礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)路徑探索

李冰倩 董起廣

摘要：為了滿足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的使用需求，礦產(chǎn)企業(yè)逐漸加大對(duì)礦山資源的開采力度。但是，開采力度過大，對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，甚至形成大量的塌陷區(qū)。我國持續(xù)提高對(duì)礦山開采生態(tài)效應(yīng)，就必須對(duì)礦山塌陷區(qū)的治理與恢復(fù)予以高度重視，借助科學(xué)合理的生態(tài)修復(fù)措施減少各種地質(zhì)災(zāi)害。基于此，本文重點(diǎn)以張家峁煤礦為研究對(duì)象，對(duì)礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)路徑進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：礦山；塌陷區(qū)；地質(zhì)；生態(tài)修復(fù)

項(xiàng)目名稱：《基于礦山動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系的陜北礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)方法研究》

項(xiàng)目編號(hào)：2022SMHKJ-B-J-54

煤炭資源是一種非常重要的能源資源，社會(huì)需求量較大。張家峁煤礦位于陜西省神木市濱河新區(qū)，礦區(qū)面積51.9798平方千米。在不斷擴(kuò)大煤炭資源的開采規(guī)模形勢(shì)下，當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境發(fā)生了較大的變化。塌陷區(qū)的形成，讓礦區(qū)及其周圍面臨較大的地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境隱患。在這種情況下，為了實(shí)現(xiàn)張家峁煤礦的持續(xù)開采，有必要加強(qiáng)礦山塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境管理，做好塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)工作。

一、礦山塌陷區(qū)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

（一）礦山塌陷區(qū)面臨的地質(zhì)災(zāi)害威脅

1.泥石流

相關(guān)部門對(duì)張家峁煤礦的塌陷區(qū)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在大量的廢渣和建筑垃圾等物質(zhì)。這些物質(zhì)堆積在一起，形成了松散狀堆積體。如果當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)暴雨等極端惡劣天氣，就可能引發(fā)泥石流災(zāi)害，并對(duì)周圍的生態(tài)自然環(huán)境產(chǎn)生破壞，對(duì)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全和身體健康產(chǎn)生威脅。

2.不穩(wěn)定邊坡

煤炭資源大多深埋在地層300m以下。針對(duì)煤炭資源的開采，一般以豎井地下開采和露天開采方法為主。煤層底板以黏土巖和砂巖為主。在豎井的影響下，部分塌陷區(qū)周圍存在很多的邊坡。這些邊坡屬于巖質(zhì)邊坡，以砂巖和泥巖為主要巖質(zhì)。另外，這些邊坡非常陡峭，存在不同程度的風(fēng)化和裂縫，穩(wěn)定性較低。一旦遭遇暴風(fēng)、暴雨等惡劣天氣，塌陷區(qū)邊坡的地質(zhì)環(huán)境就會(huì)發(fā)生較大的變化，甚至出現(xiàn)邊坡崩滑。

3.滑坡

目前，煤礦塌陷區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，并對(duì)塌陷區(qū)的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。煤礦塌陷區(qū)的常見滑坡類型主要楔形體巖質(zhì)滑坡、巖質(zhì)滑坡、黃土滑坡三種。

（二）礦山塌陷區(qū)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

1.對(duì)地面建筑物的影響

煤礦塌陷區(qū)會(huì)引起不同形式的地表變形問題。對(duì)附近建筑工程的地基穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，使地面建筑物出現(xiàn)不同程度的變形或破壞。另外，如果某些煤礦城市出現(xiàn)塌陷災(zāi)害，不僅會(huì)引起地面建筑物的倒塌，還有可能對(duì)通信系統(tǒng)、交通系統(tǒng)及供水系統(tǒng)等產(chǎn)生破壞，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ钆c生產(chǎn)帶來諸多不便。

2.對(duì)地表水體的影響

在引起地表變形問題后，還有可能對(duì)地下管線產(chǎn)生影響，使城市中的積水無法正常排出，甚至出現(xiàn)飲用水、污水與塌陷區(qū)地表水混合在一起的問題。這不僅會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｓ盟a(chǎn)生影響，還有可能引發(fā)城市倒灌，對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生破壞。另外，煤礦在開采過程中產(chǎn)生的污水存在大量污染物質(zhì)。如果不能妥善處理這些污水，使其直接與地表水混合在一起，將會(huì)污染水體環(huán)境。

3.對(duì)地面氣體的影響

煤礦塌陷區(qū)的存在，已經(jīng)使當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)嚴(yán)重的水體污染問題。長(zhǎng)時(shí)間會(huì)產(chǎn)生大量污染氣體，對(duì)空氣質(zhì)量造成影響。例如，煤礦在開采過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的煤矸石，煤矸石堆積在一起，容易發(fā)生自燃現(xiàn)象，生成大量的二氧化硫、氮氧化物和硫化氫氣體等氣體，對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生污染。另外，煤礦塌陷區(qū)出現(xiàn)的道路破壞與建筑物倒塌等問題，會(huì)產(chǎn)生大量灰塵，引起揚(yáng)塵污染，對(duì)居民的日常生活產(chǎn)生不利影響。

二、礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)的基本原則

在明確煤礦塌陷區(qū)對(duì)地質(zhì)與環(huán)境的不利影響后，塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)迫在眉睫的工作。為了保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，針對(duì)塌陷區(qū)的治理與修復(fù)，需要遵循以下幾項(xiàng)原則。

（一）以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的原則

張家峁煤礦位于陜西省神木市濱河新區(qū)，當(dāng)?shù)夭粌H擁有極為豐富的煤礦資源，還擁有170萬畝的耕地面積，其中，農(nóng)作物播種面積約102萬畝，果蔬種植面積約2.2萬畝。煤礦資源的開采，會(huì)對(duì)耕地面積產(chǎn)生影響，減少居民的人均耕地面積，激發(fā)矛盾。鑒于此，在對(duì)煤礦塌陷區(qū)進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)時(shí)，必須堅(jiān)持以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的原則，維持農(nóng)業(yè)資源生產(chǎn)與耕地面積之間的平衡。

（二）因地制宜原則

在地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循因地制宜原則，即結(jié)合塌陷區(qū)的具體地質(zhì)條件，選擇發(fā)展對(duì)象。如果塌陷區(qū)的地質(zhì)條件適合發(fā)展農(nóng)業(yè)，就采取發(fā)展農(nóng)業(yè)的治理措施；如果塌陷區(qū)的地質(zhì)條件適合種植樹木，則采取發(fā)展林業(yè)的措施。另外，可以同時(shí)發(fā)展農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和旅游業(yè)，在改善塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，對(duì)環(huán)境資源進(jìn)行合理利用。

（三）經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相結(jié)合原則

需要遵循經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相結(jié)合原則，即對(duì)塌陷區(qū)的地質(zhì)條件、復(fù)墾土地適宜性等進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的發(fā)展模式，協(xié)調(diào)塌陷區(qū)的治理與煤礦資源開采之間的關(guān)系，將塌陷區(qū)打造為集休閑、娛樂、生產(chǎn)于一體的現(xiàn)代化生態(tài)模式，兼顧經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益。例如，針對(duì)張家峁煤礦塌陷區(qū)的治理與修復(fù)，相關(guān)部門需要對(duì)煤炭開采引起的礦山地質(zhì)環(huán)境破壞、土地?fù)p毀、礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)功能提升等方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)礦山土地利用、土地?fù)p毀和生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行全面了解，對(duì)礦區(qū)復(fù)墾土地和生態(tài)環(huán)境修復(fù)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以此為基礎(chǔ)選擇與應(yīng)用相關(guān)的發(fā)展模式。

三、礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理措施

（一）植樹造林

針對(duì)大規(guī)模的塌陷盆地環(huán)境，植樹造林不僅可以防風(fēng)固沙，解決水土流失問題，還可以推動(dòng)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)發(fā)展，提高城市綠化工程建設(shè)質(zhì)量。大規(guī)模的塌陷盆地環(huán)境，并不代表礦區(qū)地表出現(xiàn)積水。如果采用傳統(tǒng)的回填治理方法，就會(huì)產(chǎn)生巨大的工程量。植樹造林不僅可以有效改善塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，還可以提高當(dāng)?shù)貙?duì)閑置土地的利用率。需要注意的是，部分塌陷區(qū)的水資源并不豐富，在植樹造林的過程中，為了滿足樹木生長(zhǎng)對(duì)水分的需求，可以采用滴灌技術(shù)進(jìn)行灌溉，以此提高樹木的種植成活率。

這種治理模式適用于地表沒有大量積水且塌陷規(guī)模不大的塌陷區(qū)。在正式開始植樹造林之前，施工單位需要先對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行回填處理。

（二）發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)

部分塌陷區(qū)存在極為嚴(yán)重的積水現(xiàn)象。相關(guān)部門要對(duì)這一區(qū)域進(jìn)行養(yǎng)殖業(yè)的開發(fā)。例如，如果塌陷坑內(nèi)存在積水，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在積水較多的區(qū)域設(shè)立魚塘；在積水較少的區(qū)域播種水產(chǎn)作物；在積水區(qū)域周邊種植蔬菜瓜果。

需要注意的是，這種治理方式適用于氣候條件相對(duì)濕潤(rùn)、降雨量偏大、長(zhǎng)期存在積水的塌陷盆地區(qū)域。這樣的塌陷區(qū)域存在的塌陷量差異較大，塌陷區(qū)地表積水比較明顯，再加上地表特征的影響，形成的地表彎曲帶非常典型。另外，這種塌陷區(qū)域中的地層土壤以黏性土壤為主，不具有較強(qiáng)的滲透性。相關(guān)部門需要對(duì)積水區(qū)域形狀、積水厚度、塌陷量特征等重點(diǎn)分析，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行個(gè)性化產(chǎn)業(yè)模式的設(shè)計(jì)。

（三）打造礦山地質(zhì)公園

如果塌陷面積相對(duì)較小，或者與主城區(qū)距離不遠(yuǎn)，則可以結(jié)合塌陷區(qū)的形態(tài)特征、變化規(guī)律和城市的建設(shè)規(guī)劃方向，在不改變?cè)械匦味鄻踊攸c(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行礦山地質(zhì)公園的建設(shè)。這樣不僅可以改善塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，而且可以發(fā)展旅游業(yè)。例如，如果塌陷區(qū)域的面積相對(duì)較大且存在積水，則可以打造湖泊或濕地景觀，將當(dāng)?shù)貧v史、文化與景色結(jié)合在一起，形成個(gè)性化的旅游資源。

在應(yīng)用這種治理方式時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面。首先，塌陷區(qū)應(yīng)當(dāng)臨近城市，且塌陷面積不大，塌陷區(qū)域的地表具有多樣化特點(diǎn)。其次，在建設(shè)礦山地質(zhì)公園時(shí)，需要將現(xiàn)場(chǎng)比較典型且具有代表性的塌陷景觀保留下來，并以此為基礎(chǔ)加大旅游事業(yè)的發(fā)展力度。

（四）打造農(nóng)業(yè)生態(tài)園

針對(duì)淺塌陷坑、塌陷槽、地裂縫和波狀地形等情況，建議采用回填治理方法，通過大面積恢復(fù)耕地將塌陷區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生態(tài)園。這樣不僅可以有效改善塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，還可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。需要注意的是，這種治理方式僅適用于塌陷區(qū)地表塌陷坑相對(duì)較小的情況。因?yàn)樗萘枯^小，所以在回填施工方面的工程量不大。

四、礦山塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)措施

（一）樹立科學(xué)的發(fā)展觀念

要加強(qiáng)礦山塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)，需要樹立科學(xué)的發(fā)展觀念，設(shè)立專門的生態(tài)修復(fù)組織機(jī)構(gòu)，構(gòu)建完善的生態(tài)修復(fù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系，以此實(shí)現(xiàn)礦山塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)工作的統(tǒng)一安排、協(xié)調(diào)與實(shí)施。

一方面，要對(duì)生態(tài)修復(fù)組織機(jī)構(gòu)中工作人員的工作職責(zé)加以明確，對(duì)礦山企業(yè)各部門的責(zé)任與義務(wù)加以明確，確保在塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)出現(xiàn)問題時(shí)，不會(huì)相互推諉扯皮。

另一方面，在“誰開發(fā)誰保護(hù)、誰污染誰治理、誰破壞誰恢復(fù)”的原則下，進(jìn)行礦山塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)，并根據(jù)礦山塌陷區(qū)的實(shí)際情況建立專門的水土保護(hù)機(jī)制、土地復(fù)墾機(jī)制和生態(tài)恢復(fù)機(jī)制等。

（二）積極籌備資金

在對(duì)礦山塌陷區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，只有積極主動(dòng)籌集資金，才能夠保證各項(xiàng)生態(tài)修復(fù)工作的全面實(shí)施與有效落實(shí)。在傳統(tǒng)的發(fā)展理念下，我國很多煤礦企業(yè)沒有意識(shí)到生態(tài)環(huán)保的重要性。煤礦的過度開采使礦區(qū)生態(tài)遭到嚴(yán)重的破壞。只有通過多種不同渠道，向社會(huì)各界力量進(jìn)行公共資金的籌集，才能夠從整體上提高受損土地的修復(fù)工作質(zhì)量。

（三）加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

生態(tài)修復(fù)時(shí)還需要加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。首先，對(duì)塌陷區(qū)的水體、土壤、空氣等特點(diǎn)進(jìn)行研究，了解塌陷區(qū)的演化趨勢(shì)，制訂科學(xué)合理的煤炭資源開采方案，減少煤炭資源開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。其次，加強(qiáng)對(duì)塌陷區(qū)各類動(dòng)植物資源的保護(hù)，在模擬自然群落的基礎(chǔ)上，積極引進(jìn)成活率較高的植物品種，加快塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)速度。

（四）加強(qiáng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)手段的運(yùn)用

最后，需要加強(qiáng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)手段的運(yùn)用。一方面，對(duì)現(xiàn)有的土地修復(fù)法律法規(guī)進(jìn)行分析，然后明確礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)履行的責(zé)任與義務(wù)，通過繳納稅款、上繳土地修復(fù)保證金等方式，實(shí)現(xiàn)礦山水土保持的可持續(xù)性。另一方面，將土地復(fù)墾制度、排污收費(fèi)制度等落到實(shí)際的塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)工作中，加強(qiáng)土地生態(tài)修復(fù)工作的質(zhì)量。

五、結(jié)語

綜上所述，提高礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)與綜合治理效率，不僅可以改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，還可以為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。要加強(qiáng)礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境的治理，可以采用植樹造林、發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、打造礦山地質(zhì)公園和農(nóng)業(yè)生態(tài)園的方式。加強(qiáng)礦山塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)，不僅要樹立科學(xué)的發(fā)展觀念，還要積極籌備資金，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)手段的應(yīng)用。只有結(jié)合礦山塌陷區(qū)的實(shí)際情況，制訂科學(xué)合理的治理與修復(fù)措施，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展，才能將塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境的治理價(jià)值充分發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉金勇.礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)分析[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32（03）：191，193.

[2]高健.礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)分析[J].區(qū)域治理，2020（13）：217.

[3]單浩鵬，何鵬勇.礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)分析[J].百科論壇電子雜志，2021（01）：239-240.

[4]陳星伯.礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020（23）：358.

[5]楊倩.礦山塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)分析[J].百科論壇電子雜志，2020（24）：37-40.

[6]郭西茜.淺談淮北市礦山地質(zhì)環(huán)境問題及生態(tài)修復(fù)意義[J].資源環(huán)境與工程，2021，35（03）：364-368.

[7]鄒長(zhǎng)新，沈渭?jí)郏嗍貜V，等.我國礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)及對(duì)策研究[C].//中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)生態(tài)與自然保護(hù)分會(huì)2013學(xué)術(shù)年會(huì)論文集. 2013：34.