張家口市下花園區地質災害防治與地質環境可持續發展

李改梅，張國新，馮　燕，侯偉利，許京明

（河北省地礦局第三地質大隊，河北張家口075000）

張家口市下花園區地質災害防治與地質環境可持續發展

李改梅*，張國新，馮燕，侯偉利，許京明

（河北省地礦局第三地質大隊，河北張家口075000）

可持續發展作為我國發展的基本戰略。地質環境可持續發展理論，是當前地質工作者的首要課題，也是礦業城市發展的理論依據。根據河北省張家口市下花園區的地質環境條件、地質災害治理現狀，分析因采煤引發的地質災害主要類型及危害，探討地質災害防治措施，提出礦業城市地質環境保護與可持續發展建議。

地質環境；地質災害防治；可持續發展；下花園區

河北省張家口市下花園區，曾經是華北地區重要的煤炭、電力工業基地。已有100多年的歷史，大規模的開采始于20世紀30年代，下花園共有國有煤礦4家、鄉鎮和私營煤礦85家，平均年產原煤236×104t，直接和間接從事煤炭產業的人員近5萬人，占全區人口的1/2，煤炭工業總產值占全區工業總產值的31.13%。

下花園是因煤而建、因煤而興的資源型工業城市，過去曾因資源而富足，如今資源枯竭已成為現實，城市地質環境質量急劇下降，昔日煤炭資源的優勢已成為弱勢。2009年3月，被列入國家資源枯竭型城市名單。

本文以下花園煤礦、興隆山煤礦、前山煤礦、雞鳴山煤礦為例，論述礦業城市地質災害防治與地質環境可持續發展。

1　礦業城市地質環境概況

下花園位于河北省西北，礦區地處冀西北低中山區，含煤地層為侏羅系下花園組地層，巖性以深灰色粉砂巖、砂頁巖為主，間夾炭質粘土及煤層，總厚約99.14m。全區構造較復雜，東部有古城梁穹窿，北為蓮花山逆斷層，南為雞鳴山逆斷層，中間為玉帶山向斜，兩山兩側各有一個由南向北推覆的大逆斷層，斷層以南形成黃土港倒轉背斜，磁炮窯倒轉向斜和磁炮窯倒轉背斜斷層、褶皺構造的存在和發育，是采煤誘發的地下水開采引起的環境地質問題以及采煤引起的地質災害發生和發展的客觀地質條件。礦區地下水類型分別為基巖裂隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、碎屑巖類裂隙層間水。

多年地下采煤，占用、破壞土地資源，破壞、污染地質環境，造成生態失衡、植被破壞、水土流失、土地污染等。礦業活動造成地下水資源枯竭、煤炭資源的枯竭與耗竭，同時誘發了一系列突發性、緩變性的地質災害。如崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷、地裂縫、礦坑突水等。

2　礦業城市采掘活動誘發的地質災害類型及危害

采煤引發的地質災害，主要類型有地面塌陷、地裂縫、不穩定斜坡、礦山開采堆積形成的大型矸石堆，占壓土地資源、含水層破壞、地貌景觀破壞等。

2.1地面塌陷、地裂縫及危害

由于長期地下煤炭資源開采，導致上覆巖層的應力平衡被打破而產生巖土體變形，逐步沉降引發地面塌陷，地表塌陷已形成了12.5km2采煤沉陷區，最大限度下沉值6.773m，最大水平位移值為2.04m，塌陷坑面積達26974m2，導致各煤礦區周圍村莊房屋變形、開裂、倒塌等不同程度的損壞，損毀耕地，地質災害危險性大。

煤層開采后，部分地段形成采空區，不均勻沉降地段形成地裂縫。其中一部分是隨地面塌陷伴生的，一部分是獨立發生的。與地面塌陷伴生的地裂縫多呈弧狀，一般延伸不長，深度比塌陷坑小，寬度不大；獨立發生的地裂縫一般呈線狀展布，并具有條帶狀并列分布的特點，長度可達數十到上千米，裂縫寬度0.5～0.67m，深度可達2～6.5m，地裂縫多沿280°～320°方向展布。導致地表建筑物變形，主要發生在下花園煤礦、興隆山煤礦、前山煤礦、雞鳴山煤礦礦區及礦區影響范圍內的部分村莊，破壞的民房近萬間，主要表現形式為墻體開裂、地面開裂、地基下沉，地質災害危險性大。且這些地裂縫在陰雨天還會有毒有害氣體滲出，直接威脅著礦區及礦區影響范圍內居民的身體健康和生命安全。

2.2不穩定斜坡及其危害

不穩定斜坡位于下花園區雞鳴山西坡，為土質斜坡，碎石土厚5～15m，下伏寒武系紅色頁巖、粉砂質頁巖夾薄層灰巖，產狀115°∠29°。斜坡坡面長91m，坡長200m，坡高70m，碎石土的碎石含量約70%，粒度5～10cm，占80%以上，最大可達50cm，坡體中下部坡度30°～50°，坡上部坡度20°，坡向244°，目前斜坡仍處于不穩定狀態，威脅公路、鐵路各段長達200m，且對雞鳴山景區造成危害。

2.3土地資源占壓及其危害

土地資源的占壓及危害表現在2個方面：一為矸石占壓、污染土地；一為地面塌陷損毀土地。經統計，治理區內較大規模的煤矸石堆有29處，煤矸石堆占壓土地面積137128m2，體積約1071921m3。地面塌陷損毀耕地近千畝，使得土地喪失可耕性。

2.4含水層破壞及其危害

開采煤層疏干地下水，礦區長期大規模抽取地下水，并超越補給幅度，嚴重破壞了含水層，導致區域地下水位下降，居民生產生活用水困難。同時，土壤含水性下降導致的風沙化，嚴重影響地表植被生長、進而引發一系列環境問題。

2.5地貌景觀破壞及其危害

煤礦開采造成治理區內土地產生大量塌陷坑、地裂縫及煤矸石堆，不僅使區內耕地絕產，而且與自然景觀極不協調，對區內地貌景觀造成了極大的破壞。

3　礦業城市地質災害治理現狀

目前已治理下花園煤礦采空區，治理面積為3623000m2，對采空區的塌陷坑進行了回填，煤矸石清運工程，不穩定斜坡的治理，坡面面積18200m2。完成部分鄉鎮煤礦及其影響區的生態恢復及水利配套工程，面積為6km2；完成洋河兩岸的生態恢復及水利配套工程，面積為7.15km2；在采空區范圍內布設監測網點，監測面積3623000m2。

4　地質災害防治措施

針對地面塌陷、地裂縫，采取采空區勘查工程，鉆孔充填壓漿工程進行治理，并對變形區開展長期監測工作；針對區內塌陷坑、煤矸石堆采取地形整治工程、漿砌石擋墻工程措施；針對治理區地貌景觀破壞采取植被恢復工程、澆灌工程；對不穩定斜坡采取削方減載工程、擋墻護坡工程、掛網噴播工程。土地資源占壓采取擋土墻工程、塌陷坑回填、采空區充填工程。

5　城市地質環境保護規劃與建議

首先對下花園區內的各個礦山及受災嚴重的村莊進行調研，在充分收集基礎資料的基礎上制定詳細的技術方案，根據治理區的具體情況，以科學發展觀為指導，以實現經濟社會轉型、構建和諧社會為目標，堅持“以人為本，統籌規劃、政策主導、因地制宜、突出重點，分步實施、標本兼治、重在治本”的原則。結合下花園區各類規劃及當地經濟發展的需要，布置治理工程，提出切實可行的實施方案。在項目實施中，要將國家政策與地方實際緊密結合起來、將地質環境治理與土地開發利用緊密結合起來、將生態環境治理與旅游開發緊密結合起來，徹底治理地質災害隱患，恢復采空區地質地貌、增加可利用土地資源、推進產業集聚區和生態旅游區開發，做到改善民生和加快轉型同步推進。

如今張家口市下花園區，正按照“一個平臺、六大產業”的轉型思路，“一個平臺”是指玉帶山產業集聚區?！傲鶄€產業”是指新型能源產業、礦產開發加工業、裝備制造業、食品加工業、高新技術產業、環京服務業。經過3年努力，使昔日破敗蕭條的煤礦廢棄礦區變成了極具發展潛力的現代產業集聚區，要把生態環境治理和民生改善提到一個新高度。擺脫資源能源的路徑依賴，加快發展新能源、裝備制造等產業，玉帶山園區正成為下花園加快轉變經濟發展方式的新引擎，使下花園走上可持續發展的道路，成為國家資源枯竭城市轉型的又一試點。

［1］河北省張家口市下花園興隆山煤礦礦山環境保護與綜合治理規劃及一期工程設計［R］.滄州：河北省地勘局第四水文工程地質大隊，2007.

［2］河北省張家口市下花園區礦產資源枯竭城市礦山地質環境治理項目設計方案（2010年度）［R］.北京：北京華源地質環境工程有限責任公司，2011.

［3］朱訓，曹鳳中，金鑒明，等環境與可持續發展［M］.北京：中國科學技術出版社，1999.

［4］全國礦山地質環境保護與治理規劃（2009～2015年）［R］.北京：國土資源部，2011.

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A

1004-5716（2016）03-0125-02

2015-03-17

李改梅（1972-），女（漢族），內蒙古臨河人，工程師，現從事水文地質、工程地質勘察、環境地質勘查研究工作。