这里的采煤沉陷区上可以建造数百米高的建筑物
煤炭资源型城市面临着同样的问题:由于产业结构单一、增长方式粗放,煤炭储量随着持续开采而日益枯竭,生态环境遭到破坏,采煤塌陷地逐年增加。截至2019年底,任城区采煤造成的地面沉降面积已达近10.9万亩。
采煤沉陷区,即采煤后留下的沉陷区。它给周边生态和区域地表的再利用带来了许多问题,采煤塌陷区的综合治理被认为是一个世界性的问题。现在,解决问题的新方案来了。
2020年12月28日,山东省济宁市任城区采煤塌陷区综合治理工程采空区治理工程(一期)通过验收。由中国矿业大学(北京)彭苏萍院士和西安科技大学王双明院士率领的专家组认为,这是我国首个条带式采煤沉陷区综合治理利用工程,工程质量优良,治理后的土地可以正常进行项目现场建设。
上述验收也意味着,在新技术的支持下,任城区采煤沉陷区迎来了一个"新生命" ——。采煤沉陷区可建百米高楼。
一个以能源为基础的城市的核心问题是:煤炭消失了,地面塌陷了
济宁是一座能源城市。城市核心区——。任城区含煤面积409平方公里,占总面积的63%。截至目前,煤炭资源探明储量22亿吨以上,可采量6.2亿吨,有8对煤炭生产矿井。任城区作为山东省和济宁市的产煤区,丰富的煤炭资源为国家和地方经济建设做出了重要贡献。但截至2019年底,该地区因采煤造成的地面沉降面积已达近10.9万亩,以每年3000多亩的速度递增。
熟悉任城情况的专家向《科技日报》记者坦言:“水的崩塌、耕地的减少、土地的贫瘠、废弃物的污染,一系列生态问题凸显;道路变形、村庄搬迁、基础设施损坏和坍塌的围城限制了城市的发展空间。”
事实上,所有拥有煤炭资源的城市都面临着同样的问题:随着不断的开采,煤炭储量日益枯竭,产业结构单一,增长方式粗放,生态环境遭到破坏,采煤塌陷地逐年增加。此外,任城区还有一个隐患,该区郊区已形成3.5万亩条带开采沉陷区。
专家认为:“由于条形采空区尚未完全塌陷,决定了采空区塌陷具有突发性、不可预测性、长期性、隐蔽性、复杂性等显著特征,后期会对地表建筑物的使用造成很大的安全隐患,导致土地利用效率低下,限制城市发展。”
任城区相关部门负责人也表示,城乡发展与地下开采的矛盾越来越突出。如何加强塌陷区的治理,特别是采空区的充填治理,实现经济效益、社会效益和生态文明效益,已成为任城区面临的课题。
面对痛苦,任城区开始了大胆的尝试。2019年1月25日,任城区市政府与中煤科工集团有限公司(以下简称中煤科)签订项目创新发展合作协议;同日,山东任城荣信发展有限公司、中煤科信研究院和中煤科信生态环境科技有限公司签署合资合作协议,共同出资成立中煤科信荣科技创新发展有限公司,并牵头参与综合治理、建设和生态建设
在已完成项目的第一阶段,几个30米高的钻机仍然矗立在施工现场周围。“通过这些钻机,钻井数字全息成像技术被用于沉降区域的精细勘探,这就像是对沉降区域内部状况的胃肠内窥镜检查。”中国煤炭科西研究院采空区治理专家、山东省济宁市任城区采煤塌陷区综合治理工程总工程师邵红旗表示:“这将有助于后期采空区精确定向钻孔注浆。”
在泥浆生产领域,两种形状奇特的大型机械设备引起了人们的注意。“这叫固体废物粗碎系统和细碎系统。这是我们根据当地材料的实际情况改造的新设备。”邵洪奇说:“通过这两个系统,我们将建筑垃圾回收成不同浓度的回收充填泥浆,然后利用自主研发的智能灌浆控制系统,通过钻机实现高效精准的制浆和灌浆。”
此外,邵红旗指出,该项目还采用分布式光纤动态监测、深部地热资源利用等先进技术,是沉陷土地管理新思路、新技术、新工艺的集中尝试;这也是采煤沉陷区生态管理的有益探索。
“技术研究资金投入”、“政府主导、企业主体、市场运作、社会参与”的运行模式,为地方政府与中央企业合作治理采煤塌陷区开创了先例。任城区推进中国煤炭科学工程特级办公室主任、地区煤炭局副局长万俊华表示:“该项目将推进任城区采煤沉陷治理,拓展城市发展空间。经过综合治理,塌陷区的土地可以作为正常土地进行设计、开发和利用,可以修建100米以上的建筑物。”
“这是改善塌陷区生态环境、增加采空区土地再利用、实现人与自然和谐共处的重大民生工程。”彭苏萍院士、王双明院士等专家对示范工程的未来充满信心。
采煤塌陷区的勘查和治理没有固定的模式,关键是因地制宜,合理利用。除了在条带开采沉陷区创新思路和技术进行采空区充填处理外,任城区还在低洼农田沉陷区进行土地复垦和生态农业开发;在“高潜水位沉降区”进行生态修复和湿地景观开发。