi)期(qi)現場(chang)，幾架30米(mi)高的(de)鉆機仍佇立(li)在工地各處。“通過這些鉆機，采用(yong)鉆孔數字全息成像技術進行沉陷(xian)區(qu)(qu)(qu)(qu)精(jing)細勘(kan)探(tan)，這就好像對沉陷(xian)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)內部狀況進行了一(yi)次胃腸鏡(jing)檢查。”中國煤科西安研究院采空區(qu)(qu)(qu)(qu)治(zhi)理專(zhuan)家(jia)、山東省濟寧市任城區(qu)(qu)(qu)(qu)采煤沉陷(xian)區(qu)(qu)(qu)(qu)綜合治(zhi)理項目總工程師邵(shao)紅旗介(jie)紹，“這有助于(yu)后期(qi)對采空區(qu)(qu)(qu)(qu)進行精(jing)準的(de)定向(xiang)鉆孔注(zhu)漿。”
在料(liao)(liao)漿制作(zuo)區，兩架(jia)造型奇(qi)特的(de)(de)大型機(ji)械設備引人注意。“這(zhe)(zhe)叫固體(ti)廢料(liao)(liao)粗破(po)系(xi)統和(he)細破(po)系(xi)統，這(zhe)(zhe)是我們根據本地物料(liao)(liao)的(de)(de)實(shi)(shi)際情況進行(xing)改造的(de)(de)新設備。”邵(shao)紅旗說(shuo)，“通(tong)過(guo)這(zhe)(zhe)兩個系(xi)統，我們把建筑垃圾再生利用制成不同濃(nong)度(du)的(de)(de)再生充填料(liao)(liao)漿，再由自主開發的(de)(de)智能注漿控制系(xi)統，通(tong)過(guo)鉆機(ji)實(shi)(shi)施高效精準的(de)(de)制漿注漿。”
此外，邵紅旗指出，工(gong)程還利用了(le)分布式光纖動(dong)態監測、深層地(di)熱資源利用等先進技術(shu)工(gong)藝，是(shi)沉陷地(di)治(zhi)理中新(xin)理念、新(xin)技術(shu)、新(xin)工(gong)藝的(de)一次集中嘗試；也是(shi)在采煤(mei)沉陷區進行生態治(zhi)理的(de)有益探(tan)索。
“技術研究(jiu)+資本(ben)投入”“政府(fu)(fu)主導、企業主體、市場運(yun)作(zuo)、社會(hui)參與”的運(yun)作(zuo)模式，開啟(qi)了地(di)方(fang)政府(fu)(fu)與央企合作(zuo)治理采煤(mei)沉陷區(qu)的先(xian)河。任(ren)城(cheng)區(qu)推進中國(guo)煤(mei)科項目專班(ban)辦公室主任(ren)、區(qu)煤(mei)炭局副局長萬(wan)軍(jun)華說(shuo)：“該項目帶動任(ren)城(cheng)區(qu)采煤(mei)沉陷地(di)治理，拓展城(cheng)區(qu)發展空間。經過綜合治理后，沉陷區(qu)土地(di)能夠作(zuo)為正常(chang)土地(di)進行設計、開發和利用，可建(jian)設百(bai)米以上高度的建(jian)筑物。”
“這是改善(shan)沉陷區(qu)生態環境，增加(jia)采空(kong)區(qu)土地再利用，實(shi)現(xian)人(ren)與(yu)自然和諧共生的重大民(min)生工程。”彭蘇萍院(yuan)士(shi)、王雙明院(yuan)士(shi)等專家對(dui)示范項目的未來(lai)充(chong)滿(man)了信心。
探索治理采煤(mei)沉陷(xian)區并無固定模式，因地制宜(yi)、合理利用才(cai)是(shi)關鍵。除了在(zai)條帶采煤(mei)沉陷(xian)區實施具(ju)有(you)創新(xin)理念和工藝的采空區充填治理之外，任城(cheng)區還(huan)在(zai)地勢低洼的農(nong)田(tian)沉陷(xian)區進行土地復墾，實施生態農(nong)業開發；在(zai)“高潛水位沉陷(xian)區”進行生態修復，實施濕(shi)地景觀(guan)開發。
【責任(ren)編(bian)輯(ji)：趙藝涵】