文章來源(yuan)：科技日(ri)報 發布時(shi)間：2022-01-13
煤炭資源(yuan)型城市，都面(mian)臨著同樣的難題(ti)：煤炭儲量隨著不(bu)斷開采而(er)日趨枯竭，由(you)于產業結構單一、增(zeng)長方式粗(cu)放而(er)造(zao)成(cheng)生態環(huan)境破(po)壞、采煤塌陷(xian)地每年遞增(zeng)。2019年底，任城區因采煤造(zao)成(cheng)的土地沉陷(xian)區已(yi)近10.9萬畝。
采煤沉(chen)陷(xian)區，即煤礦采挖之后留下的(de)(de)下陷(xian)地域。它給周(zhou)邊的(de)(de)生態及(ji)區域地表的(de)(de)重新利用帶來了很多問題(ti)，而對采煤沉(chen)陷(xian)區進(jin)行綜合治理被認為是(shi)世界(jie)難(nan)題(ti)。現在，破解難(nan)題(ti)的(de)(de)新方案來了。
2020年(nian)12月28日，山東省濟寧(ning)市任城區(qu)采煤沉陷區(qu)綜(zong)合(he)治理(li)項目(mu)（一期）采空區(qu)治理(li)工(gong)程(cheng)通(tong)過驗收。由(you)中國礦業大學(xue)（北(bei)京(jing)）彭蘇(su)萍院士、西安(an)科技大學(xue)王雙明院士領銜的(de)專家組認為，這是全(quan)國首例條帶式采煤沉陷區(qu)綜(zong)合(he)治理(li)與(yu)利用項目(mu)，工(gong)程(cheng)質量優(you)良，治理(li)后(hou)土地(di)能夠正(zheng)常開展工(gong)程(cheng)場地(di)建設(she)。
上述驗收(shou)也意味著在(zai)新(xin)技術(shu)的支持(chi)下，任城(cheng)區(qu)的采煤沉(chen)陷(xian)(xian)區(qu)正迎(ying)來“新(xin)生”——在(zai)采煤沉(chen)陷(xian)(xian)區(qu)上能建造(zao)百米(mi)高樓大廈(sha)。
能源型城市的心頭之痛：煤挖沒了，地面塌了
濟寧(ning)(ning)是一座能源(yuan)之城，城市的(de)核心區(qu)——任(ren)城區(qu)境內含煤(mei)面積409平方公里(li)，占(zhan)區(qu)總面積的(de)63%，截至目前探明煤(mei)炭(tan)(tan)(tan)資源(yuan)儲量(liang)(liang)22億多噸，可開采(cai)量(liang)(liang)為(wei)(wei)6.2億噸，煤(mei)炭(tan)(tan)(tan)生產礦井(jing)8對。作為(wei)(wei)山東省和(he)濟寧(ning)(ning)市的(de)產煤(mei)大區(qu)，任(ren)城區(qu)豐富(fu)的(de)煤(mei)炭(tan)(tan)(tan)資源(yuan)曾為(wei)(wei)國(guo)家和(he)地(di)方經濟建設作出(chu)了重要貢獻。然而，至2019年底，該區(qu)因采(cai)煤(mei)造成的(de)土地(di)沉(chen)陷(xian)區(qu)已近10.9萬畝，并以每年3000余畝的(de)速度(du)遞增。
有熟悉任(ren)城(cheng)情況的(de)(de)專家坦言：“塌陷積水、耕(geng)地(di)減(jian)少、土地(di)荒蕪、廢棄物污(wu)染(ran)，一系列生態(tai)問(wen)題凸顯；道路變形、村莊搬遷(qian)、基礎設施損壞、塌陷地(di)圍城(cheng)，制(zhi)約著這(zhe)座城(cheng)市的(de)(de)發展(zhan)空(kong)間。”
實際上，凡屬煤(mei)(mei)炭(tan)資源型城市，都面臨著同樣的難題：煤(mei)(mei)炭(tan)儲量隨著不(bu)斷開采而日(ri)趨枯竭，由(you)于產業結(jie)構單一、增長方式粗放造成(cheng)生態環境破(po)壞、采煤(mei)(mei)塌(ta)陷(xian)地每年遞增。除此之外，任城區還有著另一個隱患，在城市近郊(jiao)形成(cheng)了3.5萬(wan)畝的條帶采煤(mei)(mei)沉陷(xian)區。
專家認為：“由于(yu)條帶式采空區尚未充分垮落(luo)，決定了采空區沉陷具有突發性、不(bu)可預測(ce)性、長期性、隱(yin)蔽性及復雜性等顯著特點，后期會對地表(biao)建筑(zhu)物等使用(yong)(yong)構成極大安全隱(yin)患，導致土地無(wu)法有效利用(yong)(yong)，城市發展受(shou)限。”
任城(cheng)區有關部門(men)負責人也表(biao)示，城(cheng)鄉發展與地下開采的(de)矛盾越(yue)來越(yue)突出，如何加強(qiang)沉(chen)陷區治理特別是采空區充填治理，實現經濟效益、社會效益、生態文明效益，成為任城(cheng)區面臨(lin)的(de)課題。
面對(dui)切膚之(zhi)痛，任城區開(kai)始了(le)大膽(dan)嘗試(shi)。2019年1月(yue)25日(ri)，任城區政府與中國煤炭科(ke)工集團有(you)限(xian)公(gong)司（以下(xia)簡(jian)稱中國煤科(ke)）簽(qian)訂項目創新開(kai)發合作協(xie)議；同日(ri)，山(shan)東任城融鑫發展有(you)限(xian)公(gong)司、中國煤科(ke)西安研究院、中國煤科(ke)生態(tai)環境(jing)科(ke)技有(you)限(xian)公(gong)司三方簽(qian)訂合資合作協(xie)議，共同出(chu)資成立(li)中國煤科(ke)鑫融科(ke)技創新發展有(you)限(xian)公(gong)司，主導參與采(cai)煤沉陷區綜合治(zhi)理、建設(she)和(he)生態(tai)修復工程。通過對(dui)采(cai)空(kong)區的(de)治(zhi)理，使治(zhi)理范圍(wei)內采(cai)空(kong)區場地達到滿(man)足進(jin)行城市高(gao)密度建筑群綜合開(kai)發建設(she)用地的(de)要(yao)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(gong)的項(xiang)目(mu)一期現場，幾架30米高的鉆機仍(reng)佇立在工(gong)地各處。“通過這些鉆機，采(cai)(cai)用鉆孔數字全息成(cheng)像技術進行沉(chen)陷(xian)區(qu)(qu)精(jing)細勘(kan)探(tan)，這就好像對沉(chen)陷(xian)區(qu)(qu)的內(nei)部(bu)狀況進行了一次胃(wei)腸鏡檢查。”中國煤科西安研究(jiu)院(yuan)采(cai)(cai)空區(qu)(qu)治理專家(jia)、山(shan)東(dong)省(sheng)濟寧市任城區(qu)(qu)采(cai)(cai)煤沉(chen)陷(xian)區(qu)(qu)綜(zong)合治理項(xiang)目(mu)總工(gong)程師邵紅旗介紹，“這有助于后期對采(cai)(cai)空區(qu)(qu)進行精(jing)準的定(ding)向(xiang)鉆孔注(zhu)漿。”
在(zai)料漿(jiang)制(zhi)作區(qu)，兩(liang)架造型奇特的(de)大型機械設(she)備引人注(zhu)意。“這(zhe)叫固體廢料粗破系(xi)統(tong)和細破系(xi)統(tong)，這(zhe)是我們根據本(ben)地物料的(de)實際情況進行改造的(de)新(xin)設(she)備。”邵紅(hong)旗(qi)說，“通過(guo)這(zhe)兩(liang)個系(xi)統(tong)，我們把建筑垃圾再生利(li)用制(zhi)成不同濃度的(de)再生充填料漿(jiang)，再由自主(zhu)開發的(de)智能注(zhu)漿(jiang)控制(zhi)系(xi)統(tong)，通過(guo)鉆機實施高(gao)效精準的(de)制(zhi)漿(jiang)注(zhu)漿(jiang)。”
此(ci)外，邵紅(hong)旗指出，工程還利用(yong)了分(fen)布式光(guang)纖動態(tai)監測、深層地(di)熱資源利用(yong)等先進技術(shu)工藝，是沉陷(xian)地(di)治理(li)(li)中新理(li)(li)念、新技術(shu)、新工藝的(de)一次集中嘗試(shi)；也是在(zai)采煤沉陷(xian)區進行生態(tai)治理(li)(li)的(de)有益探索。
“技術(shu)研究+資本投入”“政府(fu)主導、企(qi)業主體、市場(chang)運(yun)作(zuo)(zuo)、社(she)會參與”的(de)(de)運(yun)作(zuo)(zuo)模式，開啟(qi)了地方政府(fu)與央企(qi)合(he)作(zuo)(zuo)治(zhi)理采(cai)煤(mei)(mei)沉(chen)陷區(qu)(qu)的(de)(de)先河。任(ren)城區(qu)(qu)推(tui)進中國煤(mei)(mei)科項目專班辦(ban)公室主任(ren)、區(qu)(qu)煤(mei)(mei)炭局副局長萬軍(jun)華說：“該項目帶動任(ren)城區(qu)(qu)采(cai)煤(mei)(mei)沉(chen)陷地治(zhi)理，拓展城區(qu)(qu)發展空間。經過(guo)綜合(he)治(zhi)理后，沉(chen)陷區(qu)(qu)土地能(neng)夠(gou)作(zuo)(zuo)為正(zheng)常土地進行(xing)設計、開發和利用，可建設百米以上高度(du)的(de)(de)建筑物(wu)。”
“這是改善沉陷區生(sheng)態環境，增(zeng)加(jia)采空區土地再利用，實現人與自(zi)然(ran)和諧共(gong)生(sheng)的(de)重大民生(sheng)工程。”彭蘇萍(ping)院士、王雙明院士等專家對示范(fan)項目的(de)未來(lai)充滿了信心。
探索治(zhi)理采煤沉(chen)(chen)陷區并無固定(ding)模式，因地(di)制宜(yi)、合(he)理利(li)用才是關鍵。除了在條(tiao)帶采煤沉(chen)(chen)陷區實施(shi)(shi)具有創新理念和(he)工藝的(de)采空區充填治(zhi)理之外(wai)，任城區還在地(di)勢低(di)洼的(de)農田沉(chen)(chen)陷區進行土(tu)地(di)復墾，實施(shi)(shi)生態農業開發(fa)(fa)；在“高(gao)潛水位沉(chen)(chen)陷區”進行生態修復，實施(shi)(shi)濕地(di)景(jing)觀開發(fa)(fa)。
【責任編(bian)輯：趙藝涵(han)】