采礦沉陷區生態環境問題與修復方案研究

蔡旻闊

（甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730030）

隨著采礦工作量的增加，存在的環境問題也日益增多。過度開采和前期保護的措施不到位，致使作業過程出現地面沉陷、地裂縫、周邊建筑倒塌斷裂等問題，不僅威脅采礦人員的生命安全，還阻礙周邊地區的發展。為此，針對采礦存在的問題給出合理的解決措施，從而保護礦區生態環境以及采礦作業的安全性。

1 采礦沉陷區

目前礦山開采作業多采用全部垮落法，工作人員按照設計要求實行地下工作面的支護處理，之后按照流程工序及專業要求展開輪番開采工作，待開采到一定程度后，將支護結構拆除，完成開采作業。這一流程雖然保證開采過程的安全性，但在未經過任何處理的情況下，直接撤掉支撐，導致礦洞慢慢出現垮落現象，垮落后的礦洞巖層因為地質結構的瞬時變化出現問題。通常垮落的巖層呈現冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶三種情況，其深度及影響范圍會根據礦區開采的規模、巖層地質結果及地質構造特征等呈現不穩定現象[1]。

值得注意的是，在短期內不容易發現這三種情況的形成，在未發現的情況下，隨著時間的推移，地質運動的加快，逐漸對地表結構造成影響，甚至威脅周邊地質結構。如果開采區域的范圍較小，地質穩定性強，則產生的影響相對較小。如果開采深度較大，地層過于疏松，則會對地表、蓄水層、房屋地基等結構造成較大破壞。此情況足以說明，采礦沉陷區的形成受到諸多因素影響而出現不同的特征狀態，顯現時間會受到各種因素的影響而存在較大差別。

2 采礦沉陷區生態環境問題

采礦沉陷區的出現主要是因為地質結構嚴重破壞導致的。在采礦區作業開展中，因后期處理不當，導致地質結構出現墜落、斷裂、下沉等問題，產生較多坑洞，進而形成沉陷區。該結構的出現對區域地質地貌、地下水結構均有較大影響，同時，加劇人地矛盾。另外，隨著地質沉陷問題的不斷加劇，引發更多的危害，如飲水安全、區域重度污染土壤結構破壞、粉塵飛揚等問題，且隨著區域內懸浮顆粒的不斷增加，人們的身心健康受到影響。

水土流失與水土鹽漬化現象加劇，礦區周邊環境逐漸惡化，農作物生長、自然生態環境破壞殆盡，水源流動性下降，逐漸趨向荒漠化。采礦企業為提高自身的經濟效益，加大土地征用的力度，增加企業與民眾間的矛盾，其給社會穩定埋下不安定因素。

綜合上述情況分析可知，即使停止采礦，仍然無法保證區域的正常發展，因此，針對現存的問題，給出有效的解決措施，注重環境與社會經濟間的協調發展，以期恢復區域活力[2]。

3 沉陷區的綜合治理方案

3.1 生態修復遵循原則

3.1.1 生態優先

采礦沉陷區的生態修復應遵循生態優先的基本原則，從礦區周邊居民的生產生活需求角度及生態環境保護與恢復角度展開綜合分析，確保在生態修復后，礦區達到綠色環保及城鄉綠色建設的目的，在推動區域經濟發展的同時，減輕污染和破壞的問題。在生態修復過程中，應按照尊重、順應與保護的基本原則展開工作，合理規劃治理方案，降低治理對生態環境的影響，恢復水土及自然植被等資源。在修復過程中開展邊修邊保護工作，減少破壞。同時，對現有資源優勢進行合理利用和分析，融合節能減排、綠色環保理念要求，不斷恢復區域地質地貌，緩解與周邊環境的差異性，保護區域生態環境，促進區域的穩定健康發展。

3.1.2 統籌協調

采礦沉陷區的生態修復工作，不僅對礦區內的環境展開科學處理，還需協調規劃周邊環境，減少不安全元素。為此，根據統籌協調原則，從安全性上實行綜合考量和分析，做好修復過程中的預防和管理，避免地質災害的發生。并將生態修復與自然修復、人文修復、經濟修復四者相互融合，同步實施和治理，構建完善的生態結構體系[3]。

3.1.3 因地制宜

采礦沉陷區生態修復工作的開展還要遵循因地制宜的基本原則，注重采礦沉陷區具體情況勘察和分析，準確了解地質、地形條件、地貌特征、水文分布及氣候變化，按照不同的情況制定不同的解決方案，逐步恢復生態空間，恢復區域內的生態活力。另外，在方案制定過程中，考慮該區域內年積水情況、季節性積水情況，進一步優化調整方案，增強方案的科學性、可行性，以提高修復效率。對于采礦沉陷區內整體生態環境質量狀況良好、景觀獨特優美的區域，重點選擇自然方式恢復生態功能，保護生態環境和景觀格局。對于生態環境受到威脅或遭到破壞、環境質量下降的區域，應采取自然恢復與工程修復相結合的方式展開修復治理。

3.1.4 綠色性

生態修復工程不單單是對生態環境的恢復，也關系著經濟社會的良性發展。在修復生態的作業中，一方面考慮生態結構、生態功能的完整性與否，生態產品質量高低，一方面應從城鄉建設及綠色基礎設施規劃方面展開綜合分析，補充說明短板，提高作業質量。通過該方法將采礦沉陷區構建成新型的城市生態園林區，為農業種植、居民居住及綠色植被栽植提供良好的空間環境，推動區域健康發展，增加經濟效益。在采礦沉陷區生態修復過程中，可采用生態+的業態發展方式，對區域實行轉型和升級，強化綠色功能，實現環境與人的協調發展。

3.2 綜合治理方案

采礦沉陷區的生態修復工程是一項綜合性較強的治理工程，是對采礦沉陷區實行整體治理及統一規劃處理，需要結合現場的實際情況制定方案，并從農業、林業、工農建筑及文化娛樂用地要求等方面加以科學考量，以此恢復土地功能，維護使用權益。同時，在治理修復過程中，考慮環境效益的保護與提升，促進區域恢復[4,5]。

3.2.1 存在較大安全問題的沉陷區要最先處理

最先處理威脅礦井安全的沉陷區。該類區域多數分布在溝谷較淺區域、礦層裸露區域、垂深一般的區域，因為長時間與外界環境接觸，很容易出現透水淹井的情況，因此，展開環境治理和修復，以免增加地下環境的危險性。常見的處理措施有矸石回填和長時間的疏干排水這兩種。回填后會產生塌陷，塌陷的部分可直接被用作建筑用地進行再次開發，不過在確定為建筑用地前，先確定開采深度比的科學性，地表形成良好的三帶型沉陷現象，且無明顯變動，穩定性較強。

回填的目的在于對巖石層地基實行科學處理，增加承載力，在建筑建成后，不會因為承載力不足或穩定性不佳出現變形。現階段，采礦沉陷區內通過地基承載力提升處理能力，其相關技術不夠完善，但是已經有相關數據要求對其加以規范，如允許的基礎承載力控制在每平方米7.15噸左右，平房的地基承載力要求在每平方米15噸左右，三層樓的承載力要達到每平方米25噸。

3.2.2 非積水沉陷區治理

非積水沉陷區指的是坡度在2度以上的區域，該區域在一般治理中會將其轉化成梯田形式，為農作物生長提供良好場所。因此，一般采用條帶水平梯田修復復墾的處理方式，緩解區域內存在的水土流失及土壤肥力過度流失的情況，保證區域土壤的科學使用，減少不必要的經濟損失。同時，在該模式的推動下，有效提升灌溉效果，利用沉陷區自身優勢特征，滿足挖塘蓄水和灌溉的需求。通過安裝噴淋和滴灌設備，提高開墾梯田內植物的成活率，降低水資源消耗，強化治理效果。在治理過程中，可將該區域按照丘陵山區綠化特點實行科學處理，將復墾后的沉陷區應用到農業種植中來，構建生態農業區。梯田條帶寬度越大，耕種越方便，但工程量也會有所增加，反之耕地數量減少，難度較大，不過卻能節省較多的資源和資金。為此，將梯田臺階高度設置在1m～2m之間。坡度低于2度的區域，可直接通過整平處理滿足復墾要求。

3.2.3 季節性沉陷區治理

在處理礦區下危險性不高或沒有任何危險性的季節性積水沉陷區過程中，因為該區域受積水面積、季節變化等因素的影響，無法確保穩定性，土體結構也無法用于農作物種植或養殖業的發展，因此，重新改造該區域。可將下沉較深的區域內的土質移到下沉較小的區域內，改善地形地貌，為魚塘、蓄水庫建設、種植業、養殖業等的順利開展提供良好條件。在采礦作業中，通過機械和人工作業相匹配的模式進行開采。就人工作業的流程而言，首先組建四人團隊開展作業，二人操作水槍崩土，二人巡視機械運轉和復田圍堤的完好情況。以此將水害變為水利，使沉陷前的單一種植業，變成農、林、牧業并舉的水陸型生態農業。

3.2.4 大面積積水沉陷區治理

該類型沉陷區的治理主要以天然養魚池和人工游覽區這兩種形式為主。前者類似于江南水鄉規模，主要養殖魚類，有效提高農業經濟收入。后者通過公園區域等的科學規劃，實現沉陷區的合理利用，建設人造游園場所，豐富區域娛樂設施，加強美觀效果。

4 結語

希望本文的論述為相關從業人員提供幫助，在后續的開采作業中，更好地實行沉陷區處理，全面掌握綜合治理方案，加強非積水沉陷區、大面積積水沉陷區和季節沉陷區的治理，從而維護區域生態協調性，改善區域內人們的生活品質，推動經濟的更好發展。