山西某煤礦的礦山地質環境保護與恢復治理研究及對策

劉潤斌，陳鳳杰

（1.山西省煤炭工業廳 煤炭資源地質局，太原 030045；2.山西煤炭管理干部學院，太原 030006）

礦山地質環境的恢復治理工程是涉及到地質、采礦、環境、農林、水利、旅游、生態、建筑等多學科的實用型環境工程，是近年來的新興工程，其任務復雜艱巨，有探索性[1-4]。山西省中陽縣某煤礦由于多年開采形成諸多地質環境問題，制約著礦山的正常發展，危及周邊村民的生命財產安全。為了確保當地經濟健康發展，防治采煤帶來的環境地質問題，實現經濟效益、社會效益、環境效益的全面提高，開展礦山環境保護和恢復治理工迫在眉睫。

1 礦山概況

1）礦山基本情況。該煤礦位于中陽縣城西北18 km的張子山鄉（屬中陽縣張子山鄉管轄）。井田地處晉西北黃土高原（屬溫帶大陸性氣候），四季分明，晝夜溫差較大。井田內植被較發育（無大河流），南川河由井田西側流過。1991-2011年，年平均降水量437.2 mm，年平均蒸發量1 712 mm，年平均氣溫16.3℃，每年5-8月為雨季，年平均風速2.1 m/s。井田涉及7個村莊，有耕地548.8 hm2。井有主立井、副立井、回風立井，排矸場現存少量矸石及爐渣。目前正采4號煤層，大面積的采空區主要位于井田東部。設計服務年限23.5 a。

2）地質環境背景。井田位于河東煤田中部，地層自老到新有奧陶系中統峰峰組（O2f）；石炭系中統本溪組（C2b)、上統太原組（C3t）；二疊系下統山西組（P1s)、下石盒子組（P1x）、上統上石盒子組（P2s）；上第三系（N）、第四系（Q）地層。井田地質構造簡單，褶皺、斷層、裂隙構造均不發育。主要充水水源為奧灰水及采空區積水，充水通道主要為導水裂隙帶、構造及封孔質量不佳的鉆孔等。該煤礦主采4號煤層，其直接頂板泥巖為軟弱巖石，穩定性差。

3）井田土地類型及植被。根據中陽縣國土資源局2011年的《第二次土地調查土地利用現狀圖》數據，井田內土地類型為：旱地、其他園地、有林地、其他林地、其他草地、鐵路用地、農村道路、坑塘水面、田坎、裸地、采礦用地、村莊。植被類型為：喬木以油松、側柏、楊樹、刺槐等為主，灌木以荊條、酸棗、胡枝子、薔薇、刺梅等落葉闊葉灌木為主，草類以白羊草、黃背草、苜蓿等蒿類為主。陰坡植被覆蓋率高于陽坡，自然植被覆蓋率45%，植物種類相對豐富。區域植被類型屬山地中生落葉闊葉灌叢區，群落結構為：林地植被、草地植被、農田植被、路際植被四種類型。當地鄉土樹（草）種主要以油松和刺槐等人工林為主；適生草本植物：白羊草、沙打旺、羊胡子、荊條；適生灌木植物：檸條、胡枝子、連翹、紫穗槐等。

2 礦山地質環境主要問題

1）地質災害。主要有地面塌陷及滑坡等，根據野外實地調查，地面塌陷并不明顯，這與開采規模較小、開采方式落后、回采率低有關；荒坡上的地面塌陷，因形成時間長、受雨水沖刷和自然風化、加之自然植被覆蓋，也不易辨認。調查中發現4個較典型的滑坡，均為土質滑坡，見圖1。隨著礦山大面積的開采，區內會形成大面積的地面塌陷及滑坡，因此生產中應加強對地面塌陷及滑坡的監測和防治，確保人民生命財產安全。

圖1 滑坡照片

2）地形地貌景觀破壞。該礦目前建設項目主要有：礦井主副井工業場地、行政辦公建筑、生活福利建筑、排矸場地等。場地修建時分臺階整平，有較大量的挖填方工程，排矸場目前有少量煤矸石，對地形地貌景觀造成較重不良影響，排矸場見圖2。

圖2 排矸場照片

3）土地資源的破壞。該礦目前土地類型主要為：旱地、林地、草地、村莊、采礦用地等，土地面積共581.99 hm2。該礦主副井工業場地占用土地類型為采礦用地，排矸場占用土地類型為林地和草地，對土地資源的影響較輕。

3 礦山地質環境恢復治理的方法對策

1）地質災害治理工程。這是該礦主要的對策之一，規劃應重視地面塌陷及滑坡等的恢復治理，要充填塌陷裂縫及治理已有滑坡，使礦山服務年限期滿后，地質環境得到很好的恢復。①地面塌陷治理工程：首先沿著地表塌陷裂縫剝離表土，剝離寬度為裂縫兩側各0.3～0.5 m，剝離土層就近堆放在裂縫兩側；然后充填裂縫、平整土地，當充填高度距地表1m左右時，應開始用木桿做第一次搗實，然后每充填40cm左右搗實一次，直到略低于原地表，再將之前剝離的表土賦予其上。塌陷坑、裂縫較小時，就近取土填埋、整平，保證其自然排水通暢。②滑坡治理工程：治理方法主要是對滑坡體上部進行減荷卸載，在滑坡體后緣修建排水溝，并進行防滲處理。

2）地形地貌及土地資源治理工程。礦山服務年限期滿后，對排矸場內矸石進行清運，對風井工業場地進行拆除、并覆土恢復土地功能。據粗略估算，種植楊樹按1 500株/hm2，覆土約8 000 m3，補種楊樹約2 000株。

3）礦山地質環境監測工程。主要是對地面塌陷、崩塌等地質災害，地形地貌及土地資源破壞等進行監測。監測方法為對地形地貌景觀進行人工現場調查，現場測量監測；對采礦引發的地面沉降觀測，采取布置地面沉降觀測站進行長期觀測。

4 結束語

該礦采礦對地質環境的影響主要有：占用、破壞草地、林地；排矸場矸石堆放破壞原生地形地貌、土地資源等。礦山地質環境防治工程主要有：地質災害、地形地貌、土地資源恢復治理工程，以及地質環境監測工程等。礦山開采中要加強地質環境監測，及時向有關部門通報崩塌、滑坡、水土流失等監測結果，切實搞好地質環境保護工作。

[1] 代宏文.澳大利亞礦山復墾現狀、礦山廢地復墾與綠化[M].北京：中國林業出版社，1995.

[2] 劉傳正.地質災害勘查指南[M].北京：地質出版社，2000.

[3] 宋書巧，周永章.礦業廢棄地及其生態恢復與重建[J].礦產保護與利用，2001，10(5)：43-49.

[4] 山西省國土資源廳.礦山地質環境保護與恢復治理方案編制培訓材料[M].山西省國土資源廳內部印刷，2011.