礦區地面環境工程綜合評價體系構建

莫倩雯 林澎

（昆明市生態環境工程評估中心 云南昆明 650000）

截至2019年12月，自然資源部發布《關于探索利用市場化方式推進礦山生態修復的意見》，要求地方各級自然資源主管部門通過做好核定礦區土地利用現狀地類、強化國土空間規劃管控和引領、鼓勵礦山土地綜合修復利用、盤活礦山存量建設用地、合理利用廢棄礦山土石料等方式，帶動社會資本加速礦山生態修復進程。從現實角度出發來看，礦山生產過程往往要對當地礦山開采區域地質結構進行現場開挖，這必然會對區域地質環境造成破壞，且礦山生產期間，隨時間推移，各類影響地質環境的風險因素也會反復出現，最終便會導致相應礦山區域地質環境治理難度全面增加的狀況發生，如礦區周邊植被稀少、綠化率低、水土流失嚴重、粉塵污染明顯等對我國自然生態成可持續化發展模式形成較大阻礙［1］。

1 礦區生態環境演變的科學問題

第一，礦區生態環境各要素的時空變化特征及其差異性。由于受煤礦開采的干擾，生態環境遭受了不同程度的破壞，無論是地表水、地下水，還是土壤植被等，都隨著時間和空間的推移呈現出持續性的變化。然而，它們的變化規律又不是完全一樣的，在對地表水、地下水及土壤和植被的各個指標做出深入的分析探索后，了解了它們變化的不同之處，能夠幫助人們充分地掌握在煤礦開采的大環境下生態環境究竟發生著怎樣的變化。

第二，礦區開采修復活動對生態環境的要素影響機制及各要素協同演變規律［2-5］。煤礦開采會引起生態環境發生一系列的變化，當然，生態環境的變化也會反過來影響煤礦環境例的改善，這同樣是人們探究環境變化的關鍵所在。如，隨著開采越來越頻繁，地下水會越來越少，從而引起地表坍塌，裂縫越來越多，水就會不斷地變成水蒸氣飛向空中，土壤就會變得干枯，一旦地下水量供應不足，植物就沒有辦法正常生長，而植物的枯萎會進一步打破生態平衡，進而影響到生態環境的其他方面逐漸地惡化下去。另外，當環境遭到破壞后，煤礦區域的環境改善也將難以進行，那么，無論是地表水、地下水，還是土壤、植被等，都會在“你影響我、我影響你”的條件下持續地變化著。

2 地質災害預測評估

2.1 開采引發地面塌陷災害的預測

為了有效地判斷地面的塌陷情況，就需要合理分析煤礦究竟在地底下的什么地方、具體施工時需要挖多深及相應的有效深厚比，來確切地了解當前的地表所處的狀態，然后，結合《煤礦環境地質災害與防治》就可以獲得地面的塌陷等級。一般情況下，如果深厚比不超過20，就代表塌陷情況相當厲害，那么在更廣闊的區域內就會出現地面裂縫；如果深厚比處于20～200的區間內，那么不同區域的地面裂縫有的厲害，有的不厲害；如果深厚比超過200，地表只是稍微產生一些裂縫。按照現階段煤礦所制定的等級來看，如果深厚比在35 以下，對周圍建筑的破壞屬于第一等級，是非常厲害的；如果深厚比處于35～60之間，那么對建筑的破壞屬于第二等級，是相當厲害的；如果深厚比處于60～200之間，那么屬于第三等級，是一般程度的破壞；如果深厚比超過200，則屬于第四等級，是輕度破壞。另外，如果深厚比處于23.04～28.54的范圍內，那將意味著當開采逐漸深入的時候，地表隨時可能出現裂縫，對周圍建筑物會帶來不可估量的損失。

2.2 采礦活動可能遭受崩塌災害的預測評估

當開采活動持續深入地進行，極易遇到地面崩塌的情況，但有時候這些都是難以預料的，所以對此進行全面的分析，并做出有效的判斷，能從一定程度上降低崩塌對環境造成的破壞。

3 礦山地質環境治理現狀分析

3.1 地質災害治理效果相對比較有限

現階段所進行的礦區環境修復情況并不太好。就現在的狀態來分析，隨著經濟水平的不斷提高，需要越來越多的礦產來支持生產。而當前的情況是凡是能開采的地方都已經開采完了，所以為了支持經濟的快速發展，必須加大開采力度，向更深的地方進行挖掘。但這樣一來，肯定會對地質造成一定的不良影響，那么環境修復起來肯定會難上加難，還有可能會引起地表結構紊亂，并存在踩空的安全隱患，這些都超出了人們的可控范圍。盡管目前針對多數的礦區，上級單位也根據實際情況頒布了相關的法律條文，制定了必要的標準和規則，促使礦產開采能夠進行標準化施工，然而現在的問題是多數礦區的地質破壞都是以前所造成的，特別是有些巖溶結構，使得礦區環境修復難以發揮相應的作用，即便是想盡一切辦法，效果也并不明顯。而有些地方由于受氣候的影響，各種環境破壞累加在一起，使得地質更加惡化，一定程度上增加了環境改善的難度，這些都制約著我國生態環境改善的有效推進。

3.2 環境水文地質問題

由于開采的階段不一樣，第一階段的開采就造成了水位逐漸降低，引起地面裂縫等情況的出現，甚至呈現出巖溶狀態，而第二階段的開采使得地下水嚴重不足，土壤中水分較低，難以支持植物的生長，引發了更惡劣的地質情況。

4 礦山地質災害預防措施

（1）崩塌災害的預防措施。第一，結合相應的標準，科學地制定坡比，進行黃土灌漿。第二，科學有步驟地放置矸石，并在此基礎上確定出有效的邊坡角。

（2）巖溶地面塌陷的預防措施。第一，對存在巖溶地面塌陷危險的礦區進行全面有效的監管，特別是對易積水的地方采取必要的防滲辦法，或者是把一些坑都填上土，確保水不會慢慢漏下去，在長年累月的作用下，土壤逐漸下沉而形成地面塌陷。第二，對目前已經存在塌陷的地方，要么用土填平，要么用水泥澆灌，以免塌陷的地方逐漸延伸，將損壞控制在最小范圍。填土的時候，要按照塊石、礫石、粗沙的步驟依次填入，這樣就可以起到反濾的效果，最后再放入黏土，特殊情況下，需要對其加以灌漿。第三，在一些淺坑的地方，如重晶石坑和部分水塘，最好用黏土填平，以免自然水會直接滲漏進去。

（3）地面沉降變形［6］的預防措施。有時將地下水進行排出的過程中會使得水位變低，還有部分煤礦開采結束的地方都有引發塌陷地危險，應采取以下方法做好防護。第一，要加大宣傳力度，鼓勵周圍居住的人們時刻注意他們的房子是否有出現裂縫或地面下陷的情況，倘若有的話，要在第一時間內向上級部門反饋，并疏散老百姓。第二，蓋新的樓房時，盡量選擇在相對比較安全的地方，所以要提前做好實際調查，在掌握詳細情況的基礎上，制訂好必要的施工方案，再實施建造，地基要盡可能地立于整個基巖中上。第三，對煤礦開采結束區域要進行系統全面的動態監管。

（4）采空區地面塌（沉）陷的預防措施。由于采空區會越來越多，導致風險會逐漸加大，所以，回采完成后，要在第一時間內做好防護，具體操作如下。第一，回采完成后，要立馬關閉可以進入的所有道路，以免人和各機器裝備發生危險，同時避免漏風的情況出現。第二，要把深井下的采空全部填平，最好在尾砂膠結充填的基礎上，再配合非膠結充填交替進行。

5 生態環境治理理念與工作思路

要對礦區開展實際調查，并綜合考慮當前的環境情況，科學地分析其中存在的問題，尤其是高原高寒礦區應該采用何種防護措施，以及改善環境質量需要解決哪些關鍵問題，樹立“山水林田湖草是一個生命共同體”的思想意識，認真貫徹落實“節約優先、保護優先、自然恢復為主”的政策，從“技術可靠、經濟合理、依法依規”角度入手，參考以前的成功案例，結合“因地制宜、分區管控、消除隱患、貼近自然”的環境修復原則，把地質危險預防和環境的改善所采用的方法和手段全部納入系統全面的管理體系，促使其能逐漸地進行自我修復，看護好大自然的大門，全面提高環境的綜合質量，盡量做到與周邊環境融合，打造近自然、免維護、可持續的高原高寒礦區生態景觀。

6 生態環境治理工程具體措施

6.1 土地環境破壞恢復治理措施

眾所周知，采礦必然會產生大量礦坑，如果不能在第一時間內填埋好，那么地面就會變得坑坑洼洼，存在坍塌的危險，時間長了，土壤就會慢慢枯竭而失去利用價值。另外，實施采礦的時候，其旁邊的地面上幾乎寸草不生，原有的生態平衡被打破，又極易引發塌方和泥石流等各種災害，所以，人們長期處于一種不安全的狀態中，嚴重制約了經濟的順利推進。無論是開采的過程，還是結束之后，都能夠通過種植相思樹、芒花或爬山虎等對環境加以修復。例如，對于公路兩邊、礦區外圍及長期使用的邊坡和工人日常居住的場所比較適合種植大葉相思樹，而采坑周圍種芒花就非常好，這樣能夠達到被綠樹環繞，地表綠化的生態現象。除此之外，就連礦區和工業區也能夠采用植物種植的方法達到環境改善的效果。

6.2 環境污染治理措施

如果區域內已經遭受了不同程度的環境污染，要立馬找到污染的根源在哪里，并及時地解決掉，然后把污染的區域進行封控管理，以免其逐漸擴大延伸，接著就可以用化學的方法去除其中的有害物質，另外，通過生物降解也能達到同樣的效果。

6.3 廢棄礦坑空間資源綜合利用工程

一些工業區大都會排放過多的固體廢物，現在還沒有辦法完全處理掉，存在極大的安全隱患。眾所周知，市區也不具備將其進行全部填埋的條件，所以要結合具體情況，采用必要的措施對其進行統籌處理，例如，尋求區域內沒用的礦坑，改造成臨時的填埋區，這樣，固體廢物就能進行合理的處置了。然而，通常情況下，占地790萬m3的廢物填埋區大概使用的時間是8a，這樣，一方面可以使市內的固廢得以有效處理，另一方面礦坑也得到了有效的填埋，不用再尋找其他的填埋物了，正可謂一舉兩得，并且還節約了環境修復的成本，不需要額外的經濟支出，還節省了一定的人力資源。

6.4 生態系統功能恢復重建措施

最重要的是對地面進行綠化。第一步要提前制訂出環境綠化的方案，其中包括要達到什么樣的效果、堅持什么樣的原則、采取什么樣的方法等，然后對礦區的生態情況做出綜合分析。第二步找出適合在礦區生長的各種植物，然后根據氣候條件開展種植。第三步在人工培育的基礎上促使其自然擴散，以便沒有人為參與的情況下能夠自然生長。

6.5 露天礦坑封閉圈以上礦山廢棄地生態恢復

因為對于一些沒有采取封控措施的礦坑下一步還要開展環境修復，所以要提前對已經封控的礦區實施環境治理。

（1）高陡巖質邊坡生態恢復。經過對礦區各參數進行核算，并結合當前的具體情況，把礦區劃分為好幾個部分，實施針對性環境改善，由于處于+80～+95m范圍內土化非常厲害，適合選擇“修坡+錨桿固定+鋼筋混凝土框格梁+框架內噴播植草復綠”的修復方法，而超過+95m的，則適合選擇“危巖清理+清坡+掛網+客土噴播復綠”的修復方法。

（2）周邊廢棄地生態恢復。一般坡度不超過2/3的非封閉礦坑，需要先給予簡單的整理，在填入不超過5dm的土壤的基礎上，再加以夾竹桃植被覆蓋。同時，還要在反方向設置2%坡面，以便多余的水能夠流向排水溝而順利排出，避免水沿著正向的坡面流出。

7 礦區生態環境治理工程綜合評價體系構建

借助于系統全面的評價機制，就可以對礦區的各個環境要素實施動態的監測，能夠隨時了解諸如地表水、地下水、土壤、植被等各個時期內的詳細情況。另外，由于資本壓力太大，使得有些礦坑并沒有填平，以至于在很長一段時間內都可能有發生滑坡的危險。所以，必須對環境的各個成分實施系統化監管，以便能夠找出它們之間的內在必然聯系，參考國際上成功案例的前提下，對一號井實施適合其特點的綜合質量管理，其中分別涉及水體、土體和大氣等各個方面，另外，還要開展凍土管理、植被管理，充分利用遙感技術探測邊坡的變化情況，這樣就能夠獲得關于礦區環境全面有效的信息數據。那么，在這樣“空—天—地”三方面技術有效結合的綜合管理下，可以把環境沒有治理時的面貌樣子、治理期間的樣子及治理后的樣子做出充分的對照歸納和研究，以便能夠及時將可能發生的危險消在滅萌芽狀態，從而為科學地開展評估給予必要的參考。

8 結語

由以上可知，第一，礦區的地質環境錯綜交錯，而煤礦的開采對周邊環境造成了極大的破壞，不僅導致地下水位下降、土壤干枯，而且還產生了大量的固廢，使得其修復起來非常麻煩。第二，為了改善環境，采取了必要的修復措施，如礦坑填埋；為了防止雨水滲漏，還進行了灌漿，并改進坡度使水能夠順著排水溝順利排出。以上方法都在環境治理中發揮了積極的效果。第三，還要對環境監管模式做出有效的調整和優化，加大力度實施監測，并設置必要的預警機制，以便對可能存在的地質危害做出有效的防控。