淺析礦山地質環境恢復治理方案

王磊 王鑫 劉姣

摘要：通過對呼倫貝爾大楊樹宏基煤礦地質環境治理方案的設計研究，避免和減少生態環境污染和破壞，實現礦業經營與地質環境保護協調發展的最終目標[2]。經過前期現場勘查、資料收集和后期方案編制工作在掌握研究區地質環境問題的分布狀況與影響程度的基礎上，對地面塌陷區進行預測、對區域內建（構）物拆除、清理，對廢棄井口進行封堵，并對場地進行平整、覆土和人工恢復地表植被，消除地質隱患，用復墾的方式實現復綠，實現綠水青山的美好環境。

關鍵詞：綠水青山；地面塌陷；恢復植被

一、治理背景與任務

近年來，呼倫貝爾市經濟快速發展，礦產資源開發為呼倫貝爾市的經濟發展和城市建設提供了重要保障，但由此引發的地質環境問題同樣不容忽視[3]。生態環境遭到破壞、水土流失、生物失去多樣性。為確保礦區土地資源的可持續利用，地質環境治理工作迫在眉睫。本方案主要任務為：

（一）收集研究區水文地質、環境地質、地層巖性與地質構造和水土保持資料，分析論證土地資源和地下水的破壞類型和影響程度，發現地質災害問題[1]。

（二）分析研究區存在的礦山地質環境問題的發育程度、表現特點和成因影響，對礦山地質環境保護、治理和監測工作進行現狀分析評估。

（三）提出適合本研究區的治理方案，治理內容、治理措施，并對治理方案的可行性和效果進行論述。

二、地理位置及地質特征

（一）宏基煤礦位于呼倫貝爾市鄂倫春自治旗政府所在地阿里河鎮東南約150km，北距大楊樹鎮約18公里，屬亞寒帶半濕潤偏濕氣候區，含煤地層總體呈一單斜產出。

（二）地層特征為（一）軟弱-半堅硬巖白堊系下統大磨拐河組地層。（二）砂土第四系地層。煤層裂隙較發育，穩固性較差。礦區地質構造中等，第四系松散層全區覆蓋于其他地層之上，厚度0.50-18.07m。

三、地質環境問題及預測量

（一）地面塌陷（沉陷）

礦區內原井采形成了較多采空區，占地面積為67.91 hm2。其中1下煤層采空區面積為62.07 hm2，2下煤層采空區面積為9.61 hm2。

（二）崩塌、滑坡

評估區內丘陵頂部呈渾圓狀，邊坡天然坡角3°～22°，沖溝較不發育，評估區內范圍內巖層分較穩定，據現狀調查評估區未出現崩塌、滑坡地質災害。

計算方法：

以評估區34個鉆孔資料為準，計算采厚比，以采深采厚比30為計算界面，用頂板埋深除以采厚，計算值大于30的為地面沉陷區域，計算值小于30的為地面塌陷區域。煤層采深采厚比大部分大于30（采深采厚比2.72-111.17），只有小部分鉆孔小于30。據“地表移動和變形預測方法”采空區地面沉陷（塌陷）評價采用以下公式：

最大沉降值Wmax=q·cosα·M

式中：

M–煤層開采深度

q–下沉系數

由上式計算地面塌陷最大沉降值為2.12m，平均沉降值為1.44m。承災對象為礦區職工和農民，受威脅人數<100人，受威脅財產<損失500萬元，預測地面塌陷產生的地質災害危害程度為“較嚴重”。地面沉陷區內巖體相對較穩定，地質災害危害程度不大，預測地面沉陷地質災害危害程度為“較輕”。

（三）含水層破壞

計算方法：

冒落帶最大高度：Hc=（1-2）M

導水裂隙帶最大高度：

Hf=100M/（5.1n+5.2）+5.1

式中：

Hc：冒落帶最大高度（m）；

Hf：導水裂隙帶最大高度（m）；

N：煤分層開采層數；

M：累計采厚（m）。

1下煤層開采后形成的冒落帶最大高度為6.94m，導水裂隙帶最大高度38.79m。2下煤層開采后形成的冒落帶最大高度為9.00m，導水裂隙帶最大高度48.79 m。根據計算結果：該區域內開采溝通上部松散巖類孔隙潛水且導水裂隙帶切入了第四系松散巖類的孔隙含水層，松散孔隙水會對研究區巷道發生充水作用，所以礦區在開采過程中必須嚴格觀察并記錄礦井涌水量，遏制突水事故的發生。

四、治理原則及方案

（一）礦山地質環境保護與治理應該遵循如下原則

1.預防為主、防治結合

2.開發與保護相統一

3.誰開發、誰保護、誰破壞、誰治理

4.礦山地質環境保護與治理恢復方案與礦業生產相協調的原則

地面塌陷區：

對其實際形成的塌陷坑進行回填，回填后對塌陷坑進行平整，平整后對其進行覆土，覆土后進行人工撒播種草，對于其他林地（耕地、內陸灘涂不用復墾）復墾方向為人工草地。并在上部設立警示牌，用以提醒過往行人及礦山工作人員注意安全。

工業場地：

對區域內建（構）物拆除、清理，對主、副、風井、后期風井、原廢棄井口進行封堵，并對場地進行平整、覆土和人工恢復地表植被。

地面沉陷區：

在整個開采過程中做好預測地面沉陷區監測、預警工作，如發現地面塌陷情況，及時進行回填處理。

臨時排矸場：

待臨時排矸場內的矸石全部回填、綜合利用之后，對其進行整平和人工恢復植被。

（二）地質環境監測

定期對煤礦的采空區地表變形、地形起伏、植被破壞情況進行監測，實時了解并記錄采空區上部地表變形情況。對研究區的地下水位進行監測和記錄，安排專人抽取地下水進行化驗送檢，對礦區地下水的水質污染程度進行定期監測與記錄。

（三）在采空區上部布置12監測點，采用固定樁、墩、特定記號等均勻布置，建立上期監測點。在臨時排矸場設4個監測點。在采區周邊布置2個地下水水質、水位監測點。用水準測量、全站儀、皮尺、照像等方法測量其大小及深度。定期對水位進行測量并采集排放水和礦區及周邊的地下水、地表水水樣進行化驗，以分析采礦活動對含量水層及水源地的影響情況。時刻把握礦業活動對地下水水位、水質的影響。

五、可行性與效益分析

（一）可行性分析

1.避免治理工程的盲目進行和無序開展，減輕政府和企業負擔，保證環境治理任務落實到根本[4]。

2.源頭控制與復墾相結合能有效遏制礦區的水土流失現象，改善生態環境。復墾規劃與采礦設計相結合，根據采礦進度合理安排復墾進度，把握全局，統籌規劃[5]，因地制宜，可操作性強。

（二）效益分析

1.社會效益

礦山地質環境問題應按恢復治理方案在規劃期內及時進行治理，對促進地方經濟發展，帶動企業參與施工，平衡勞動力與市場。

2.環境效益

礦山地質環境進行恢復治理，能夠改善礦區生態環境，使破壞的土地重新利用，地表植被得到恢復。

3.經濟效益

礦山地質環境恢復治理工程屬防災減災工程范疇，防災減災工程主要由減災效益和增值效益兩部分組成，實施地質環境治理后，會恢復草地、耕地面積，具有一定的經濟效益。

六、結論與建議

（一）礦山建設規模為中型、地質條件復雜程度為中等

（二）建立和完善礦山地質環境監測系統，隨時對采空區、臨時排矸場邊坡穩定性、水環境進行監測。

（三）對已形成地面塌陷坑進行回填、平整、覆土、恢復植被，對工業場地、臨時排矸場進行全面治理。不斷積累資料，指導后續的治理工程，更好地為礦山建設服務。

參考文獻：

[1]葛佐，高速.呼倫貝爾市煤礦礦區地質環境保護與綜合治理[J].中國地質災害與防治學報，2008 （04）.

[2]張德平，孫宏偉.呼倫貝爾市礦產資源總體規劃編制的幾點做法[J].中國國土資源經濟，2004 （03）：1-11.

[3]李洪濤，柴建平.塑造可持續的地質礦產業——呼倫貝爾市礦產資源總體規劃的編制原則和建議[J].西部資源，2006 （04）：1-12.

[4]鐘爽.礦山廢棄地生態恢復理論體系及其評價方法研究[D].遼寧工程技術大學，2005.

[5]郭振杰.內蒙古地質環境存在的問題及保護措施[J].內蒙古科技與經濟，2007 （21）.