山西某煤礦的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理研究及對策

劉潤斌，陳鳳杰

（1.山西省煤炭工業(yè)廳 煤炭資源地質(zhì)局，太原 030045；2.山西煤炭管理干部學(xué)院，太原 030006）

礦山地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)治理工程是涉及到地質(zhì)、采礦、環(huán)境、農(nóng)林、水利、旅游、生態(tài)、建筑等多學(xué)科的實(shí)用型環(huán)境工程，是近年來的新興工程，其任務(wù)復(fù)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(zhì)環(huán)境問題，制約著礦山的正常發(fā)展，危及周邊村民的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了確保當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)健康發(fā)展，防治采煤帶來的環(huán)境地質(zhì)問題，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益的全面提高，開展礦山環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)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(xiāng)（屬中陽縣張子山鄉(xiāng)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(nèi)植被較發(fā)育（無大河流），南川河由井田西側(cè)流過。1991-2011年，年平均降水量437.2 mm，年平均蒸發(fā)量1 712 mm，年平均氣溫16.3℃，每年5-8月為雨季，年平均風(fēng)速2.1 m/s。井田涉及7個(gè)村莊，有耕地548.8 hm2。井有主立井、副立井、回風(fēng)立井，排矸場現(xiàn)存少量矸石及爐渣。目前正采4號(hào)煤層，大面積的采空區(qū)主要位于井田東部。設(shè)計(jì)服務(wù)年限23.5 a。

2）地質(zhì)環(huán)境背景。井田位于河?xùn)|煤田中部，地層自老到新有奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）；石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b)、上統(tǒng)太原組（C3t）；二疊系下統(tǒng)山西組（P1s)、下石盒子組（P1x）、上統(tǒng)上石盒子組（P2s）；上第三系（N）、第四系（Q）地層。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，褶皺、斷層、裂隙構(gòu)造均不發(fā)育。主要充水水源為奧灰水及采空區(qū)積水，充水通道主要為導(dǎo)水裂隙帶、構(gòu)造及封孔質(zhì)量不佳的鉆孔等。該煤礦主采4號(hào)煤層，其直接頂板泥巖為軟弱巖石，穩(wěn)定性差。

3）井田土地類型及植被。根據(jù)中陽縣國土資源局2011年的《第二次土地調(diào)查土地利用現(xiàn)狀圖》數(shù)據(jù)，井田內(nèi)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(nóng)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(cè)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(qū)域植被類型屬山地中生落葉闊葉灌叢區(qū)，群落結(jié)構(gòu)為：林地植被、草地植被、農(nóng)田植被、路際植被四種類型。當(dāng)?shù)剜l(xiāng)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(zhì)環(huán)境主要問題

1）地質(zhì)災(zāi)害。主要有地面塌陷及滑坡等，根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查，地面塌陷并不明顯，這與開采規(guī)模較小、開采方式落后、回采率低有關(guān)；荒坡上的地面塌陷，因形成時(shí)間長、受雨水沖刷和自然風(fēng)化、加之自然植被覆蓋，也不易辨認(rèn)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)4個(gè)較典型的滑坡，均為土質(zhì)滑坡，見圖1。隨著礦山大面積的開采，區(qū)內(nèi)會(huì)形成大面積的地面塌陷及滑坡，因此生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對地面塌陷及滑坡的監(jiān)測和防治，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

圖1 滑坡照片

2）地形地貌景觀破壞。該礦目前建設(shè)項(xiàng)目主要有：礦井主副井工業(yè)場地、行政辦公建筑、生活福利建筑、排矸場地等。場地修建時(shí)分臺(tái)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(yè)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(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的方法對策

1）地質(zhì)災(zāi)害治理工程。這是該礦主要的對策之一，規(guī)劃應(yīng)重視地面塌陷及滑坡等的恢復(fù)治理，要充填塌陷裂縫及治理已有滑坡，使礦山服務(wù)年限期滿后，地質(zhì)環(huán)境得到很好的恢復(fù)。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(cè)各0.3～0.5 m，剝離土層就近堆放在裂縫兩側(cè)；然后充填裂縫、平整土地，當(dāng)充填高度距地表1m左右時(shí)，應(yīng)開始用木桿做第一次搗實(shí)，然后每充填40cm左右搗實(shí)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(shí)，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(jìn)行減荷卸載，在滑坡體后緣修建排水溝，并進(jìn)行防滲處理。

2）地形地貌及土地資源治理工程。礦山服務(wù)年限期滿后，對排矸場內(nèi)矸石進(jìn)行清運(yùn)，對風(fēng)井工業(yè)場地進(jìn)行拆除、并覆土恢復(fù)土地功能。據(jù)粗略估算，種植楊樹按1 500株/hm2，覆土約8 000 m3，補(bǔ)種楊樹約2 000株。

3）礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工程。主要是對地面塌陷、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，地形地貌及土地資源破壞等進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測方法為對地形地貌景觀進(jìn)行人工現(xiàn)場調(diào)查，現(xiàn)場測量監(jiān)測；對采礦引發(fā)的地面沉降觀測，采取布置地面沉降觀測站進(jìn)行長期觀測。

4 結(jié)束語

該礦采礦對地質(zhì)環(huán)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(zhì)環(huán)境防治工程主要有：地質(zhì)災(zāi)害、地形地貌、土地資源恢復(fù)治理工程，以及地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工程等。礦山開采中要加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測，及時(shí)向有關(guān)部門通報(bào)崩塌、滑坡、水土流失等監(jiān)測結(jié)果，切實(shí)搞好地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作。

[1] 代宏文.澳大利亞礦山復(fù)墾現(xiàn)狀、礦山廢地復(fù)墾與綠化[M].北京：中國林業(yè)出版社，1995.

[2] 劉傳正.地質(zhì)災(zāi)害勘查指南[M].北京：地質(zhì)出版社，2000.

[3] 宋書巧，周永章.礦業(yè)廢棄地及其生態(tài)恢復(fù)與重建[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2001，10(5)：43-49.

[4] 山西省國土資源廳.礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制培訓(xùn)材料[M].山西省國土資源廳內(nèi)部印刷，2011.