石貝凝，向中林，李振華，張盛艷，常 斌

(1.河南理工大學 資源環(huán)境學院，河南 焦作 454000；2.河南理工大學 能源科學與工程學院，河南 焦作 454000；3.河南省煤田地質局 資源環(huán)境調查中心，河南 鄭州 450000)

煤炭是我國的主體能源，煤炭持續(xù)開采導致大量煤礦資源枯竭，在經(jīng)濟發(fā)展常態(tài)和供給側改革背景下，關閉和廢棄礦井數(shù)量逐年增多，這些煤礦關閉/廢棄后形成大量的煤礦地下空間[1]。根據(jù)中國工程院重點咨詢項目“我國煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略研究”，2020年我國關閉礦井數(shù)量達到12000處，地下空間約為72億m3，2030年將到達15000處，地下空間約為90億m3[2]。河南省 2017—2018年兩年累計關閉158家煤礦，多集中在河南能源化工集團、平煤神馬集團、鄭煤集團、神火集團等，化解過剩產能3963萬t。隨著當代社會城市化進程的不斷加速，大多數(shù)城市地面建設已呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，更有許多大型城市甚至達到過飽和狀態(tài)，為擴充城市空間容量，保證整個社會的穩(wěn)定高效發(fā)展，城市地下空間的開發(fā)建設成為實現(xiàn)這一目標的重要手段[3-8]。

煤礦廢棄和關閉后遺留下大量的煤炭、煤層氣、礦井水、地下空間、土地和地熱等地下空間資源[9，10]，將這些資源合理利用，不僅能夠變廢為寶，提高社會經(jīng)濟效益，而且能夠避免這些遺留資源后續(xù)引發(fā)的安全問題，降低社會損失[2]。其中地下空間資源是最為穩(wěn)定且易開發(fā)的資源，其開發(fā)成本低，回報高，易實現(xiàn)[11]。煤礦開采后留下的地下空間主要包括井筒、巷道、硐室和采空區(qū)[12]，這些地下空間在煤礦開采過程中發(fā)揮了重要作用，在煤礦關閉后也是不可或缺的空間資源[13]，要對其進行開發(fā)利用，勢必要對這些地下空間容量進行統(tǒng)計，謝和平院士早在2018年已估算出全國煤礦地下空間容量[14]，但其研究區(qū)范圍廣、尺度主要以省份為單位，研究重點非單個城市。因此，本文以現(xiàn)有調查收集統(tǒng)計的煤礦數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用煤礦地下空間估算方法，對近年來河南省煤礦地下可利用空間(井巷和采空區(qū))進行估算，根據(jù)河南省煤礦地下空間資源量概況，初步提出合理的開發(fā)利用建議。

1 煤礦地下空間類型及利用現(xiàn)狀

煤礦經(jīng)過多年的開采后，遺留下大量的地下空間，這些空間主要有井筒、巷道、硐室和采空區(qū)[12]。井筒是指在煤礦開采或地下工程建設中，從地面向礦體開鑿的垂直或傾斜的一類工程，分為立井和斜井，是礦井通達地面的主要進出口。巷道空間是連接采空區(qū)與硐室的脈絡，從距離采空區(qū)最近的部分開始依次為區(qū)段平巷、區(qū)段平巷聯(lián)絡巷、上下山巷道、主要大巷、井底車場、主副井。井下硐室主要有絞車房、煤倉、排水泵房、變電所、避難硐室等。一般直徑在8 m，直立高度一般為50 m。其橫截面積大，結構較為牢固，可利用性好。采空區(qū)一般是指將地下煤炭開采完成后留下的空區(qū)。煤炭的賦存一般呈層狀出現(xiàn)，從而形成大片連續(xù)的采空區(qū)[12，13，15]。

一般情況下，采區(qū)巷道布置在煤層之中，服務年限短，穩(wěn)定性相對較差，在采區(qū)資源回收結束后，不再對其進行支護和維修，煤炭采空后形成的采空區(qū)如不加以支護容易坍塌，造成不規(guī)范的垮落帶和裂隙帶。這些采區(qū)上、下山(采區(qū)式布置)、回采巷道以及不穩(wěn)定的采空區(qū)等空間，利用價值小，難度大，不作為二次利用考慮的對象[16]。井筒、永久大巷、井底車場和相關硐室等地下空間較為規(guī)范完整，范圍廣，并且較為穩(wěn)定牢固，在很長一段時間內可以保存[17]，可作為重點空間資源加以利用。此外，雖然采空區(qū)易坍塌、不穩(wěn)定，但利用現(xiàn)有的煤柱支撐技術對采空區(qū)加以支護，由于煤柱的支撐，這些空間維護情況良好，賦存較為穩(wěn)定[18]，結合其本身空間大的優(yōu)勢，這些采空區(qū)地下空間在二次利用中也有著不可小覷的作用。

國外關停煤礦的開發(fā)利用起步早、模式多元，主要集中在美國、德國、芬蘭、荷蘭、俄羅斯、瑞典、澳大利亞等國家[19，20]，我國關停煤礦的開發(fā)利用雖然起步較晚、模式單一，但近年來也取得了一些成績，綜合國內外廢棄煤礦的開發(fā)利用情況，按照不同領域的不同利用模式，主要分為地下儲物型開發(fā)模式、礦井水開發(fā)型利用模式、生活工業(yè)生產及生態(tài)旅游型開發(fā)模式、特殊科普教育型開發(fā)模式、療養(yǎng)場所型開發(fā)模式、廢棄物處置場地型開發(fā)模式等多種開發(fā)模式[12，21，22]。

1.1 地下儲物型開發(fā)模式

主要包括：儲油庫、儲氣庫、戰(zhàn)略物資儲備庫、儲糧庫、儲熱庫、車庫和普通物資儲備庫等。如：美國建成世界首座廢棄煤礦地下儲氣庫，1975年，比利時也建成廢棄煤礦地下儲氣庫。2016年，我國最深的井筒式停車庫——杭州密渡橋路地下公共停車庫正式開放，利用井筒建設的地下停車庫作為廢棄煤礦地下空間新的儲物模式，不僅解決了城市地面停車擁堵問題，還節(jié)約了土地資源，為城市發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟效益[19]。

1.2 礦井水開發(fā)型利用模式

主要以地下水庫、抽水蓄能發(fā)電站的開發(fā)為主[23]。利用廢棄礦井、巷道等作為貯水空間，回灌儲存地面水可形成地下水庫。日本的松尾氏提出了修建地下水庫的設想，隨后建成一系列的地下水庫，同一時期，美國建成了100多個地下水庫[24]，為當?shù)剞r業(yè)、工業(yè)、以及生產生活供水提供了強有力的保障。抽水蓄能發(fā)電站的基本原理是利用廢棄礦井井底與蓄水池的高低落差進行發(fā)電。荷蘭林堡省海爾倫市利用關停礦井建成地熱資源新型地熱發(fā)電站，為多處民宅、商店、圖書館和大型辦公樓供暖[19]。開灤礦務局利用廢棄礦井建設了落差型地下抽水蓄能發(fā)電站，年可獲得244萬元的效益。

1.3 生活工業(yè)生產及生態(tài)旅游開發(fā)型模式

生活生產型模式主要用于地下農業(yè)等類型，北京京煤集團有限公司、河北峰峰集團有限公司，在廢棄煤礦巷道內種植蘑菇，將廢棄巷道用于井下農業(yè)，取得效果較好[21]。旅游開發(fā)型模式以礦山公園為主。德國勞西茨縣將礦區(qū)建設為以大型湖泊群為中心的生態(tài)工業(yè)旅游景點，供游人參觀，使廢棄礦井發(fā)揮了極大地作用[19]。目前，我國國土資源部共批準建立72個國家礦山公園，31家已開園[21]。原徐州礦區(qū)權臺煤礦和旗山煤礦的采煤塌陷區(qū)域被改造成集生態(tài)旅游和休閑娛樂為一體的國家4A級潘安湖旅游景區(qū)[17]。

1.4 特殊科普教育型開發(fā)模式

主要應用于科普教育和教學實踐基地。日本原砂川礦將廢棄的立井改作無重力實驗場，實驗設施設置在地下，安裝較為容易，其穩(wěn)定優(yōu)良的無重力環(huán)境、為實驗提供了良好的條件[13]。德國波鴻市魯爾區(qū)將廢棄礦井建設為多功能展示型礦業(yè)博物館[19，25]，芬蘭的奧陶克恩普通過重現(xiàn)采礦過程的方式建設礦井樂園博物館，將廢棄煤礦改建特殊科普教育型場所具有一定的教育意義。

1.5 療養(yǎng)場所型開發(fā)模式

意大利國家核物理研究所(LNGS)是國際唯一的醫(yī)學相關地下實驗室，主要利用地面下1400 m的廢棄空間，對低輻射環(huán)境下生物生長狀況展開研究，發(fā)現(xiàn)在深地低輻射環(huán)境中，細胞生長發(fā)育減緩[26]，地下空間環(huán)境某些固有特性的醫(yī)學效應能夠改善和治愈人類某些疾病，深地實驗室尤其對患有呼吸類疾病的病人有積極效果。

1.6 廢棄物處置場地型開發(fā)模式

其主要改建為儲存生活垃圾、工業(yè)及建筑垃圾的場所等。其利用方式是將廢物處置與采礦充填開采工藝相結合，將城市遺留垃圾用于充填煤礦開采后形成的大量采空區(qū)，這不僅可以減輕城市垃圾帶來的環(huán)境問題，還能有效地防治采空區(qū)危害。德國的魯爾煤礦曾長期利用發(fā)電廠的粉煤灰、采礦矸石以及焚燒后的生活垃圾充填采空區(qū)工作面空間，并取得了成功的經(jīng)驗。

就不同煤礦地下空間類型而言，結構不同，利用途徑也不同。結合上述6種利用模式，井筒、井底車場、永久大巷和相關硐室等這些井巷地下空間較為穩(wěn)定和牢固，一般可用于改建為儲氣庫、特殊物資儲備所、地下療養(yǎng)所、地下養(yǎng)殖場、地下實驗室等對空間穩(wěn)定性要求較高的場所。采空區(qū)一般穩(wěn)定性差，通常用于儲存普通物資。但因其空間大的優(yōu)勢，在作為廢棄物處置場處理城市生活和工業(yè)建筑垃圾時發(fā)揮了較大的作用。我國區(qū)別于國外用巷道儲水的模式，改用采空區(qū)垮落帶為存儲空間，儲水容量大大提升，且垮落帶內的煤矸石對礦井水還具有過濾作用，水質也有所提升[23]，使采空區(qū)的利用率得以提升。井巷和采空區(qū)在空間特征上各有優(yōu)劣，只有根據(jù)自身空間特征尋找適宜的利用模式，才能真正為城市發(fā)展提供幫助。

2 研究數(shù)據(jù)及方法

2.1 研究區(qū)數(shù)據(jù)

煤炭是河南省的優(yōu)勢礦產資源之一，是重要的基礎能源和生產原料。全省有多個市、縣有煤炭資源賦存，同時具備儲量豐富，門類齊全，煤質優(yōu)良，開采條件好等優(yōu)勢。根據(jù)統(tǒng)計局、地面調查和井下調研數(shù)據(jù)統(tǒng)計，河南省典型煤礦有261處，其中安陽市13處、鶴壁市12處、濟源市5處、焦作市15處、洛陽市35處、南陽市2處、平頂山市47處、濮陽市3處、三門峽市22處、商丘市22處、新鄉(xiāng)市10處、信陽市2處、許昌市19處、鄭州市52處、駐馬店市2處。具體分布情況如圖1所示。

圖1 河南省各城市煤礦分布

2.2 可利用地下空間評判指標

煤礦井巷可利用空間和采空區(qū)可利用空間賦存情況不同，這些空間是否能夠真正達到二次利用的標準需要進一步判別，其中需要考慮到的還有安全性因素、穩(wěn)定性因素、空間環(huán)境因素和經(jīng)濟性因素[14，27]。滿足上述條件可進一步判識為可利用地下空間，各因素具體情況如下。

1)安全性因素。在所有評價因素中，安全性因素是最重要的，具有一票否定權。煤礦開采過程中存在瓦斯爆炸和突水兩大主要災害，瓦斯等級、煤塵爆炸性、煤層自燃程度、水文地質條件以及巷道的完好情況都是評判煤礦地下空間安全性的重要指標和依據(jù)。

2)穩(wěn)定性因素。穩(wěn)定性和安全性一樣，在煤礦城市的開發(fā)利用中占有十分重要的位置，圍巖穩(wěn)定性、地質構造條件、巷道支護形式、埋深和地面沉降速率等都對煤礦穩(wěn)定性有較大的影響。這些穩(wěn)定性較高的煤礦地下空間可利用度更高。

3)空間環(huán)境因素。溫度、相對濕度、風速以及水質好壞等指標對煤礦地下空間的再次利用都有一定的影響，良好的環(huán)境在地下空間建設中優(yōu)勢明顯，可利用率更高。

4)經(jīng)濟性因素。煤礦一般建立在距離城市較遠的郊區(qū)地帶，廢棄礦井在二次利用時要考慮到其交通便利性和與人的交互性，有人的地方就有市場和經(jīng)濟，人流量和區(qū)位便捷在衡量廢棄礦井利用的經(jīng)濟效益中占有重要比重，改建過程中提升運輸?shù)碾y易和基本費用的高低都是評判煤礦地下空間二次利用不可或缺的因素。

2.3 煤礦可利用地下空間估算方法

本文將煤礦廢棄和關閉后形成的井筒、巷道、硐室和采空區(qū)等大量可利用地下空間主要歸為兩類，即井巷可利用地下空間和采空區(qū)可利用地下空間。對這些地下空間容量進行估算，為后續(xù)煤礦地下空間開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支撐和有力地評判依據(jù)。

2.3.1 井巷可利用地下空間估算方法

井巷地下空間主要取決于煤礦礦井建設的規(guī)模大小，開采規(guī)模越大，需要建設的井巷及配套工程容量越大，其井巷可利用地下空間越大，計算公式如下：

VR=k×G

(1)

式中，VR為井巷可利用地下空間量，萬m3；k為不同煤礦規(guī)模下井巷可利用地下空間量的比例系數(shù)；G為煤礦規(guī)模，指煤礦在單位時間內產出的煤礦質量，萬t/a。

利用來自相關設計院、科研院所、生產煤礦處調研、搜集到的典型煤礦規(guī)模與井巷可利用地下空間量(主要包括井筒、井底車場、大巷、主要硐室等)的數(shù)據(jù)，估算出煤礦規(guī)模與其井巷可利用地下空間量的比例系數(shù)，得出煤礦井巷地下空間量。本文參照謝和平院士利用全國調研數(shù)據(jù)估算出的煤礦規(guī)模與其可利用井巷地下空間量比例系數(shù)的結果[14]，詳見表1。

表1 不同規(guī)模煤礦的井巷可利用地下空間量比例系數(shù)

2.3.2 采空區(qū)可利用地下空間估算方法

采空區(qū)地下空間量是指煤礦開采后形成的地下空間體積。井工煤礦98%以上都采用垮落法管理頂板，煤層采出后，從煤層直接頂板開始，由下而上依次垮落、斷裂、離層、彎曲，經(jīng)過若干時間后終止移動，在地表一定范圍下形成沉陷區(qū)，工作面采空區(qū)地下空間可由煤炭采出體積扣除地表沉陷體積和巖石卸壓膨脹體積得到[14]。即煤礦采空區(qū)可利用地下空間計算公式如下：

V3=V-V1-V2

(2)

其中，V為煤炭采出體積；V1為地表沉陷體積；V2為巖石卸壓膨脹體積(未破壞)；V3為采空區(qū)可利用地下空間量。

地表沉陷體積可根據(jù)不同城市的下沉系數(shù)η計算，巖石卸壓膨脹體積可按照地下空間總量與膨脹系數(shù)K計算，煤礦采空區(qū)可利用地下空間量模型為：

V3=V(1-η)/(1+K)

(3)

3 河南省煤礦城市可利用地下空間估算

3.1 井巷地下空間估算

3.1.1 井巷可利用地下空間總量統(tǒng)計

根據(jù)現(xiàn)有調研數(shù)據(jù)，河南省登記不同煤礦261個，其中具有采礦規(guī)模的煤礦148個，采用井巷地下空間量估算方法，統(tǒng)計得出河南省煤礦的井巷可利用地下空間總量見表2。

表2 河南省城市煤礦井巷可利用地下空間量

河南省煤炭產能共計21151 t/a。按照煤礦規(guī)模分為小型(0，30]、中型(30，120]、大型(120，500]、超大型(500，1000]和特大型(1000，2000]五個等級，其不同規(guī)模煤礦數(shù)量分別占全省煤礦數(shù)量的20.27%，41.89%，35.14%，2.03%，0.68%；采掘規(guī)模分別占河南省規(guī)?？偭康?.07%，20.92%，61.73%，8.35%和5.93%，井巷可利用地下空間量分別占河南省總井巷空間量的3.45%，21.85%，61.98%，7.72%和5%，河南省煤礦井巷可利用地下空間主要依靠中大型煤礦提供。其中，生產煤礦數(shù)量前3位的分別是：鄭州市和平頂山市各28個，洛陽市21個。煤礦生產規(guī)模前3位的分別是：鄭州市、平頂山市、洛陽市，分別達到6593，5167和1785萬t/a。估算出各城市現(xiàn)有生產煤礦的井巷可利用地下空間量總計約5265.97萬m3，按小型礦井井巷平均斷面10 m3、中型礦井井巷平均斷面14 m3、大型礦井井巷平均斷面16 m3、超大型、特大型礦井井巷平均斷面18 m3估算，可利用井巷長度共約3415.59 km。其中，河南省煤礦井巷可利用地下空間量前6位分別是：鄭州市、平頂山市、洛陽市、許昌市、三門峽市和商丘市。其空間分布如圖2所示。

圖2 河南省各市煤礦井巷可利用地下空間資源量分布

在空間上，河南省煤礦井巷可利用地下空間主要分布在省中部和西部城市，特別是中部城市，鄭州、平頂山和許昌市合計提供井巷可利用地下空間3 293.43萬m3，占河南省總量的62.54%。

3.1.2 距離地級市50 km內煤礦統(tǒng)計

考慮到煤礦地下空間的經(jīng)濟性因素，即地下空間利用的便利性，選擇50 km作為可較好利用的閾值，利用地理信息處理軟件ArcGIS對具有井巷地下空間的煤礦數(shù)據(jù)進行分析處理，得到井巷可利用空間距離統(tǒng)計數(shù)據(jù)，見表3。

表3 按距離分類的河南省煤礦城市可利用井巷地下空間量統(tǒng)計

河南省距離地級市50 km以內的煤礦數(shù)量共115個，規(guī)模合計15965萬t /a，煤礦的井巷可利用地下空間量共計3969.45萬m3，空間分布如圖3所示，在井巷地下空間上具有優(yōu)先開發(fā)利用的城市主要位于河南中部及西北部，距離地級市50 km以內井巷可利用地下空間統(tǒng)計如圖4所示，其中煤礦數(shù)量較多的城市有平頂山市、鄭州市和洛陽市，井巷可利用地下空間量較大的城市前三名為鄭州市、平頂山市和洛陽市。

圖3 河南省距市中心50 km內井巷地下空間資源量分布

3.2 采空區(qū)地下空間量估算

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2019年底，河南省累計生產原煤106.26億t。根據(jù)各城市煤炭產量統(tǒng)計，按照煤炭容重為1.35 t/m3，計算采出煤炭體積。地表沉陷體積與地表下沉系數(shù)相關，經(jīng)過各城市主要地面沉陷區(qū)調查，可以統(tǒng)計出城市平均下沉系數(shù)。根據(jù)“三帶”理論，巖體的膨脹主要集中在垮落帶、斷裂帶及彎曲帶的底部，巖體膨脹系數(shù)K取經(jīng)驗值0.1[28]。利用采空區(qū)可利用地下空間估算方法，得出截至2019年底各大城市可利用采空區(qū)地下空間(表4)，為評價煤礦采空區(qū)地下空間利用的適宜性，將煤礦距離城市中心50 km作為區(qū)分條件，分別統(tǒng)計了城市周邊(≤50 km)及偏遠地區(qū)(>50 km)的可利用采空區(qū)地下空間。

表4 按距離分類的河南省城市煤礦采空區(qū)可利用地下空間統(tǒng)計

河南省煤炭采出體積共計777052.64萬m3，可利用采空區(qū)地下空間量共計180255.21萬m3，其中位于前三的分別是鄭州市、平頂山市和三門峽市?？紤]到地下空間開發(fā)利用的經(jīng)濟性條件，距離城市中心50 km范圍內煤炭采出體積共計668718.78萬m3，可利用采空區(qū)地下空間量共計157604.37萬m3，占采空區(qū)地下空間量的86.95%。距離城市中心50 km范圍內煤礦數(shù)量前三名城市為：鄭州市、平頂山市和洛陽市，可利用采空區(qū)地下空間量前三的為鄭州市、平頂山市和鶴壁市。

4 河南省典型煤礦城市地下空間開發(fā)利用建議

根據(jù)上文計算結果，統(tǒng)計得出河南省各煤礦城市地下空間資源量情況詳見表5，其中排在地下空間資源總量前5位的城市分別為：鄭州市、平頂山市、三門峽市、鶴壁市和洛陽市。這幾個城市相較于河南省其他城市空間資源量較大，都超過了10000萬m3，可作為二次開發(fā)利用優(yōu)先考慮的對象。

表5 河南省煤礦城市可利用地下空間資源總量 萬m3

優(yōu)先在哪些城市開展地下空間的開發(fā)利用，需要從多因素綜合考慮，除了可能提供的空間資源量，還應該包括開發(fā)安全性條件、穩(wěn)定性條件、空間環(huán)境和經(jīng)濟性因素(這里的評價因素和指標是以“煤礦城市”為中心展開討論，與上文評判“單一煤礦”地下空間可利用性的指標有所不同)，其中瓦斯等級、煤塵有無爆炸危險、水文地質條件、最大涌水量和沉陷區(qū)面積是評判礦井安全性的重要指標，煤層穩(wěn)定性、地質構造、工程地質條件、煤層傾角和沉降系數(shù)是穩(wěn)定性主要指標，淺層地表溫度的高低、降水量的多少、水質的好壞以及歷史文物保護區(qū)(簡稱保護區(qū))等空間環(huán)境因素對煤礦地下空間的再利用也有一定的影響，而區(qū)位、最大埋深和正常涌水量是評價煤礦經(jīng)濟性因素的重要指標[27]。通過5大因素及其各指標的分析，參考國內外煤礦地下空間開發(fā)利用現(xiàn)狀，對河南省5個典型煤礦城市的開發(fā)利用條件進行分析，并結合不同城市的特點、發(fā)展及需求等，具體開發(fā)利用建議如下：

1)鄭州作為河南省會城市，是全省的政治、經(jīng)濟和文化的中心。擁有較大的商業(yè)經(jīng)濟圈，其人流量大，易造成交通堵塞，同時擁有一大批國家重點科研院所和軍隊重點院校，國家投資多，科研能力較強，針對這些情況[29]，結合鄭州市煤礦地下空間大的特征，可將大量的井巷可利用空間改造為井筒式停車庫，緩解鄭州市作為省會的停車擁堵問題。憑借國家政策支持，改建地下科研研究場所，進一步促進教研發(fā)展。對于部分安全性因素和穩(wěn)定性因素不高的空間，可用于儲存一些性質較穩(wěn)定的普通物資。此外，鄭州市沉陷區(qū)面積較大，通常沉陷區(qū)容易出現(xiàn)積水現(xiàn)象，水體下方土質疏松，這部分空間雖不穩(wěn)定也不可浪費，可將其改造為水產養(yǎng)殖基地，在避免沉陷區(qū)資源浪費同時獲得經(jīng)濟效益。難以改建和歸整的空間可作為地下垃圾場或地下污水處理廠，為城市整體的發(fā)展提供幫助。

2)平頂山作為中國重要的煤炭產地，是一座典型的煤炭工業(yè)城市，經(jīng)濟實力較強，號稱“中原小深圳”，其煤層氣項目為國家級重點示范項目，且開發(fā)前景很好。其空間環(huán)境因素較好，溫度適宜，可借此優(yōu)勢將地下空間改建為儲氣庫，為工業(yè)生產調峰提供幫助。適宜的地下溫度有助于生長，地下農業(yè)生產廠、地下動植物養(yǎng)殖場甚至地下醫(yī)院都可作為平頂山地下空間再次利用的優(yōu)良選擇。

3)三門峽的發(fā)展得益于1957年的三門峽水利樞紐工程，是一座因水利而發(fā)展的城市，位于河南、山西和陜西三省交界處。憑借資源和地理位置的優(yōu)勢，可將大量地下空間改建為各種儲水庫，儲存大量生活用水，未雨綢繆，在突發(fā)缺水情況時及時供水，或在干旱時期提供“人工降雨”，為自身乃至周鄰各城市的發(fā)展提供福利。此外，三門峽空間埋深多為200～800 m，且安全性較好，可將其改建為地下實驗場地，解決地面難以完成的實驗。

4)鶴壁人口較少，僅有146萬人，占全省的1.46%，GDP比重較低，經(jīng)濟發(fā)展相對落后，但其擁有較大的采空區(qū)地下空間，將這些空間改建為大型儲物場所，物流中轉站，提供就業(yè)崗位，吸引外地人口入住，促進城市發(fā)展進步。

5)洛陽作為中國的“八大古都”之一，旅游資源豐富，航空航天等大中型骨干工業(yè)企業(yè)集中，工業(yè)發(fā)展迅速，成為緊隨鄭州的第二大城市?？蓪⑵淇臻g改建為地下工業(yè)旅游基地，此舉不僅能夠增強洛陽的城市底蘊，更進一步豐富了旅游主題，可吸引大量國內外游客，為城市發(fā)展貢獻力量。

5 結 論

1)河南省井巷地下可利用空間量總計約5265.97萬m3，可利用井巷長度共約3415.59 km，其中距離地級市50 km以內空間量3969.45萬m3，空間上主要分布在全省的中部和西部城市。其中中部城市鄭州市、平頂山市和許昌市合計提供井巷可利用地下空間3293.43萬m3，占河南省總量的62.54%，距離地級市50 km以內空間量合計2620.29萬m3，占總量的49.76%。

2)河南省煤炭采空區(qū)可利用地下空間量共計180255.21萬m3，其中距離城市中心50 km范圍內采空區(qū)可利用地下空間量共計157604.37萬m3，占河南省采空區(qū)可利用地下空間總量的86.95%，空間上仍主要分布在河南省的中部和西部城市。其中鄭州市提供59975.47萬m3(距離城市中心50 km范圍內53800.20萬m3)，占比33.09%，平頂山市提供47034.26萬m3(距離城市中心50 km范圍內45599.61萬m3)，占比25.95%。

3)河南省煤礦地下空間可利用資源總量186521.18萬m3，其中可利用空間超過10000萬m3的城市排名依次為鄭州市、平頂山市、三門峽市、鶴壁市和洛陽市。這些城市地下空間資源量大，可根據(jù)其開發(fā)安全性條件、穩(wěn)定性條件、空間環(huán)境和經(jīng)濟性因素綜合評價其適宜性，優(yōu)先選擇相適應的開發(fā)利用方式。