□ 杜永剛趙衛(wèi)平
(1.山西省測繪宣傳中心,山西太原030001;2.山西省測繪地理信息局,山西太原030001)
關(guān)于綜合利用廢棄礦井巷道的思考
□ 杜永剛1趙衛(wèi)平2
(1.山西省測繪宣傳中心,山西太原030001;2.山西省測繪地理信息局,山西太原030001)
山西作為國家的能源重化工基地,在為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供大量能源支撐的同時(shí),也付出了環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞的慘重代價(jià)。在推進(jìn)綜改試驗(yàn)區(qū)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型跨越的過程中,如何解決好礦產(chǎn)資源長期開采遺留下的眾多廢棄巷道問題,提出了自己的想法。
綜改試驗(yàn)區(qū);生態(tài)環(huán)境;采空區(qū);治理
山西素有“煤鄉(xiāng)之稱”,煤炭資源優(yōu)勢得天獨(dú)厚,儲量大、分布廣、品種全、質(zhì)量優(yōu)、易開采。全省含煤面積6.2萬平方公里,占國土面積的40.4%,自北向南分布有大同、寧武、西山、河?xùn)|、沁水、霍西6大煤田和渾源、繁峙、五臺、垣曲、平陸5個(gè)煤產(chǎn)地,含煤地層有石炭二疊系、侏羅系及下第三系。山西作為國家的能源重化工基地,在為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供大量能源支撐的同時(shí),也付出了環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞的慘重代價(jià)。近幾年,山西省委、省政府提出了轉(zhuǎn)型跨越、再造一個(gè)新山西的宏偉戰(zhàn)略,山西也成為國家的綜改試驗(yàn)區(qū)。然而,在推進(jìn)綜改試驗(yàn)區(qū)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型跨越的過程中,如何解決好礦產(chǎn)資源長期開采遺留下的眾多廢棄巷道問題,至關(guān)重要,值得思考。為此,筆者想就此談幾點(diǎn)粗淺看法。
關(guān)于最早發(fā)現(xiàn)煤炭的時(shí)間,明朝人陸深曾提出女媧氏“煉石補(bǔ)天”的傳說與煤炭的發(fā)現(xiàn)有聯(lián)系,這是從神話傳說作出的推斷,當(dāng)然無法證實(shí),但人類在最初發(fā)現(xiàn)和使用火的過程中,對煤炭有所認(rèn)識也不是不可能的。我們古老的祖先很可能從煤炭的自燃中得到一些啟示。至于山西地區(qū)煤炭的最早記載,見于春秋末戰(zhàn)國初的《山海經(jīng)》,其《北山經(jīng)》云:“孟門之山,其上多蒼玉,多金,其下多黃玉,多涅石。”“賁門之山,其上多蒼玉,其下多黃堊,多涅石?!边@“涅石”就是古代對煤炭的稱呼,而“孟門之山”,據(jù)考為今河?xùn)|煤田南部的吉縣山區(qū),“賁門之山”為泛指太行山地區(qū)。由這則記載可以得知,早在春秋戰(zhàn)國之際,人們對山西地區(qū)的煤炭就有了了解,而其最初發(fā)現(xiàn)的年代還要比見于記載的時(shí)間早得多。
山西煤炭開發(fā)有著悠久的歷史。早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期,山西煤炭就已見諸文字記載。漢隋時(shí)期,晉煤已有開采利用,山西煤炭開采有遺跡可考者始于唐代,其間煤炭開采已較普遍,煤炭知識傳播到國外。漢代桓寬的《鹽鐵論》中“鹽、冶之處大概皆依山川近鐵炭”的記載,證明富有鐵煤礦藏的三晉地區(qū)在漢代也已經(jīng)將煤炭運(yùn)用于冶鐵業(yè)中了。宋代時(shí),以無煙煤作燃料和還原劑的方爐治潤煉鐵法在三晉地區(qū)得到廣泛運(yùn)用,更促進(jìn)了冶鐵業(yè)的發(fā)展,故有“河?xùn)|鐵、炭最盛”(《宋史·食貨志》)的說法。
隨著采煤業(yè)的迅速發(fā)展,煤炭的利潤也更為可觀,宋王朝遂對煤炭實(shí)行官賣制度,在產(chǎn)煤地區(qū)設(shè)官,掌管煤炭開采和銷售,向采煤窯戶和賣煤商人課稅。元、明、清政府都把煤炭課稅視為國家財(cái)政收入的重要來源之一,山西地區(qū)則以煤炭蘊(yùn)藏豐富、開采量大,而在其中占有重要地位。
抗日戰(zhàn)爭時(shí)期,日本侵略者瘋狂掠奪山西的煤炭資源,其中大同煤礦的“萬人坑”就是最好的見證。
新中國成立以來,黨和國家對山西煤炭能源工業(yè)給予了高度重視,煤炭事業(yè)得到快速發(fā)展。1959年全省原煤總產(chǎn)量為4355萬噸,比1949年的267萬噸增長了163倍;1979年為1.0893億噸,首次突破億噸大關(guān),1985年突破2億噸大關(guān),上世紀(jì)末實(shí)際生產(chǎn)能力已達(dá)4億噸。近些年山西煤炭工業(yè)呈現(xiàn)出歷史上的最興盛時(shí)期,全省中小煤礦資源整合,關(guān)小上大,個(gè)數(shù)減少,規(guī)模擴(kuò)大,各大煤礦企業(yè)的集團(tuán)化、潔凈化、集約化水平大為提高。按目前山西年生產(chǎn)煤炭能力,山西煤炭還可供開采100多年。
然而,值得深思的是,因煤礦開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),其中非常重要的因素就是因大量采空區(qū)而引發(fā)地面沉陷、山體滑坡等。而采空區(qū)正是由大量廢棄巷道所構(gòu)成的。
眾所周知,在長期煤炭生產(chǎn)過程中必然會產(chǎn)生大量的廢棄巷道。據(jù)了解,建國以來我國對于已經(jīng)采掘完的廢礦井及巷道,多數(shù)是采取回填的辦法處理。盡管筆者沒有在煤礦工作過,沒有直接的經(jīng)驗(yàn),但可以想到,位于地下的巷道距離地面經(jīng)常會達(dá)到數(shù)百米深(比如2010年王家?guī)X礦難測繪人員精確測定的“生命之眼”,從地面到巷道頂部的直線距離達(dá)到200多米),而在地下延伸的長度通常要達(dá)到若干公里,可想而知,回填工作量非常巨大,假如回填的不夠堅(jiān)實(shí)或者沒有全部回填,久而久之同樣也存在地面沉陷的可能。值得考慮的是,新中國成立之前的煤礦開采是否回填,不得而知。更何況,在科學(xué)技術(shù)不夠發(fā)達(dá)的過去,比如明清時(shí)期,廢棄礦井能否回填,肯定是個(gè)未知數(shù)。
縱觀山西省煤炭開采的歷史可以看出,在山西的地下必然潛伏著一個(gè)非常龐大的廢棄巷道網(wǎng),這個(gè)地下廢棄巷道網(wǎng)是如何分布的,數(shù)量是多少,現(xiàn)狀如何,所有這些情況均不得而知,更談不上綜合治理、科學(xué)利用了。更為可憂的是,這些廢棄巷道始終存在于地下,隨時(shí)存在由此而引發(fā)地面沉陷的危險(xiǎn)。許多礦難的起源都是源于再采巷道與廢棄巷道打通,廢棄巷道中的大量廢氣、廢水突然涌出而至。對此,王家?guī)X礦難就是典型例證,類似案例舉不勝舉。這對于山西省的環(huán)境治理以及轉(zhuǎn)型跨越和安全發(fā)展無疑會造成巨大隱患。
山西省要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型跨越、再造一個(gè)新山西的宏偉目標(biāo),全面建成小康社會,就必須解決好廢棄巷道的處理問題。解決這一問題的有效途徑之一,就是對廢棄巷道進(jìn)行綜合治理。對此,筆者提以下建議:
(一)利用現(xiàn)代技術(shù)盡快摸清底數(shù)
話雖這樣說,但實(shí)施起來確實(shí)難度很大。主要困難在于,山西煤炭開采的歷史實(shí)在太長,位于地下的巷道,不僅上下層次眾多,而且平面縱橫交錯(cuò),情況非常復(fù)雜。如果不了解這些廢棄巷道的底細(xì),不采取積極措施對這些廢棄巷道進(jìn)行綜合治理,那么,我們在地面上建設(shè)的高樓大廈,隨時(shí)可能因地下地質(zhì)條件的變化,因這些廢棄巷道的存在而出現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌,會給人民群眾帶來巨大生命和經(jīng)濟(jì)損失。但是,要想摸清底數(shù)并非易事,因?yàn)檫@項(xiàng)工作確實(shí)屬于一個(gè)非常宏大的系統(tǒng)工程,需要政府牽頭、各部門協(xié)調(diào)配合,更需要依托先進(jìn)的航空航天遙感技術(shù)以及結(jié)合地質(zhì)勘探技術(shù),采用不同光譜探查和地質(zhì)普查、測繪地理信息技術(shù)等多種技術(shù)。應(yīng)當(dāng)成立一個(gè)由山西省政府領(lǐng)導(dǎo)牽頭,有關(guān)部門參加的領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)此項(xiàng)工作的開展。同時(shí),責(zé)成山西省國土資源主管部門、測繪地理信息主管部門組織全省相關(guān)行業(yè)的有生力量,用最好的技術(shù)、最短的時(shí)間,摸清全省境內(nèi)地下巷道的情況,為省政府綜合治理、開發(fā)利用地下廢棄巷道提供決策依據(jù)。
摸清廢棄巷道的底數(shù),最大的好處就使各級政府能夠了解山西的地下環(huán)境。只有了解了地下,才能更好地建設(shè)地上,才能真正實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型跨越和再造一個(gè)新山西的戰(zhàn)略目標(biāo)。
當(dāng)然,開展此項(xiàng)工作離不開經(jīng)費(fèi)支持。建議采取山西省政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào),各級政府分級管理的辦法予以解決。
(二)廢棄巷道的綜合治理與科學(xué)利用
在摸清底數(shù)的基礎(chǔ)上,可以分門別類地采取措施加以治理或者綜合利用。大致可以分為三種類型。
一是年代太久、損壞嚴(yán)重的巷道。這類巷道重點(diǎn)是指新中國誕生之前的,這類巷道情況最為復(fù)雜。首先是可查詢的資料非常有限,利用傳統(tǒng)的技術(shù)手段根本無法查找,因年代太久,自然損壞情況可能很嚴(yán)重,可利用價(jià)值不大;其次是抗日戰(zhàn)爭期間,日本侵略者對山西煤炭資源的掠奪性開采,為了戰(zhàn)爭的需要和利益驅(qū)使,日本侵略者既不可能考慮生態(tài)環(huán)境,也不考慮礦工的安危,更不可能考慮廢棄巷道的治理與利用,完全是對資源的破壞性開采,巷道的安全支撐條件很差,幾十年過去,自燃損壞情況應(yīng)該是比較嚴(yán)重,也不可能為我們留下任何可供查找的資料,這個(gè)期間所產(chǎn)生的廢棄巷道,調(diào)查起來困難很大,可利用價(jià)值也不太大。對于這兩類廢棄巷道,重點(diǎn)是摸清情況、科學(xué)治理,最大限度地避免其對地面造成的危害。
二是建國以來國營大型煤礦采煤過程中形成的廢棄巷道。這類巷道調(diào)查起來相對容易一些,其中有一部分已經(jīng)通過回填的方式進(jìn)行了治理。對于沒有治理的,可以采取積極措施加以利用。具體講,就是對一些保存較為完好的巷道進(jìn)行必要的加固之后,可以作為地下設(shè)施加以利用。比如我們在上世紀(jì)七十年代建造的大量防空洞,許多就作為菌類養(yǎng)殖基地加以利用,有的還可以作為戰(zhàn)略物質(zhì)儲備基地。對于不可利用的,可以采取其他方法進(jìn)行整治。
三是改革開放以來私營小煤礦采煤過程中形成的廢棄巷道。這類巷道的情況也比較復(fù)雜,原因是這些私營小煤礦的業(yè)主在短期利益的驅(qū)動下多數(shù)存在私挖亂采、越界越層開采行為。這類問題的發(fā)生,不僅破壞了寶貴的煤炭資源,也加劇了地下廢棄巷道的復(fù)雜性。值得注意的是,由于短期利益驅(qū)動,私營小煤礦的巷道往往比較淺,造成地面沉陷的可能性更大,因此應(yīng)當(dāng)成為綜合治理的重點(diǎn)。有的加固之后可以利用的,作為地下設(shè)施加以利用。確實(shí)無法利用的,可以采取回填的辦法進(jìn)行整治。
地下礦井除了有效治理和上述用途外,還可以發(fā)揮地下深層優(yōu)勢,科學(xué)綜合利用。具體辦法:
一是利用廢棄井中的煤層氣進(jìn)行發(fā)電。這項(xiàng)技術(shù)在我國尚無先例,但在德國,除了少數(shù)煤礦還在生產(chǎn)外,絕大多數(shù)煤礦均已關(guān)停,這些關(guān)停礦井出于環(huán)保和能源利用的考慮,繼續(xù)在進(jìn)行煤層氣的抽采,其中包括已經(jīng)關(guān)閉50多年的煤礦,仍然能夠從中抽采瓦斯。2009年德國企業(yè)從廢棄的礦井中總共抽采并利用了約2.75億方純瓦斯。
二是地下礦井水再利用。2013年8月湖南省婁底市已經(jīng)開了先河。當(dāng)?shù)刂睾祬^(qū)婁底市婁星區(qū)小碧鄉(xiāng)鎮(zhèn)南村村民利用山上廢棄礦井的水源抗旱保苗,效果良好。而廢棄礦井中存水量巨大,我們山西歷來缺水,對此應(yīng)當(dāng)引起重視。如果能夠?qū)U棄礦井看作地下水庫,將對山西經(jīng)濟(jì)建設(shè)特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生極大的效益,規(guī)模和作用不可小覷。
三是廢棄礦井還可以開展科學(xué)研究,如地下深層重力實(shí)驗(yàn)、地下深層地殼形變監(jiān)測、地震預(yù)報(bào)、地下水資源調(diào)查等,甚至可以開展地下煤層自燃綜合利用研究,減少地下作業(yè),增強(qiáng)安全性和提高煤炭資源利用效率。
總而言之,山西省要實(shí)施轉(zhuǎn)型跨越安全發(fā)展,建設(shè)小康社會,一個(gè)非常重要的現(xiàn)實(shí)問題就是要解決好無數(shù)地下廢棄巷道的問題。
當(dāng)然,對于巷道的綜合治理,筆者充其量也只是個(gè)門外漢,提出的辦法與措施也不一定科學(xué)。但是,作為一個(gè)山西人,我們確實(shí)感到,新中國成立已經(jīng)60多年,改革也30多年了,山西也要轉(zhuǎn)型跨越了,盤踞在山西地下的大批廢棄巷道也到了該全面治理的時(shí)候了。因?yàn)榇隧?xiàng)工作事關(guān)山西的轉(zhuǎn)型跨越,事關(guān)山西循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,事關(guān)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會建設(shè),事關(guān)百姓民生。
【1】王趙賓.爭議廢棄井瓦斯發(fā)電[J].能源,2013(12).
【2】鄧文輝,彭瑞玉.利用廢棄礦井水源抗旱.中國廣播網(wǎng),2013(08):15.
【3】山西省加快以能源為基礎(chǔ)以電力為中心的能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其延伸與開發(fā)三年推進(jìn)計(jì)劃(2005-2007年).
杜永剛(1957年——),男,漢族,山西襄垣人,專科,工程師,主要從事測繪地理信息宣傳工作。
趙衛(wèi)平(1958年——),男,漢族,山西壽陽人,本科,經(jīng)濟(jì)師,主要從事測繪地理信息管理工作。
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2095-7319(2014)02-0047-05