海拉爾煤礦塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理研究＊

王 麗 卜桂玲 郭文斌

（呼倫貝爾學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市，021008）

海拉爾煤礦塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理研究＊

王 麗 卜桂玲 郭文斌

（呼倫貝爾學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市，021008）

由于重開發(fā)輕保護(hù)的無序開采，造成海拉爾煤礦采空區(qū)塌陷，致使礦區(qū)及周邊地質(zhì)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，影響了居民生活及生態(tài)環(huán)境。通過對該礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀研及危害的調(diào)查研究，提出了該礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的方案和措施。

塌陷區(qū) 地質(zhì)環(huán)境 恢復(fù)治理

海拉爾區(qū)是呼倫貝爾大草原的中心城市，2002年已被國家批準(zhǔn)為生態(tài)示范區(qū)。20世紀(jì)80年代末至90年代初，在海拉爾東北，建設(shè)了海拉爾煤礦，2004年礦井被自治區(qū)關(guān)閉。由于當(dāng)時(shí)只重開發(fā)忽視環(huán)境保護(hù)，礦山?jīng)]有進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，致使煤礦開采后形成了大面積的塌陷區(qū)，造成周邊的草原沙化、水土流失、地裂等地質(zhì)災(zāi)害；同時(shí)也威脅周邊居民生命和財(cái)產(chǎn)安全。為了恢復(fù)本區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和改善自然生態(tài)環(huán)境，保護(hù)居民生命和財(cái)產(chǎn)安全，對本區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理進(jìn)行了研究。

1 礦區(qū)概況

海拉爾煤礦位于陳旗煤田寶日希勒礦區(qū)東北部，行政區(qū)劃隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾區(qū)謝爾塔拉鎮(zhèn)。距海拉爾區(qū)約25 km，距寶日希勒鎮(zhèn)約5 km。自1995年開始建設(shè)，先后建成10對立井，生產(chǎn)規(guī)模為30萬t／a，屬小型礦井，開采面積0.3 km2，于2004年全面關(guān)停。

2 地質(zhì)概況

海拉爾煤礦位于陳旗煤田寶日希勒勘探區(qū)東部詳查區(qū)的東北部，處于向斜北翼東端，地層較平緩，傾向西南，傾角4°～6°；無巖漿巖活動，構(gòu)造屬簡單類型。

區(qū)內(nèi)地層簡單，上部均有第四系覆蓋，中部為含煤地層，下伏地層主要為泥盆系上統(tǒng)的變質(zhì)巖。第四系十分發(fā)育，廣泛分布于煤系地層之上。主要由沖積、洪積的更新統(tǒng)和湖沼沉積、風(fēng)積的全新統(tǒng)組成，厚度在19.35～32.90 m之間。

含煤地層為扎賚若爾群大磨拐河組 （K1d5）的含煤段。含煤段主要由黑褐色煤、炭質(zhì)泥巖、灰—深灰色泥巖、灰—淺灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖、砂質(zhì)礫巖等組成。井田內(nèi)煤層自上而下發(fā)育有5層，其中21+2是該礦井開采煤層，最大可采厚度17.00 m，最小7.46 m，平均12.16 m，結(jié)構(gòu)簡單；埋深在28.56～78.84 m，平均55.39 m。

3 自然環(huán)境

礦區(qū)地處呼倫貝爾草原深處，周圍均是天然草場和耕地，地勢較為平坦，地表被堿草等草原植被覆蓋。地處干旱半干旱地區(qū)，降水稀少，氣候寒冷，植被再生能力低。

4 塌陷區(qū)現(xiàn)狀及危害

4.1 塌陷區(qū)現(xiàn)狀

地面塌陷是指地表巖、土體系在自然或人為因素作用下，向下陷落并在地面形成塌陷坑 （洞）的一種地質(zhì)現(xiàn)象。地面塌陷往往伴生地裂縫。地面塌陷、地裂縫具有發(fā)生面積大、危害性大的特點(diǎn)。海拉爾煤礦10對立井隸屬于海拉爾煤炭開發(fā)總公司，生產(chǎn)規(guī)模小，開采煤層距地表距離28.56～78.84 m。由于開采煤層距地表比較淺，采空區(qū)易塌陷，同時(shí)礦井在生產(chǎn)期間追求短期經(jīng)濟(jì)利益，實(shí)行掠奪式開采，采富棄貧，亂采濫挖，越界開采，這些無序、不合理開采對地表環(huán)境的影響更為明顯，自2004年關(guān)閉后開始塌陷，在整個(gè)采區(qū)及鄰近的區(qū)域內(nèi)，形成了大小數(shù)十個(gè)塌陷坑和地裂縫，規(guī)模不等，一般塌陷坑直徑約25 m，深20～30 m，最深的塌陷坑用肉眼看不到底。塌陷坑造成礦區(qū)內(nèi)原有的建筑坍陷。雖然采區(qū)四周設(shè)置了圍欄，但牲畜掉入坑內(nèi)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這對周圍的村民和牧民的生命與財(cái)產(chǎn)的安全造成威脅。

4.2 塌陷區(qū)對地質(zhì)環(huán)境的影響

4.2.1 水資源的危害

當(dāng)?shù)叵旅旱V開采面積達(dá)到一定范圍，地層移動將引起地表變形，使地表產(chǎn)生大面積塌陷，從而導(dǎo)致塌陷區(qū)的水系遭到破壞，引發(fā)農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境的變化，導(dǎo)致生態(tài)變化。周邊大量耕地農(nóng)作物不能得到及時(shí)灌溉，產(chǎn)量大面積減少，給農(nóng)民的生活造成極大的損失。塌陷區(qū)內(nèi)存放的大量矸石，在風(fēng)化作用下粉碎，并隨著雨水的沖刷，通過塌陷坑和地裂縫灌入地下，造成地下水污染。

4.2.2 土地資源的危害

地下煤炭開采，常常引起地層的變形、裂縫，特別是大面積采煤塌陷區(qū)，破壞地表形態(tài)，使周圍環(huán)境結(jié)構(gòu)與土地功能發(fā)生改變。一方面占用和毀壞了土地資源，破壞了地表植被和土壤結(jié)構(gòu)、土壤成分，使植被面積減少、生物環(huán)境破碎。生物多樣性受損，造成土地貧瘠化，特別是對耕地的破壞，造成土地地表流失，加劇土地干旱；另一方面，煤礦開采時(shí)占用一定的土地面積堆放矸石，矸石污染土壤，直接導(dǎo)致土地生產(chǎn)能力的喪失。

4.2.3 草原及植被資源的危害

塌陷區(qū)周圍的地表產(chǎn)生裂縫，周邊的草原植被生長環(huán)境被破壞，植被明顯減少，地表產(chǎn)生張口裂縫、塌陷、漏斗，造成大量土層松散，加劇水土流失，破壞植物生長環(huán)境，加劇風(fēng)蝕和沙化。煤礦地下開采過程需要疏干排水，導(dǎo)致區(qū)域性地下水水位下降，從而破壞了整個(gè)地表水、地下水系統(tǒng)均衡，使植物的生長明顯受影響，甚至死亡，改變了原有生態(tài)系統(tǒng)，致使草原沙化。

5 塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理存在的問題

5.1 礦山企業(yè)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識淡薄

海拉爾煤礦是在我國大力發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)背景下建設(shè)的，企業(yè)只顧經(jīng)濟(jì)利益，生產(chǎn)中重開發(fā)、輕保護(hù)，對保護(hù)地質(zhì)環(huán)境意識淡薄。開采過程中造成礦區(qū)地表塌陷、水體污染、土壤植被破壞等環(huán)境問題，根本不進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理。

5.2 礦山環(huán)境治理投入不足

礦山地質(zhì)環(huán)境治理往往需要投人大量的資金。企業(yè)在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動下，不愿意投入資金進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理。目前，該礦井停產(chǎn)遺留下來的礦山環(huán)境問題，由于資金投人少，礦山地質(zhì)環(huán)境治理進(jìn)展緩慢。

5.3 礦山地質(zhì)環(huán)境狀況不明

該礦井在開采過程中，沒有專門的地質(zhì)環(huán)境專題調(diào)查和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測資料，所以礦山開采對地質(zhì)環(huán)境的破壞情況、采空區(qū)和采掘巷道位置布置、地面塌陷狀況等沒有詳細(xì)的技術(shù)資料，不能為編制地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理方案提供所需依據(jù)，為地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作帶來了技術(shù)困難。

6 治理措施

采煤塌陷區(qū)的治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對此，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜采取多項(xiàng)措施，恢復(fù)和治理塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，修復(fù)周邊的自然生態(tài)環(huán)境。

6.1 加大治理力度

煤礦雖已關(guān)閉，但按照 “誰開發(fā)、誰保護(hù)，誰污染、誰治理，誰破壞、誰恢復(fù)，誰使用、誰補(bǔ)償”原則，應(yīng)投入一定資金，完成歷史欠賬。因此政府和企業(yè)應(yīng)多方努力，加快治理，恢復(fù)該區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

6.2 做好環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和勘查

在治理前必須對本區(qū)域進(jìn)行測繪等工程勘查工作，對地質(zhì)、水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，查明采空區(qū)的分布范圍、埋深、厚度，查明塌陷區(qū)的分布，預(yù)測采空區(qū)塌陷發(fā)展的趨勢，為治理工作提供依據(jù)。

6.3 充填復(fù)墾

根據(jù)塌陷區(qū)無積水、塌陷坑深淺不一、大小不等的情況，可以采用 “一填、二平、三復(fù)墾”的措施?！耙惶睢笔抢媒ㄖ?、原有的矸石、采礦棄土，填埋治理區(qū)內(nèi)塌陷坑。充分利用原有的地形，隨坡就勢，不要求治理區(qū)內(nèi)按統(tǒng)一標(biāo)高整平。這一過程中注意選用填充材料不要有污染，防止二次污染?！岸健笔腔靥詈笠秸?，使塌陷區(qū)地較平整并充分壓實(shí)。“三復(fù)墾”是在整平的地表上覆蓋0.3～0.5 m的腐植土，給填埋區(qū)地表植被創(chuàng)造一個(gè)生長的環(huán)境，然后人工種草或種植易生長的農(nóng)作物或林木栽植，這樣可以逐漸改善塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境，恢復(fù)這一區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境。

6.4 資源回收，廢地利用

該礦區(qū)開采煤層距地表淺，開采過程中工藝落后，坑下遺留煤柱過多，回采率過低，只達(dá)到30%左右。緊鄰該礦井東側(cè)新建順興露天煤礦，順興露天礦可以在塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查和勘查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大面積剝離，回收遺留井下的煤炭資源，然后平整成為礦井的工業(yè)廣場，從而減少新建礦井再占用良田草地。

［1］張宏 .關(guān)于建立礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)補(bǔ)償機(jī)制的思考［J］.中國煤炭，2008 （3）

［2］徐良驥，嚴(yán)家平.煤礦塌陷區(qū)地表水系綜合治理［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2007 （5）

［3］劉克功 .礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)重構(gòu)與可持續(xù)發(fā)展研究［M］.煤炭工業(yè)出版社，2009

［4］王宏英，曹海霞 .山西構(gòu)建煤炭開發(fā)生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償機(jī)制的實(shí)踐與完善建議 ［J］.中國煤炭，2011（10）

［5］許軍，李笑一，孫彩敏 .我國礦區(qū)土地復(fù)墾的主要問題及其對策 ［J］.中國煤炭，2010（12）

Study on the restoration and governance of geological environments of coal mine subsidence area in Hailer

Wang Li，Bu Guiling，Guo Wenbin
（Engineering and Technology Institute，Hulunbuir College，Hulunbuir，Inner Mongolia 021008，China）

Due to the disordered mining development of light protection，resulting in Hailar coal mine goaf collapse，resulting in the mining area and the surrounding geological environment has been severely damaged，affecting the lives of the residents and the ecological environment，my paper will tell you how to restore the mine geological environment governance，based on the investigation of geological environment and hazards research status of the mining area，the restoration of governance scheme of geological environment in the mining area and measures.

subsidence area，geological environments，restoration and governance

TD997

A

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)研究基金資助項(xiàng)目 “呼倫貝爾市海拉爾煤礦塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理研究”（NJ10252）

王麗 （1967-），女，內(nèi)蒙古海拉爾人，高級工程師，主要從事采礦及礦產(chǎn)資源開發(fā)方面的教學(xué)與研究工作。

（責(zé)任編輯 張大鵬）