礦山地質(zhì)環(huán)境影響治理分析

摘 要：礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)和利用，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展提供了有力的支撐，與此同時(shí)，也給我國(guó)的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了破壞，特別是對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞尤其嚴(yán)重。本文以某煤礦地質(zhì)環(huán)境影響情況為例從水環(huán)境及水資源情況、發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害情況、還有對(duì)土地巖土資源破壞情況等方面影響，對(duì)其地質(zhì)環(huán)境影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析，為安全地開發(fā)礦產(chǎn)資源以及對(duì)礦山企業(yè)的進(jìn)行綜合治理提供有利的科學(xué)的依據(jù)和保證。

關(guān)鍵詞：礦山地質(zhì)環(huán)境 影響 治理 分析 煤礦

中圖分類號(hào)：TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（a）-0115-02

某煤礦其煤炭保有資源儲(chǔ)量達(dá)到2 142.48萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量達(dá)到939.45萬(wàn)噸，礦山剩余可以服務(wù)年限約為23.5年。其煤層產(chǎn)狀走向?yàn)楸睎|方向，并略傾向北西，傾角較緩，為2°～6°。該礦區(qū)范圍內(nèi)部目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，也沒(méi)發(fā)現(xiàn)環(huán)形陷落柱構(gòu)造，其礦山附近其他構(gòu)造也沒(méi)有出現(xiàn)異常改變，該礦山的總體構(gòu)造屬簡(jiǎn)單型。該礦區(qū)的含水層重點(diǎn)是第4系中的沉積物中的孔隙潛水的含水層、另外還有三疊系中的裂隙的含水層、石炭系中的灰?guī)r以及砂巖中的裂隙的含水層、奧陶系中的裂隙中的含水巖；該礦區(qū)的隔水層重點(diǎn)是在石炭系和三疊系含水層之間泥巖隔水層、還有存在于木溪組和大原組底部中間的泥巖隔水層。這其間的奧陶系灰?guī)r是該礦區(qū)含水性最強(qiáng)的含水層，主要是大面積裸露砂巖砂的經(jīng)過(guò)大氣降水給予充足的水量補(bǔ)給。然而石炭、二疊系地層，因?yàn)槠渲写嬖诤畬雍透羲畬酉嚅g成層，導(dǎo)致大氣降水對(duì)其地下水補(bǔ)給不足，尤其是其深部裂隙不發(fā)育，又存在多層泥巖的隔水。對(duì)于其中的碎巖裂隙受大氣及地表水補(bǔ)給能力受地形相關(guān)因素的影響和制約。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境影響治理分析

1.1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

（1）礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。

該礦區(qū)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期對(duì)4號(hào)煤的開采，已造成一定采空區(qū)，其面積大約為0.856 km2的采空區(qū)。然而目前本礦井在采空區(qū)范圍內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地面塌陷及地裂縫現(xiàn)象，對(duì)土地造成的破壞較輕，不明顯，相對(duì)地裂縫以及地面塌陷造成的危害程度也較輕，不明顯，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)其地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀為較輕。

（2）對(duì)礦山巖土及土地資源環(huán)境現(xiàn)今狀況評(píng)價(jià)。

該礦區(qū)是具有低山丘陵地形特點(diǎn)的區(qū)域，其土地利用主要是農(nóng)田耕地和林地、牧草地、居民居住區(qū)以及工礦用地區(qū)、相應(yīng)的未利用荒地。農(nóng)田耕地占土地總面積的20%。在現(xiàn)今的礦區(qū)的條件下，在采空區(qū)上面沒(méi)用出現(xiàn)較為嚴(yán)重的地面塌陷以及裂縫情況，故此該礦區(qū)的采礦作業(yè)活動(dòng)屬于對(duì)土地破壞較輕影響狀態(tài)。評(píng)估該礦區(qū)內(nèi)土體污染源主要來(lái)于礦坑的有關(guān)的排水和生活污水，然而該礦區(qū)礦坑水已經(jīng)過(guò)沉淀池沉淀之后再利用，不對(duì)外排放。生活污水沒(méi)進(jìn)行處理，直接經(jīng)礦區(qū)的管道排放到小河中，但是其生活污水排放量是相對(duì)很小，污水對(duì)土體造成的污染程度較輕。該煤礦開采利用資源活動(dòng)相對(duì)于對(duì)土地資源及巖土環(huán)境造成的影響程度較輕。

（3）礦山水水資源環(huán)境資源的現(xiàn)今狀況評(píng)價(jià)。

該煤礦目前的開采已導(dǎo)致該礦區(qū)內(nèi)附近東山村原淺水井的枯干，導(dǎo)致有一部分村民吃水困難。當(dāng)前，這村村民吃水水井深度已經(jīng)深達(dá)120 m以下，大大低于4號(hào)煤層深度。目前的條件下，煤礦開采活動(dòng)已經(jīng)對(duì)該礦區(qū)附近的地下水造成影響較為嚴(yán)重。評(píng)估該礦區(qū)污染源主要來(lái)自于煤礦礦井排水和生活污廢水，具體污染物質(zhì)為COD、BOD5、SS、石油類和氨氮。但其排放量并不大，因此污廢水的排放只對(duì)地表水及地下水造成輕度污染。

1.2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

（1）礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。

該煤礦開采屬于多煤層聯(lián)合開采方式，從第一層煤開采的到最后一層煤開采完，地表勢(shì)必受到多次采動(dòng)帶來(lái)的影響。對(duì)該礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)，先依照分別按照厚煤層重復(fù)采動(dòng)條件預(yù)測(cè)、再按照冒落式開采條件進(jìn)行預(yù)測(cè)、接著按照煤礦按近水平煤層充分采動(dòng)條件進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用這以上三種條件對(duì)整個(gè)礦區(qū)煤層開采后發(fā)生地表最大移動(dòng)情況、以及發(fā)生的相關(guān)變形以及傾斜值實(shí)施預(yù)測(cè)。具體利用公式如下：

最大的下沉量：Wmax=Mqcosα最大的曲率值：kmax=±1.52Wmax/r

最大的傾斜值：Imax=Wmax/r最大的水平移動(dòng)值Umax=bWmax

最大的水平變形值：εmax=±1.52bWmax/r

上式中：q為下沉系數(shù)；M為煤層采空區(qū)的厚度，m；r為影響半徑，其值由采深同影響角正切值之比計(jì)算得到；α為煤層傾角，一般取為3°；b為水平移動(dòng)系數(shù)。按以上具體公式計(jì)算，經(jīng)過(guò)計(jì)算某煤礦對(duì)初采4號(hào)煤層，復(fù)采10號(hào)、16號(hào)。

某煤礦4號(hào)、10號(hào)、16號(hào)煤層采空后地表最大變形的開采煤層結(jié)果如表1所示，將計(jì)算結(jié)果同《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》實(shí)施對(duì)比，結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)對(duì)礦區(qū)4號(hào)煤層開采、10號(hào)煤層開采及16號(hào)煤層開采后，對(duì)礦區(qū)的建筑物破壞程度等級(jí)是Ⅳ級(jí)，該級(jí)的地面變形會(huì)對(duì)附近的地面建筑物（構(gòu)筑物）影響程度嚴(yán)重，會(huì)對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的村莊的住房帶來(lái)嚴(yán)重破壞，其對(duì)地面變形危害的程度嚴(yán)重。

（2）礦山水資源水環(huán)境的影響預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。

由于煤炭在開采時(shí)，會(huì)在地面以下形成縱橫交錯(cuò)的垂向豎井和水平向巷道、還形成不同角度的斜井和斜巷道，這些巷道穿越了各類地下含水層及地下隔水層，這就很容易改變?cè)合档貙又幸约吧细菜缮r系地層中的地下水正常運(yùn)行狀態(tài)，從而導(dǎo)致地下含水層水量流失，與此同時(shí)也間接破壞了與其相關(guān)的水力關(guān)系的其他地方的地下含水層，改變了含水層的徑流特征，進(jìn)而跟井下連通，導(dǎo)致含水層中的水漏入礦井下，產(chǎn)生礦坑水。煤礦井田范圍內(nèi)由于沒(méi)有地表河流，因此煤礦開采對(duì)地表水沒(méi)有產(chǎn)生影響。所以，該煤礦相關(guān)的地貌類型和水文地質(zhì)相關(guān)條件等對(duì)該礦區(qū)的水資源的影響程度較明顯。該礦區(qū)廢污水污染物質(zhì)具體主要有COD、BOD5、SS、還有石油類以及氨氮。礦坑排水中的含硫量較大，使地下水容易發(fā)生酸化。經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，該煤礦礦坑水經(jīng)排放后會(huì)對(duì)礦區(qū)地表水以及地下水造成污染，而且其污染程度較為嚴(yán)重。

1.3 礦山地質(zhì)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)

（1）對(duì)該礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，該礦區(qū)范圍內(nèi)主要的受災(zāi)對(duì)象具體為居民村莊、獨(dú)立的礦山工業(yè)廣場(chǎng)、以及相關(guān)的礦山工作人員、及周圍的耕地和林地、還有荒草地等等。從受災(zāi)對(duì)象所具有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)看，以及對(duì)其災(zāi)害發(fā)生后治理和恢復(fù)難度兩方面來(lái)看，評(píng)價(jià)具體有兩個(gè)村莊以及礦山工業(yè)廣場(chǎng)會(huì)受到嚴(yán)重破壞后，由于其威脅到人員多，而且直接經(jīng)濟(jì)損失較大，又加上其受破壞后治理和恢復(fù)相對(duì)的難度大、費(fèi)用高，因此被評(píng)價(jià)為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大區(qū)；而對(duì)區(qū)內(nèi)耕地及林地荒草地等進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)其直接經(jīng)濟(jì)損失屬于中等，恢復(fù)和治理相對(duì)較難，評(píng)價(jià)其屬于地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的中等區(qū)。

（2）土地資源巖土環(huán)境的影響程度綜合評(píng)價(jià)。

礦區(qū)經(jīng)過(guò)人為的開采后，會(huì)給其地質(zhì)環(huán)境帶來(lái)較大的變化，對(duì)礦區(qū)地貌景觀和土地資源帶來(lái)嚴(yán)重的破壞，也會(huì)對(duì)地表及地表生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的破壞，礦區(qū)環(huán)境條件因此就會(huì)逐漸變差。該煤礦開采利用活動(dòng)其對(duì)土地資源巖土環(huán)境的破壞及影響程度較為嚴(yán)重。

（3）水資源和水環(huán)境的影響程度綜合評(píng)價(jià)。

該煤礦區(qū)的開采活動(dòng)對(duì)礦區(qū)南興村居民所用的飲用水井（淺層井）產(chǎn)生影響，導(dǎo)致地下水位發(fā)生下降。由于礦區(qū)沒(méi)有堆放煤矸石，矸石經(jīng)過(guò)撿出后，經(jīng)過(guò)外運(yùn)被利用，矸石并未對(duì)水環(huán)境造成影響。因此礦業(yè)采礦活動(dòng)對(duì)地下水資源產(chǎn)生的破壞較嚴(yán)重，對(duì)地表水的水環(huán)境的影響程度較為輕。

（4）礦山環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)。

該煤礦區(qū)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開采，該礦區(qū)已形成一定的采空區(qū)，其采空區(qū)面積為0.856 km2，隨著該礦區(qū)的采礦活動(dòng)的繼續(xù)進(jìn)行，地表變形會(huì)越發(fā)嚴(yán)重，采礦活動(dòng)同時(shí)也加重了水資源和水環(huán)境的繼續(xù)惡化，因此，評(píng)價(jià)該煤礦礦山環(huán)境影響程度分區(qū)確定為影響嚴(yán)重區(qū)。對(duì)礦山環(huán)境保護(hù)及綜合治理分區(qū)評(píng)定，是依據(jù)該礦山環(huán)境影響評(píng)價(jià)分區(qū)結(jié)果，并根據(jù)礦山環(huán)境其變化趨勢(shì)具體分析，還要考慮到礦山危害對(duì)象以及相關(guān)的治理難易程度情況，確定礦山環(huán)境保護(hù)為礦山重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，確定該區(qū)的綜合治理分區(qū)為一般治理區(qū)。

（1）一般治理區(qū)：主要體現(xiàn)為現(xiàn)狀采空區(qū)和未來(lái)一水平開采區(qū)域。其在礦山環(huán)境問(wèn)題方面的表現(xiàn)具體是地裂縫和地面塌陷、還有小型崩塌以及滑坡造成耕地減產(chǎn)，還有林地植被存活率下降，這些諸多環(huán)境破壞問(wèn)題會(huì)造成該區(qū)域的水土嚴(yán)重流失，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。需要采取的相關(guān)的防治措施，對(duì)地裂縫、地面塌陷實(shí)施填埋夯實(shí)，進(jìn)行必要的平整，對(duì)耕地和林地采取一定的措施進(jìn)行必要的復(fù)墾。

（2）礦山環(huán)境重點(diǎn)保護(hù)區(qū)：主要確定為工業(yè)廣場(chǎng)區(qū)以及相關(guān)的兩個(gè)村莊，東莊村以及黃化村。該工業(yè)廣場(chǎng)具體的礦山環(huán)境問(wèn)題主要為地裂縫和地面塌陷造成的地面建筑等受損，以及在礦井廢水和生活污水發(fā)生事故時(shí)排放，導(dǎo)致水環(huán)境的嚴(yán)重污染，而且其污染程度較為較嚴(yán)重。需要采取必要的防治措施，具體按相關(guān)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，在工業(yè)廣場(chǎng)區(qū)留設(shè)保安煤柱，并對(duì)廢污水實(shí)施必要的處理。東莊村和黃化村具體的礦山環(huán)境問(wèn)題為地裂縫和地面塌陷而造成的房屋嚴(yán)重受損，村民受到嚴(yán)重威脅，地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的危險(xiǎn)性大；并導(dǎo)致淺層地下水井疏竭。需要按國(guó)家相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施留設(shè)保安煤柱。

2 結(jié)語(yǔ)

本文以某礦山地質(zhì)環(huán)境情況為例，對(duì)其地質(zhì)環(huán)境影響情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，該礦區(qū)出現(xiàn)了0.856 km2采空區(qū)，并且隨著采礦規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)大，會(huì)出現(xiàn)地裂縫及地面塌陷等嚴(yán)重的地表變形，以及對(duì)煤層上覆含水層嚴(yán)重破壞，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)威脅，發(fā)生了水土流失，污染環(huán)境，破壞了自然環(huán)境，因此做好礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境影響治理分析研究，為改善和治理其地質(zhì)環(huán)境提供重要科學(xué)依據(jù)，并為相關(guān)礦區(qū)科學(xué)分析礦山地質(zhì)環(huán)境影響提供參照方法。

參考文獻(xiàn)

[1]張梁.我國(guó)生態(tài)礦山環(huán)境恢復(fù)治理現(xiàn)狀和對(duì)策[J].中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)，2002（4）：15.

[2]唐躍文，燕淘金，王輝.我國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與保護(hù)的新思路[J].西部探礦工程，2010（7）.

[3]白光宇，李秀玲.礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程預(yù)算探討[J].城市地質(zhì)，2010（5）.

[4]黃志龍.工程地質(zhì)手冊(cè)[M].3版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002：269-275.