礦山地質環境保護與治理恢復方案的編制要點

石國峰

（北京市地質工程設計研究院，北京 101500）

0 概述

礦山地質環境保護與治理恢復方案的編制，是在礦產資源開發和礦山地質環境保護兩個矛盾的事物之間構架起平衡的橋梁，不僅礦山地質環境問題會得到解決或者緩解，而且對于礦山自身的可持續發展有更好的幫助。

2009年5月1日起施行的中華人民共和國國土資源部令第44號《礦山地質環境保護規定》中，關于礦山地質環境保護與治理恢復方案的編制，進行了明確的要求。北京地區從2009年底開始開展此項工作，截至2012年底，21家礦山企業編制了《礦山地質環境保護與治理恢復方案》，并嚴格按照保護方案實施保護與治理工程，部分已完工。

1 準備工作

1.1 資料收集

方案的編寫針對的主體是已開采和在建的礦山，所以應收集礦山的本體和礦山開采變化的資料，這些資料包括礦山企業基本概況、礦山開發利用方案或計劃、礦區的自然地理條件、社會經濟條件、礦區地質、水文地質、工程地質等資料。

其中在建和新建礦山（開采5年內）其相應資料較為齊全，利于方案的編寫。老礦山（開采時間大于5年以上的）的相關資料會出現以下幾種問題：

（1）相關資料齊全，但編寫時間較久遠，部分資料與現狀情況差別較大。

（2）由于歷史原因、部分礦山資料不全，僅有其中的部分資料。

（3）相關的資料齊全，但版本較多（資料較混亂），礦山實施未有統一標準（那個開采方案有利就執行那個方案）。

（4）資料齊全，但礦山不執行，按照現狀和市場需要隨意變動（與3情況相似）。

根據以上的情況，在前期資料收集時也應分別對待。

（1）資料齊全，礦山按要求執行時。可以收集現有資料，作為方案編寫依據；

（2）資料不齊時，應要求礦山提供相應資料；

（3）礦山未執行原有的設計方案時，應要求礦山提供現有執行的開采方案或利用計劃。

1.2 現場踏勘和地質環境調查

在方案編寫時，必須到實地進行踏勘和地質環境的調查。其中現場踏勘主要增加編寫者的感官認識和確定重點區域。重點區域主要為地質環境對礦山及周邊區域造成嚴重影響的區域。一般為人員密集的住宅區、村莊和重要的建筑設施，如：水庫、電力設施、道路橋梁等。

地質環境調查包括實地現場調查、遙感、物探、工程勘察、尋訪調查等。查明工作區范圍內的地質環境問題（指受采礦活動影響而產生的地質環境破壞的現象。主要包括礦區地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡、含水層破壞、地形地貌景觀破壞等。以前規范中未包括泥石流地質災害，但在方案中應對泥石流發生的可能性進行判斷，最新標準規定了應對包括泥石流地質災害等地質環境問題進行查明）。

現場踏勘、地質環境調查和資料收集為方案編寫前期準備工作必不可少的核心基礎環節。只有在這些工作完成后，才可以開始進行方案的編寫工作。

2 方案的編寫

方案的編寫，主要依據最新修訂的中華人民共和國國土資源部《礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范》（DZ/T 0223—2011）里的內容進行。其中明確給出了方案編寫的技術規范和報告編寫、圖件繪制的要求。

在編寫過程中，重點內容主要包括：編制依據和適用年限；目標任務；基本情況及地質環境背景；礦山地質環境影響分析評估；保護與治理恢復分區；恢復工程部署；防治工程；經費估算；保障措施；效益分析等10部分。根據方案編寫的重要程度，將方案編寫內容分為基本部分編寫和核心部分編寫。其中恢復工程部署和防治工程為方案的核心部分。

2.1 方案基本部分編寫要點

方案的基本部分編寫主要根據前期收集的資料和礦山地質環境調查成果，按照《編制規范》中的報告編寫提綱進行編寫。其中方案的使用年限、礦山地質環境影響評估等內容編寫要點如下。

（1）方案使用年限

方案的使用年限一般為礦山的開采年限，即采礦許可證年限。北京市為了防止礦業政策變化引起的沖突，針對集體企業礦山采礦許可證年限一般為1～2年，而國有礦山雖然采礦許可證年限較長，但由于國礦規模較大、地質環境問題相對嚴重，其治理保護需要投入大量的人力物力，而一般超過5年以上的治理方案的實施已經脫離礦山能夠保證實施的時段，所以北京市礦山地質環境保護與恢復治理方案均以5年為一期限，其中近2年的保護方案治理中的治理工程必須具有可操作性和可實施性。

（2）礦山地質環境影響評估

礦山地質環境影響評估主要包括評估范圍級別確定、評估內容和評估方法。

評估范圍為礦區范圍和采礦活動對地質環境影響范圍，評估級別依據《編制規范》附錄A—D進行。

礦山地質環境影響評估內容主要依據《編制規范》內的技術要求（附錄E）進行，其中礦山地質環境的現狀評估和預測評估參照地質災害危險性評估工作內容進行編寫和評估。所以，礦山在編制了保護方案后就無須再開展地質災害危險性評估工作了。

礦山地質環境影響評估方法應針對每個礦山選取其相適應的評估方法，其中合理科學的評估方法和符合實際的評估因子的選擇，需要對礦山地質環境影響有全面的了解和對指標因子相互作用有深刻研究。所以一般礦山地質環境影響評估對照《編制規范》（附錄E）選擇取差原則確定評估結論。

（3）礦山地質環境保護與恢復治理分區

礦山地質環境保護與恢復治理分區根據現狀評估和預測評估的分級依據《編制規范》附錄F進行。分區選擇只要礦山地質環境問題嚴重就為重點區、較嚴重的為次重點區、較輕的為一般區。

以上為保護方案編寫的基礎部分，而保護方案的重點部分為根據調查成果，明確5年內需要進行治理的內容和對象。編寫此部分內容一定要結合礦山企業近5年內的發展規劃，不是地質環境問題嚴重區域就要安排治理工程。這是礦山企業發展和礦山地質環境保護沖突和矛盾最多的地方。

怎樣做好礦山開發和礦山環境保護之間的平衡，是編寫方案并能順利實施的重點。這里有幾點體會。

1）當礦山地質環境問題直接影響人民生命財產、重要公共設施和礦山生產安全時，直接進行礦山地質環境治理部署；

2）當礦山存在嚴重地質環境問題，但影響區域不重要或一般時，根據礦山企業要求，不進行礦山地質環境治理工程部署時，建議安排礦山地質環境的監測；

3）當礦山地質環境問題治理時間長、投資費用大時，將地質環境問題按照空間分布和類型，分段、分片治理，對立即可見成效的地質環境問題先部署治理工程；

4）當礦區地質環境問題較嚴重或一般時，可根據礦山企業的規劃發展和當地的礦業政策，一般采取礦山地質環境的監測，具體礦山地質環境治理工程的部署根據企業要求確定。

2.2 核心部分編寫要點

方案的核心部分編寫直接關系著礦山地質環境保護目標的實現。

恢復工程部署應根據礦山企業的規劃發展和治理工程的可實施性，對治理工程進行安排和部署。不同的礦山其工程部署不同，即使是相同的治理工程。所以應針對每個礦山，根據其工程落實可治理情況，進行部署。對不能明確落實的工程，應在其必須完成的最后期限內進行工程部署。

礦山地質環境保護和恢復治理工程主要包括：礦山地質災害、含水層破壞和地形地貌景觀破壞等，需進行治理工程防治。根據礦山未來發展的需要，將工程治理對象按其相應的區域功能進行治理，是工程治理方案的成功關鍵。治理目標可以通過多種治理手段方法實現，選擇具有可操作性的治理工程，是十分必要的。現將治理工程中涉及的治理手段方法詳細說明如下，為以后治理工程選擇提供參考。

2.2.1 礦山地質災害的防護

礦山主要地質災害類型為地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡和泥石流。

（1）地面塌陷防護工程

根據前期調查的災害規模大小、空間分布、影響對象、發育程度、未來趨勢和災體特征等資料，進行相應的地面塌陷的防護工程。地面塌陷一般分為地表防護工程和地下防護工程兩類：

1）地表防護工程

回填工程：主要將地面塌陷產生的破壞空間進行回填。

對于深塌坑一般采用回填防滲的方法，下部可用大石塊，上部填粘土，水泥抹面，對于重要的承載地面，可用鋼筋混凝土回填封閉等。

排水工程：防止四周水流進入塌陷坑內加劇破壞，將水流進行截排，導流水源遠離塌陷區域。

土地復墾和植被種植工程：對于塌陷面積較大的塌陷區采取回填后，可考慮復墾種植作物和恢復植被。

圍護工程和警示工程：在采空塌陷邊緣安全區域修建欄桿進行攔擋，并豎立警示牌提醒。

2）地下防護工程

采空區充填工程：針對引起和防止地面塌陷災害形成的采空區進行固體廢料充填，一般煤礦可采用矸石進行充填。

頂板加固工程：針對采空區頂板進行加固（尤其是風化帶、裂隙帶、斷層部位等），或預留或修建永久性支柱，以確保礦坑不再塌陷。

（2）地裂縫防護工程

此處的地裂縫主要為采礦引起的，對其治理主要采用回填工程，將破壞的區域回填。

（3）崩塌防護工程

一般礦區內存在的崩塌治理工程為：

危巖清理：清理坡體上的危巖體。

削坡工程：主要針對存在崩塌的巖質邊坡進行削坡，減緩坡角、減小坡體的下滑力、增大坡體的穩定系數，使坡體穩定。

支擋工程：在邊坡坡腳修建擋土墻，攔截和阻擋落石，一般防治小型崩塌。

邊坡防護：邊坡防護的方法較多，常用的有掛網錨噴、主動防護和被動防護工程。

排水工程：攔截上游匯水對坡面沖蝕，加劇崩塌發生。

圍護工程和警示工程：在安全區域修建欄桿進行攔擋，并豎立警示牌提醒。

（4）滑坡防護工程

滑坡防護工程一般為：

削坡工程：主要將不穩定的巖石清除掉，堆于坡腳，增加滑坡的穩定性。對邊坡削坡，減緩坡角，減小滑坡體的下滑力，增大坡體的穩定系數，使坡體穩定。

支擋工程：支擋工程主要有重力擋墻、加筋擋墻、抗滑樁和預應力錨索等類型。根據前期調查的滑坡災害的規模大小、空間分布、影響對象、發育程度趨勢和邊坡結構面的類型、組合關系和坡面的關系等資料，選擇工程類型。

護坡工程：護坡工程類型有砌體護坡、格構護坡、石籠護坡、防護網護坡、錨噴護坡、注漿護坡和植被護坡等。結合實際情況選擇經濟、有效的工程類型。

排水工程：攔截上游匯水對坡體結構的破壞，四周修建截水溝，中間修建導水溝，及時將水流導流處滑坡區域。

植被種植：坡面種植植被不僅恢復生態環境，還能局部增加坡體的穩定性。

圍護工程和警示工程：在安全區域修建欄桿進行攔擋，并豎立警示牌提醒。

（5）泥石流防護工程

根據泥石流形成地形條件、水利條件和物源條件，泥石流防護工程有：

清運廢渣：將泥石流形成的物源條件消除，經溝谷內的廢石廢渣清運至安全區域。

排水工程：消除泥石流形成的水利條件，將水流引導出溝谷外。

支檔工程：溝谷修建擋墻，對泥石流進行攔擋。

植被種植：溝谷內種植植被，降低泥石流形成機會。

圍護工程和警示工程：在安全區域修建欄桿進行攔擋，并豎立警示牌提醒。

2.2.2 含水層破壞防護

含水層的破壞主要指含水層結構改變、地下水位下降、水量減少或疏干、水質惡化等。

北京市礦山開采中含水層的破壞一般發生在煤礦和以地下開采方式為主的礦山，主要為地下水位下降和地下水疏干引起的地下水均衡破壞。主要分布在北京西山（主要為房山和門頭溝）的煤礦。

規范中推薦的含水層破壞防護，主要采取帷幕注漿隔水、灌漿堵漏、防滲墻等工程，主要防護礦坑充水。含水層破壞的治理主要采用回灌等方法。

圖1 大安山煤礦550平硐修建污水處理廠

然而在實踐中關于地下水均衡破壞的防治，至今未有十分有效的方法。一般采取地下水監測的方法進行觀測。

所以當礦山存在含水層破壞時，一般針對礦坑排水采取防護工程，主要對礦坑排水進行水處理的防護措施，如北京的大安山煤礦含水層破壞治理，在550平硐處修建污水處理廠（圖1），專門處理礦坑排水。

2.2.3 地形地貌景觀破壞防護

地形地貌景觀的破壞幾乎涉及所有開采的礦山。對地形地貌景觀破壞的防護，根據地形地貌破壞的特征和不同空間，一般分為坡地、平地和采坑3種治理措施。

坡地地形地貌景觀破壞防護，一般為邊坡防護、掛網噴播、植生袋護坡、高次團粒噴播和植樹種草等；

平地地形地貌景觀破壞防護，一般為場地平整，修整臺地，種植植被等；

采坑地形地貌景觀破壞防護，主要為回填，覆土種植等。

一般礦山為體現企業文化和恢復景觀效應，會在地形地貌景觀恢復中進行景觀設計。如懷柔興發水泥廠在對150標高的開采平臺進行景觀恢復時，修建涼亭和觀光臺階（圖2）；大安山煤礦1050平臺進行景觀恢復后，為礦區觀景平臺和休閑場所（圖3）。

圖2 懷柔興發水泥廠150平臺治理涼亭和觀光臺階

圖3 大安山煤礦1050和550平硐邊坡治理

3 實例分析

本次選擇大安山煤礦進行實例分析進行具體分析。

（1）項目名稱

《北京昊華能源股份有限公司大安山煤礦礦山地質環境保護與治理恢復方案》

（2）方案使用年限

大安山煤礦服務年限為112年，時間較長，所以本次方案的編制僅適用于近5年，其中前2年應保證方案中治理工程的可操作性和可實施性。

（3）礦山概況

大安山煤礦礦井開拓方式為平峒、底板集中運輸巷、采區石門開拓煤層群。年生產能力達160萬噸的礦井。大安山煤礦井田以茶棚嶺斷層為界，東部為木城澗煤礦。

（4）評估范圍級別

本次方案編制評估區面積為整個礦區面積和工業廣場面積共38.9km2。評估區屬于重要區，地質環境條件復雜程度為中等，礦山生產建設規模屬中型。綜合確定本次礦山地質環境影響評估級別為“一級”。

（5）現狀評估

目前礦區存在的主要地質環境問題為煤炭開采引發的地面塌陷、矸石堆積引起的不穩定邊坡、地形地貌景觀的破壞及壓占破壞土地資源。根據礦區存在的礦山地質環境問題和對礦山地質環境的影響程度，將評估區劃分為采空塌陷礦山地質環境影響嚴重區（Ⅰ）、煤矸石壓占土地地形地貌破壞礦山地質環境影響較嚴重區（Ⅱ）、礦業活動影響礦山地質環境影響一般區（Ⅲ）（圖3）。

圖3 大安山煤礦礦山地質環境現狀評估圖

（6）預測評估

通過對評估區地形地貌、地層巖性、地質構造等地質環境條件綜合分析，并結合該工程建設特征分析，井田開采可能引發的地質災害包括采空區地面塌陷和矸石山不穩定邊坡。將評估區劃分為采空塌陷礦山地質環境影響嚴重區（Ⅰ）、壓占土地礦山地質環境影響較嚴重區（Ⅱ）、礦業活動影響礦山地質環境影響一般區（Ⅲ）（圖4）。

圖4 大安山煤礦礦山地質環境影響預測評估圖

（7）礦山地質環境保護與治理恢復分區

評估區分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。重點防治區防治的主要礦山地質環境問題為地面塌陷，次重點防治區防治矸石山不穩定斜坡和地形地貌景觀破壞。

（8）礦山地質環境保護與治理恢復工作部署（圖5）

礦區主要地質環境問題為地下采空、地面塌陷、地下水影響和煤矸石對地形地貌景觀破壞。由于礦山正在開采，地下采空和地面塌陷的全面治理只能在礦山閉坑以后才能進行，所以本次方案治理的對象分別為煤矸石不穩定邊坡和采空區的煤矸石充填。礦山地質環境保護與治理恢復任務如下：

1）對位于礦區內道路兩側，景觀可視范圍內的煤矸石堆進行治理，主要為植被恢復；本次方案主要包括+1050m水平矸石坡綠化、大北河+550m水平矸石坡綠化和千臺嘴矸石坡綠化和+800m水平矸石堆治理和+920m水平后山矸石堆治理；

圖5 大安山煤礦環境保護與治理恢復部署圖

2）預防和減緩區內采空塌陷的發育，對+920m和+800m水平的開采巷道及采空區進行煤矸石充填；

3）建立礦山環境監測系統，對礦山地面塌陷進行監測。

（9）礦山地質環境防治工程

根據礦區內的地質環境問題進行工程設計，主要治理內容如下：

1）地面塌陷、地裂縫

根據礦區現狀及開采情況為了預防和減緩區內采空塌陷的發育，對+920m和+800m水平的開采巷道及采空區進行煤矸石充填。

2）地形地貌景觀破壞

區內地形地貌景觀破壞主要為矸石堆，主要采用生態恢復工程進行綠化。涉及工程有削坡、場地平整、修建排水渠、修建攔擋墻、植被種植、修建聯絡線和花磚護坡等主要工程。

其中+1050m水平矸石坡在礦山辦公和住宿區的最高點，站在其上可以俯視礦區一切景觀，結合相關政策中鼓勵礦山地質環境治理與礦山公園相結合的原則，在+1050m水平修建礦區的觀景平臺。并配套相關的防護措施，如修建防護欄、聯絡線等。

方案編制中由于礦山開采年限較長，礦區存在的采空塌陷和煤矸石堆積形成的不穩定斜坡地質環境問題嚴重。但是全部治理投入的人力物力較大，且采空塌陷區位于深山人煙稀少的區域，對人類生活工作影響較小，所以采空塌陷防治主要采用了定期觀察監測；煤矸石堆積在礦區內隨處可見，對其防治工程采用分段分片逐步推進，逐個治理的方式，5年內先依次治理+1050m水平矸石坡、+550m水平矸石坡和千臺嘴矸石坡，并且+1050m水平矸石坡修建成礦區的觀景平臺。

4 建議

根據以上幾點體會，在進行“礦山地質環境保護與恢復治理方案”的編制時，一定要查明礦山地質環境存在的問題、影響的對象、規模大小、發育程度和發展趨勢等情況，再結合以上提出的幾點體會方法，做好為礦山服務，使礦山企業科學合理的可持續發展。

[1]礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范 DZ T0223-2011.

[2]《北京興發水泥有限公司礦山地質環境保護與恢復治理方案》北京市地質工程設計研究院.

[3]《北京昊華能源股份有限公司大安山煤礦礦山地質環境保護與治理恢復方案》北京市地質工程設計研究院.

[4]《北京市礦山生態環境恢復治理保證金管理暫行辦法》（京國土環〔2009〕）77號）.

[5]《北京市礦山地質環境保護與治理恢復方案編制評審管理辦法》.