地下開采礦山地質環境保護問題及治理措施探究

張麗娜

（山西清澤陽光環保科技有限公司，山西 太原 030023）

引 言

礦產資源具有稀缺性、不可再生性、區域分布不均衡等特質，礦山地下開采能夠有效滿足社會生產對于礦產資源的需求，然而在開采礦山的過程中產生了嚴重的資源掠奪與環境破壞問題，違背國家的生態建設目標。在此應加強對地下開采所產生環境問題的評估，并采取有效治理措施，實現經濟與生態效益的兼顧。

1 礦山概況與地質環境影響評估

1.1 礦山概況介紹

以某礦山的地下開采工程為實例，該礦山所處區域為亞熱帶季風氣候，土壤為第四系坡積物，厚度處于3m～4m范圍內，地勢為中部高、東西側低的丘陵地貌，地形坡度為10°～40°、相對高差為199.98m，地表水系主要為季節性溪流，喬木、灌木類植被覆蓋在區域地表處。該區域礦層屬煤系地層，傾角為17°，礦層地質特征如表1所示，全含煤巖系厚度為7.42m～34.37m。

表1 礦層地質特征

1.2 地下開采對礦山地質環境造成的影響評估

1.2.1 礦山地質環境存在問題

從地質災害層面入手，由于其井下開采面積約為6.7hm2，在礦山開采后會形成較大的地下采空區，進而因地面開裂產生多處裂縫，對地質環境構成一定影響；從含水層角度入手，該區域礦井的涌水量均值為240m3／d，在雨季可達480m3／d，在礦山開采的過程中極易損壞隔水層，而礦坑排水也將導致地下水位下降，對含水層造成較大影響；從地形地貌角度入手，在礦山地下開采過程中極易破壞井口建筑物、礦渣堆場，破壞邊坡穩定性，嚴重影響地貌景觀；從土地資源角度入手，礦山地下開采作業需要完成作業區、辦公區、礦渣堆場的建設，嚴重侵占區域范圍內的林地資源，其開挖作業也會使區域范圍內土壤受到挖損破壞［1］。

1.2.2 地質環境影響現狀評估

結合礦山開采引發的地質環境問題，可將地質環境影響現狀劃分為較嚴重、較輕兩個等級（分級標準如表2所示），分別為B區和C區，其中B區面積為24.72hm2，在評估區域內占比9.6%；C區面積為232.28hm2，在評估區域內占比90.4%。其中B區主要位于采空區與礦渣堆場，造成嚴重危害的原因是大量廢棄礦渣堆放在地表，采空區面積擴大影響地質結構的穩定性，以及排水工程破壞原有含水層。

表2 地質環境影響的分級標準

1.2.3 礦山地質環境影響預測評估

針對地下開采對礦山地質環境的影響進行預測，其有可能出現的地質環境問題大體分為以下幾類：其一是地面塌陷問題，大面積采空區極易對采礦活動構成威脅，引發頂板垮落、冒頂事故，且在巖移范圍不斷擴張的趨勢下增加地表變形程度、產生塌陷坑，其中地表張裂變形帶高度的計算公式為：

其二是巖崩問題，礦山爆破將影響到巖體內部應力，加大卸荷裂縫寬度與深度，增大巖崩幾率，但對于該區域的影響面積預測為0.14hm2，屬于較輕影響。其三是泥石流問題，倘若礦山所在區域發生強降雨，雨水持續沖刷礦渣堆場將引發泥石流災害，但該區域周邊以荒山為主，因此影響程度較低。通過針對該礦山所在地區的地質環境影響情況進行預測，可以大體劃分出較嚴重、較輕兩個等級，其中較嚴重區域占地面積為31.79hm2，在整體評估區域占比為12.37%；影響較輕區域占地面積為225.21hm2，占比87.63%。由此可以判斷，在該區域地下開采礦山對于地質環境的影響程度較輕，但需加強對開采區、礦渣堆場等重點區域的恢復治理，將地下開采對含水層、地形地貌的影響降至最低。

2 礦山地質環境保護的具體治理措施

2.1 健全地質環境保護機制，完善管理制度

一方面，基于可持續發展與環保原則進行礦山地下開采作業標準的建設，投入資金技術強化新型礦山開采技術的研發，完善礦山地質環境管理制度、礦山地質環境治理恢復基金制度，吸納社會資本從事環境治理工作，并針對礦山開采情況進行定期勘察與評估，強化地質環境保護，實現對礦山地質環境問題的有效治理。另一方面，應針對礦產資源開采作業程序進行規范化設置，依據專家評估結果作為審核依據，綜合運用3S、遙感技術進行礦山地質環境的勘察預測，確保規劃方案的有效落實，實現對礦山環境的動態管理與保護。

2.2 推行多元化治理工程，落實具體治理要求

2.2.1 地面塌陷治理

通常礦區地質塌陷主要發生在采空區，對此需增加區域巷道頂板的厚度，利用混凝土砌筑巖石封閉墻，實現采空區的有效分隔，并選取截排水溝布設在塌陷移動盆地外圍處，防范地表水滲入采空區。同時，還應在地下開采過程中及時利用廢礦石、礦渣做回填處理，必要時可選取金屬錨桿、金屬網進行頂板支護，實現頂板加固處理，待礦山閉坑后針對采空區進行封閉處理。

2.2.2 邊坡失穩治理

要求礦山開采人員務必依照預先制定好的開采方案執行具體作業，針對巖石破碎地區酌情減小坡高，并圍繞邊坡頂部位置約的部位布設截排水溝，實現對地表水的有效攔截，防止滲入邊坡影響其穩定性。同時，針對部分裸露邊坡進行綠化處理，選取藤類植物、根系發達植物強化邊坡結構的穩固性，并針對部分較為脆弱的邊坡位置進行擋土墻的布設，實現對廢石、棄土堆的有效攔截。此外，還需圍繞邊坡進行監測點的布設，以此實現對邊坡的動態監測，便于及時采取工程措施實現邊坡治理，提高邊坡穩定性。

2.2.3 泥石流治理

在廢石、棄土堆外圍處布設截排水溝、設置擋土墻，以降低其結構失穩的風險；同時在下游山溝位置修筑攔砂壩，選取適宜種植的植物進行區域綠化處理，針對廢石、棄土堆進行復墾規劃，以此改善水土流失情況，防范泥石流災害的發生［2］。

2.2.4 土地復墾與綠化

針對土地資源破壞問題進行治理，主要采用復墾、綠化等舉措進行礦山整治；同時，通過加裝凈化裝置實現對區域范圍內地表徑流廢水的排污凈化處理，保障水質達標后方可排放；此外，還需加強礦區的綠化景觀建設，以此恢復地質地貌景觀，營造良好的生態空間。

2.3 細化地質環境監測要點，完善資金技術支持

從地面塌陷監測層面入手，應以采空區上部為基準，在外擴25m、50m的范圍內創設5條監測線、50個固定監測點，完善監測期限的設計。以邊坡監測為例，其監測內容如表3所示。從含水層監測層面入手，以每10d為周期開展常態化監測，動態收集區域范圍內水質、水量、水位等參數信息，并加強對開采巷道處地下水滲流情況的監測。從崩滑泥監測層面入手，結合專項監方案進行礦渣堆場臨界狀態的監測，便于及時采取應急處理方案減輕災害影響，實現對地質環境的有效保護［3］。

表3 邊坡監測點布設情況

3 結語

礦山地質環境的保護與治理是一項長遠工程，涉及到多個環節、部門的密切配合，對此需牢固秉持著環境保護優先原則進行治理方案的科學編制，采取多元化舉措加強對地面塌陷、邊坡失穩、泥石流以及地質水文狀況的治理，配合完備監測手段實現地質問題的評估預測，推動礦產開發利用的可持續發展。