礦山地質災害治理及生態環境修復技術

賈胡萍

（山西春暉工程勘察設計檢測研究院有限公司，山西 太原 030009）

0 引言

改革開放后，我國經濟水平呈現上升趨勢，經濟增長推動各個領域發展，尤其針對礦山產業，礦產資源為城市發展提供支持，更讓城市發展呈現出多樣化的特征。但是隨著我國礦產資源的不斷開發，礦山周圍生態環境嚴重受到了影響，長期以往會對礦山周圍居民的生命安全造成影響，更阻礙了我國綠色可持續發展方案的執行。礦山地質環境治理方面屬于一項綜合性較強的工程，因此在執行過程中需要考慮各個環節的影響因素。當前我國針對此項工作出臺了相應的法律法規，以此對其進行有效整治，嚴格落實責任制，因此保障了合理開采，也最大程度對生態環境作出了保護，讓其可以保持穩定狀態。

1 項目概述

本次項目工程為山西省采煤沉陷區綜合治理地質環境項目，在項目組織過程中治理范圍和具體面積如下。

第一個治理區域在礦山的西北部位置，面積大概在2.05hm2；第二個治理區域在礦區的中部，面積大概在5.15hm2左右；第三個治理區域在礦區的北部位置，面積大概在0.35hm2左右；第四個治理區域在水文孔分布區域，面積大概范圍在2.10hm2左右；第五個治理區域在井口位置，其治理面積大概在0.44hm2左右；第六個治理區域在小窯井口的位置，此位置的治理面積大概在0.11hm2左右；第七個治理區域是搬遷后的位置，大概治理面積在8.38hm2左右；第八個治理區域為閉坑位置，其治理面積大概范圍在13.41hm2左右。

2 礦山地質環境問題和具體治理情況

2.1 采空區地表穩定性問題

本次工程開采區域開采時間較為長久，各個煤層大部分區域均為采空區域，資源較為枯竭，礦區位置內部存在大部分采空區域，深度在400m 左右，地表沉降時間在兩年半左右，為有效解決地表沉降問題需要在一段時間內對其時間進行控制。本次礦山中需要治理的區域為7 個，其中包括滑坡區域、崩塌區域、裂縫塌陷恢復區域、封堵恢復區域、景觀恢復區域、地貌恢復區域、含水層治理區域。各個治理區域均為開采采空區域，以往開采區域主要選擇使用刀柱式開采方式進行，因此采空區域變形較為穩定，但是容易受到各種影響因素影響，所以存在不確定性問題[1]。

2.2 地質災害問題

本項目礦山地質災害問題主要包括：崩塌、滑坡、塌陷、地裂縫。形成塌陷或者地裂縫的區域為未完全穩定的沉陷區域，因此容易出現災害隱患。礦山開采結束后，各個區域并未穩定，地面仍會出現塌陷或者地裂縫現象，嚴重會造成兩側滑坡或者崩塌的情況。另外，針對區域內道路或者沿線位置容易出現崩塌或者滑坡地質災害，對于礦區而言不僅需要修建道路，后續在建設過程中礦區還會修建旅游道路，旅游道路會受到采礦區域的影響，存在滑坡或者崩塌的情況，嚴重會威脅過往行人和車輛。地面塌陷或者地裂縫問題主要是開采方式變化所造成，其中，塌陷和地裂縫如果不為明顯則可自行進行填充，如果較為明顯則會出現崩塌或者滑坡問題。邊坡崩塌如圖1 所示。

圖1 邊坡崩塌

2.3 含水層破壞問題

對于治理區域而言，由于本次礦區小窯較多，因此在地表塌陷后，溝谷滲漏較為嚴重，部分地表水容易在小窯內部，小煤礦關閉后并未進行排水處理，因此積水逐漸增加。后續積水通過導水通道與主力水源產生銜接，此時排水封堵問題需要及時進行恢復處理。含水層問題主要是采礦活動對地下含水層所造成的影響，開采工作導致頂板出現垮落，最終形成裂縫帶，也可以將其稱之為導水裂縫帶，此時對含水層進行破壞后，地下水會逐步流失，水位不斷下降，間接破壞含水層與水力之間的聯系，嚴重影響水層的影響。含水層一共包括3 層，如果開采工作破壞含水結構，容易對其整體結構造成影響。礦山地下水位下降容易提升開采危險，同時含水層在裂縫逐漸發育后，導水性會逐漸加強，最終嚴重影響含水層。礦山工作對于周圍居民生活也會造成影響，尤其針對用水需求。在相關調查中，含水層厚度較小，分布范圍較廣，富水性較差，幾乎不含水，因此不具備開發價值，所以地下水位的下降對于后續礦區居民和礦區用水均會造成嚴重影響[2]。

2.4 地形地貌破壞

地形地貌景觀破壞問題，主要在礦區內部，地面塌陷和地裂縫會對地形地貌景觀造成嚴重的破壞，在分析調查過程中礦山開采后采空區域形成塌陷和地裂縫，局部表現較為明顯，原生地形地貌破壞較為嚴重，因此恢復工程數量逐漸增加，才可有效組織采空區域地形地貌景觀的破壞力度。針對部分區域地段并未執行恢復治理，如果礦區內部存在未進行恢復治理區域，更不容易被及時清理，因此地形地貌很難被完全恢復。地形地貌破壞如圖2 所示。

圖2 地形地貌破壞

部分搬遷區域存在地形地貌景觀破壞影響，搬遷所造成破壞較為嚴重。如果在礦區存在廢棄建筑，此類建筑與礦區地形地貌景觀形成不協調的現象，也會對地形地貌景觀造成較為嚴重的影響。

3 礦山地質災害治理及生態環境修復技術應用措施

3.1 地面減沉技術的應用

近年來，礦產開采面不斷擴大，造成礦區出現采空區，嚴重影響礦山周圍生態環境。基于此，為了降低采空區所造成的地質災害問題，需要使用地面減沉技術對其進行處理。地面減沉技術主要指的是對采空區域的一種填充，填充物主要包括砂石和爐渣等，在應用過程中此項技術可以減少地質災害，同時還可以讓周圍環境更為良好。因此，站在地質環境的角度進行分析，可以看出地面沉降問題嚴重影響了礦區周邊環境，同時對于土體結構也造成了一定的破壞，嚴重會造成泥石流或者水土方面的問題。此時選擇使用地面減沉技術可以有效規避地面沉降問題，還可降低地質災害對生態環境造成的影響，以此確保礦產開采可以順利進行[3]。

3.2 恢復植被種植

礦山開采過程中，容易出現地面塌陷問題，此時在治理過程中最好的處理辦法是進行植被種植恢復。在塌陷區域植被恢復可以將煤矸石等各類填充料應用在種植區域，以此減少水土流失問題，有效控制地質災害發生概率，最終達到良好的環保控制效果。此時針對植被種植方面，盡可能選擇使用壓實方式對植被進行處理，以此才可保證種植區域密實度，并且保證密度滿足植被種植要求，才可減少對地質災害生態環境的影響，以此保障礦產開采可以順利進行，同時規避對環境的各類影響。

3.3 相關法律的完善

為有效確保礦山地質開采工作的效果和質量，需要對礦山地質治理和生態環境修復相關規定和法律進行完善，以此才可保障礦山地質災害治理質量，為后續生態環境修復工作提供支持，同時對礦山開采工作進行完善，提高整體礦山資源開采的要求，保障礦山開采企業可以嚴格按照相關法律法規進行開采，并且以保護生態環境為基礎，確保礦山開采企業和開采人員都在獲得一定資質后才可進行開采工作。針對礦山開采在法律法規支持下也可按照規范完成相關工作，保障礦山開采工作可以順利進行和開展。

3.4 聯合監管體系

礦山開采監督管理工作在落實過程中，各個部門需要構建聯合的監督管理體系。其中部門主要包括政府部門、自然資源部門、環保部門、安全監管部門、林業部門，各個部門需要發揮出自身的優勢，與當地礦產開采具體情況和地質災害的機制同時作出分析，在滿足監管的同時讓其具備獨立的執法權力。礦山開采監督管理制度可以提升監督管理工作的能力和水平，對其礦山開采工作作出有效控制，從而規避各類地質災害發生率。結合礦山實際情況設置專業的監督管理部門，及時對礦山開采企業的地質環境治理和生態環境修復工作作出全面監督管理，保證各個方面都可在監督管理范圍內，才可提升監督管理工作的效率，解決礦山開采工作的阻礙因素，為后續礦山開采提供支持和引導[4]。煤礦聯合監管體系如圖3 所示。

圖3 煤礦聯合監管體系

3.5 開采技術優化

科學技術的優化促使礦山技術也得到了進一步的優化和完善，此時先進的技術可以保證礦山開采環境具備穩定性，還可以減少地質災害發生概率。此時為了規避礦山開采過程中存在的沉降問題，礦山開采人員需要對開采方式進行完善，一般情況下主要選擇漿液灌注的方式對開采位置進行處理，在漿液灌注后可以對內部結構進行平衡，以此減少礦山內部結構產生的變化。如果選擇局部開采的方式進行施工，也需以此對少部分作出開展，此時，開采后需要對結構進行填充，在填充結束后可以繼續進行開采工作。填充工作還可以選擇復巖離層帶開采技術進行使用，以此取得更為良好的效果。此項技術應用后可以解決巖層位移的問題或者沉降問題，最終降低地質災害發生概率。但是無論任何開采技術應用都需與礦山開采作業要求和地質具體環境作出分析，明確地表結構才可合理選擇技術應用，最終確保開采效率，同時減少地質災害發生概率。

3.6 強化開采控制和治理

造成礦山地質災害的成因較多，不同的地質災害所造成的破壞程度呈現出一定差異性，基于此礦山開采需要重視地質災害治理工作，還需對地質環境作出有效分析，掌握礦山地質具體情況，才可提高地質災害防治的效果。礦山開采過程中各個開采環節都需作出統籌規劃，才可保證地質災害治理效果，并且減少地質災害發生概率。此時在礦山開采前期準備階段需要做好準備工作，主要對方案、地質情況、修復措施進行明確。礦山開采結束后需要結合實際情況選擇適合生態修復方式對礦山作出處理，也需不同對礦渣進行清理。針對礦山廢料處理方面需要采取較為統一的方式進行，還需針對邊坡失衡問題和建筑材料回收等多個方面作出規劃，最終減少對自然環境的影響力度。在落石和碎石處理過程中需要遵循安全性原則，減少因操作不當所造成二次地質災害現象，因此需要合理規劃撤離方案，并且對于撤離路線也需作出有效設定，才可降低安全事故發生概率[5]。

3.7 地質安全防護體系

針對地質安全防護體系構建方面需要明確各項參數，如果在參數分析過程中發現水量較多的情況下，則需安排排水管，排水管位置需要合理劃分，主要保證邊坡的穩定性，才可減少滑坡現象的發生。如果礦山施工地點整體地段穩定性較差，則需安排安全攔截措施，才可規避對后續礦山施工所帶來的影響和阻礙。除此之外，針對礦山開采過程，更需要強化施工安全管理落實工作，盡可能進行培訓工作，主要培訓技術和安全內容，以此提升管理人員操作能力和安全意識，保證員工可以嚴格按照技術相關規定進行后續操作，以此規避安全事故的影響。除此之外，針對環境保護工作也需加強礦坑回填處理工作，盡可能加大植物種植力度，保障生態修復。

4 結語

綜上所述，礦山工程存在的地質災害類別較多，形成災害的原因較為復雜，身為相關從業人員需要對其作出認真有效分析，才可明確具體災害原因，此過程也需對礦山工程的實際情況作出有效觀察，以此明確地質災害措施，保證可行性。在地質災害防治過程中也需秉承著預防為主防治結合的理念，盡可能使用現代先進技術和設備，對地質災害進行嚴格管理和控制，從而最大程度對礦山資源的開采工作進行保護和處理。