礦山地質(zhì)環(huán)境影響治理分析

摘 要：礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)和利用，對我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展提供了有力的支撐，與此同時(shí)，也給我國的生態(tài)環(huán)境帶來了破壞，特別是對地質(zhì)環(huán)境的破壞尤其嚴(yán)重。本文以某煤礦地質(zhì)環(huán)境影響情況為例從水環(huán)境及水資源情況、發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害情況、還有對土地巖土資源破壞情況等方面影響，對其地質(zhì)環(huán)境影響進(jìn)行了評價(jià)和分析，為安全地開發(fā)礦產(chǎn)資源以及對礦山企業(yè)的進(jìn)行綜合治理提供有利的科學(xué)的依據(jù)和保證。

關(guān)鍵詞：礦山地質(zhì)環(huán)境 影響 治理 分析 煤礦

中圖分類號：TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0115-02

某煤礦其煤炭保有資源儲量達(dá)到2 142.48萬噸，可采儲量達(dá)到939.45萬噸，礦山剩余可以服務(wù)年限約為23.5年。其煤層產(chǎn)狀走向?yàn)楸睎|方向，并略傾向北西，傾角較緩，為2°～6°。該礦區(qū)范圍內(nèi)部目前沒有發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，也沒發(fā)現(xiàn)環(huán)形陷落柱構(gòu)造，其礦山附近其他構(gòu)造也沒有出現(xiàn)異常改變，該礦山的總體構(gòu)造屬簡單型。該礦區(qū)的含水層重點(diǎn)是第4系中的沉積物中的孔隙潛水的含水層、另外還有三疊系中的裂隙的含水層、石炭系中的灰?guī)r以及砂巖中的裂隙的含水層、奧陶系中的裂隙中的含水巖；該礦區(qū)的隔水層重點(diǎn)是在石炭系和三疊系含水層之間泥巖隔水層、還有存在于木溪組和大原組底部中間的泥巖隔水層。這其間的奧陶系灰?guī)r是該礦區(qū)含水性最強(qiáng)的含水層，主要是大面積裸露砂巖砂的經(jīng)過大氣降水給予充足的水量補(bǔ)給。然而石炭、二疊系地層，因?yàn)槠渲写嬖诤畬雍透羲畬酉嚅g成層，導(dǎo)致大氣降水對其地下水補(bǔ)給不足，尤其是其深部裂隙不發(fā)育，又存在多層泥巖的隔水。對于其中的碎巖裂隙受大氣及地表水補(bǔ)給能力受地形相關(guān)因素的影響和制約。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境影響治理分析

1.1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評價(jià)

（1）礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評價(jià)。

該礦區(qū)經(jīng)過長期對4號煤的開采，已造成一定采空區(qū)，其面積大約為0.856 km2的采空區(qū)。然而目前本礦井在采空區(qū)范圍內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)地面塌陷及地裂縫現(xiàn)象，對土地造成的破壞較輕，不明顯，相對地裂縫以及地面塌陷造成的危害程度也較輕，不明顯，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度分級標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀為較輕。

（2）對礦山巖土及土地資源環(huán)境現(xiàn)今狀況評價(jià)。

該礦區(qū)是具有低山丘陵地形特點(diǎn)的區(qū)域，其土地利用主要是農(nóng)田耕地和林地、牧草地、居民居住區(qū)以及工礦用地區(qū)、相應(yīng)的未利用荒地。農(nóng)田耕地占土地總面積的20%。在現(xiàn)今的礦區(qū)的條件下，在采空區(qū)上面沒用出現(xiàn)較為嚴(yán)重的地面塌陷以及裂縫情況，故此該礦區(qū)的采礦作業(yè)活動(dòng)屬于對土地破壞較輕影響狀態(tài)。評估該礦區(qū)內(nèi)土體污染源主要來于礦坑的有關(guān)的排水和生活污水，然而該礦區(qū)礦坑水已經(jīng)過沉淀池沉淀之后再利用，不對外排放。生活污水沒進(jìn)行處理，直接經(jīng)礦區(qū)的管道排放到小河中，但是其生活污水排放量是相對很小，污水對土體造成的污染程度較輕。該煤礦開采利用資源活動(dòng)相對于對土地資源及巖土環(huán)境造成的影響程度較輕。

（3）礦山水水資源環(huán)境資源的現(xiàn)今狀況評價(jià)。

該煤礦目前的開采已導(dǎo)致該礦區(qū)內(nèi)附近東山村原淺水井的枯干，導(dǎo)致有一部分村民吃水困難。當(dāng)前，這村村民吃水水井深度已經(jīng)深達(dá)120 m以下，大大低于4號煤層深度。目前的條件下，煤礦開采活動(dòng)已經(jīng)對該礦區(qū)附近的地下水造成影響較為嚴(yán)重。評估該礦區(qū)污染源主要來自于煤礦礦井排水和生活污廢水，具體污染物質(zhì)為COD、BOD5、SS、石油類和氨氮。但其排放量并不大，因此污廢水的排放只對地表水及地下水造成輕度污染。

1.2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測評價(jià)

（1）礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評價(jià)。

該煤礦開采屬于多煤層聯(lián)合開采方式，從第一層煤開采的到最后一層煤開采完，地表勢必受到多次采動(dòng)帶來的影響。對該礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境影響評價(jià)，先依照分別按照厚煤層重復(fù)采動(dòng)條件預(yù)測、再按照冒落式開采條件進(jìn)行預(yù)測、接著按照煤礦按近水平煤層充分采動(dòng)條件進(jìn)行預(yù)測，采用這以上三種條件對整個(gè)礦區(qū)煤層開采后發(fā)生地表最大移動(dòng)情況、以及發(fā)生的相關(guān)變形以及傾斜值實(shí)施預(yù)測。具體利用公式如下：

最大的下沉量：Wmax=Mqcosα最大的曲率值：kmax=±1.52Wmax/r

最大的傾斜值：Imax=Wmax/r最大的水平移動(dòng)值Umax=bWmax

最大的水平變形值：εmax=±1.52bWmax/r

上式中：q為下沉系數(shù)；M為煤層采空區(qū)的厚度，m；r為影響半徑，其值由采深同影響角正切值之比計(jì)算得到；α為煤層傾角，一般取為3°；b為水平移動(dòng)系數(shù)。按以上具體公式計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算某煤礦對初采4號煤層，復(fù)采10號、16號。

某煤礦4號、10號、16號煤層采空后地表最大變形的開采煤層結(jié)果如表1所示，將計(jì)算結(jié)果同《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》實(shí)施對比，結(jié)果顯示：經(jīng)過對礦區(qū)4號煤層開采、10號煤層開采及16號煤層開采后，對礦區(qū)的建筑物破壞程度等級是Ⅳ級，該級的地面變形會(huì)對附近的地面建筑物（構(gòu)筑物）影響程度嚴(yán)重，會(huì)對礦區(qū)范圍內(nèi)的村莊的住房帶來嚴(yán)重破壞，其對地面變形危害的程度嚴(yán)重。

（2）礦山水資源水環(huán)境的影響預(yù)測評價(jià)。

由于煤炭在開采時(shí)，會(huì)在地面以下形成縱橫交錯(cuò)的垂向豎井和水平向巷道、還形成不同角度的斜井和斜巷道，這些巷道穿越了各類地下含水層及地下隔水層，這就很容易改變原煤系地層中以及上覆松散巖系地層中的地下水正常運(yùn)行狀態(tài)，從而導(dǎo)致地下含水層水量流失，與此同時(shí)也間接破壞了與其相關(guān)的水力關(guān)系的其他地方的地下含水層，改變了含水層的徑流特征，進(jìn)而跟井下連通，導(dǎo)致含水層中的水漏入礦井下，產(chǎn)生礦坑水。煤礦井田范圍內(nèi)由于沒有地表河流，因此煤礦開采對地表水沒有產(chǎn)生影響。所以，該煤礦相關(guān)的地貌類型和水文地質(zhì)相關(guān)條件等對該礦區(qū)的水資源的影響程度較明顯。該礦區(qū)廢污水污染物質(zhì)具體主要有COD、BOD5、SS、還有石油類以及氨氮。礦坑排水中的含硫量較大，使地下水容易發(fā)生酸化。經(jīng)過預(yù)測評價(jià)，該煤礦礦坑水經(jīng)排放后會(huì)對礦區(qū)地表水以及地下水造成污染，而且其污染程度較為嚴(yán)重。

1.3 礦山地質(zhì)環(huán)境影響綜合評價(jià)

（1）對該礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合評價(jià)，該礦區(qū)范圍內(nèi)主要的受災(zāi)對象具體為居民村莊、獨(dú)立的礦山工業(yè)廣場、以及相關(guān)的礦山工作人員、及周圍的耕地和林地、還有荒草地等等。從受災(zāi)對象所具有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值來看，以及對其災(zāi)害發(fā)生后治理和恢復(fù)難度兩方面來看，評價(jià)具體有兩個(gè)村莊以及礦山工業(yè)廣場會(huì)受到嚴(yán)重破壞后，由于其威脅到人員多，而且直接經(jīng)濟(jì)損失較大，又加上其受破壞后治理和恢復(fù)相對的難度大、費(fèi)用高，因此被評價(jià)為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)；而對區(qū)內(nèi)耕地及林地荒草地等進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)其直接經(jīng)濟(jì)損失屬于中等，恢復(fù)和治理相對較難，評價(jià)其屬于地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的中等區(qū)。

（2）土地資源巖土環(huán)境的影響程度綜合評價(jià)。

礦區(qū)經(jīng)過人為的開采后，會(huì)給其地質(zhì)環(huán)境帶來較大的變化，對礦區(qū)地貌景觀和土地資源帶來嚴(yán)重的破壞，也會(huì)對地表及地表生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的破壞，礦區(qū)環(huán)境條件因此就會(huì)逐漸變差。該煤礦開采利用活動(dòng)其對土地資源巖土環(huán)境的破壞及影響程度較為嚴(yán)重。

（3）水資源和水環(huán)境的影響程度綜合評價(jià)。

該煤礦區(qū)的開采活動(dòng)對礦區(qū)南興村居民所用的飲用水井（淺層井）產(chǎn)生影響，導(dǎo)致地下水位發(fā)生下降。由于礦區(qū)沒有堆放煤矸石，矸石經(jīng)過撿出后，經(jīng)過外運(yùn)被利用，矸石并未對水環(huán)境造成影響。因此礦業(yè)采礦活動(dòng)對地下水資源產(chǎn)生的破壞較嚴(yán)重，對地表水的水環(huán)境的影響程度較為輕。

（4）礦山環(huán)境影響綜合評價(jià)。

該煤礦區(qū)經(jīng)過長期的開采，該礦區(qū)已形成一定的采空區(qū)，其采空區(qū)面積為0.856 km2，隨著該礦區(qū)的采礦活動(dòng)的繼續(xù)進(jìn)行，地表變形會(huì)越發(fā)嚴(yán)重，采礦活動(dòng)同時(shí)也加重了水資源和水環(huán)境的繼續(xù)惡化，因此，評價(jià)該煤礦礦山環(huán)境影響程度分區(qū)確定為影響嚴(yán)重區(qū)。對礦山環(huán)境保護(hù)及綜合治理分區(qū)評定，是依據(jù)該礦山環(huán)境影響評價(jià)分區(qū)結(jié)果，并根據(jù)礦山環(huán)境其變化趨勢具體分析，還要考慮到礦山危害對象以及相關(guān)的治理難易程度情況，確定礦山環(huán)境保護(hù)為礦山重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，確定該區(qū)的綜合治理分區(qū)為一般治理區(qū)。

（1）一般治理區(qū)：主要體現(xiàn)為現(xiàn)狀采空區(qū)和未來一水平開采區(qū)域。其在礦山環(huán)境問題方面的表現(xiàn)具體是地裂縫和地面塌陷、還有小型崩塌以及滑坡造成耕地減產(chǎn)，還有林地植被存活率下降，這些諸多環(huán)境破壞問題會(huì)造成該區(qū)域的水土嚴(yán)重流失，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。需要采取的相關(guān)的防治措施，對地裂縫、地面塌陷實(shí)施填埋夯實(shí)，進(jìn)行必要的平整，對耕地和林地采取一定的措施進(jìn)行必要的復(fù)墾。

（2）礦山環(huán)境重點(diǎn)保護(hù)區(qū)：主要確定為工業(yè)廣場區(qū)以及相關(guān)的兩個(gè)村莊，東莊村以及黃化村。該工業(yè)廣場具體的礦山環(huán)境問題主要為地裂縫和地面塌陷造成的地面建筑等受損，以及在礦井廢水和生活污水發(fā)生事故時(shí)排放，導(dǎo)致水環(huán)境的嚴(yán)重污染，而且其污染程度較為較嚴(yán)重。需要采取必要的防治措施，具體按相關(guān)國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，在工業(yè)廣場區(qū)留設(shè)保安煤柱，并對廢污水實(shí)施必要的處理。東莊村和黃化村具體的礦山環(huán)境問題為地裂縫和地面塌陷而造成的房屋嚴(yán)重受損，村民受到嚴(yán)重威脅，地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的危險(xiǎn)性大；并導(dǎo)致淺層地下水井疏竭。需要按國家相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施留設(shè)保安煤柱。

2 結(jié)語

本文以某礦山地質(zhì)環(huán)境情況為例，對其地質(zhì)環(huán)境影響情況進(jìn)行分析和評價(jià)，該礦區(qū)出現(xiàn)了0.856 km2采空區(qū)，并且隨著采礦規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)大，會(huì)出現(xiàn)地裂縫及地面塌陷等嚴(yán)重的地表變形，以及對煤層上覆含水層嚴(yán)重破壞，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來威脅，發(fā)生了水土流失，污染環(huán)境，破壞了自然環(huán)境，因此做好礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境影響治理分析研究，為改善和治理其地質(zhì)環(huán)境提供重要科學(xué)依據(jù)，并為相關(guān)礦區(qū)科學(xué)分析礦山地質(zhì)環(huán)境影響提供參照方法。

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