煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理漫談

[摘要]本文以楚雄三街煤礦為例，論述了煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害以及對礦區(qū)居民生活造成的危害。詳細闡述了三街煤礦的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及地質(zhì)災(zāi)害類型，對礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害潛在威脅進行了實地調(diào)查分析，提出了因地制宜治理地質(zhì)災(zāi)害的綜合方案，進一步提出地質(zhì)災(zāi)害要以防為主，治理與避讓相結(jié)合的方針。

[關(guān)鍵詞]煤炭開采 地質(zhì)災(zāi)害 治理

[中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-285-1

1采煤引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害問題

三街煤礦處于構(gòu)造剝蝕中高山地貌區(qū)，山勢陡峻，地形切割強烈，沖溝發(fā)育，溝谷多呈“V”字型，地形破碎，土地較貧瘠，受采煤的影響，使原本脆弱的生態(tài)環(huán)境日趨惡化。土地退化、荒蕪、房屋裂縫、水源干枯等環(huán)境地質(zhì)問題日益突出，居民的基本生存條件受到嚴重威脅。煤炭的開采造成了礦山地質(zhì)環(huán)境不同程度的破壞，采空區(qū)面積擴展，煤矸石堆積量增大；采空區(qū)塌陷引發(fā)大量地面裂縫、公路及便道路基陷落變形，誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害；特別是礦山多年井下開采，致使礦區(qū)內(nèi)地下水位下降，泉水、溝水斷流、干涸，致使礦區(qū)內(nèi)人畜飲用水及農(nóng)灌水困難等一系列地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境問題相繼發(fā)生和出現(xiàn)。

1.1采空區(qū)塌陷

三街煤礦經(jīng)過40多年的開采，形成大面積的采空區(qū)，形成地裂縫和塌陷坑地質(zhì)災(zāi)害，并對鄰近的公路、村莊、農(nóng)田、植被形成危害。三街煤礦采空區(qū)面積約45萬m2，采空區(qū)塌陷主要表現(xiàn)為塌陷坑、地裂縫及路面沉降變形。影響礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量的較大塌陷坑有16個，地裂縫15條，塌陷坑近圓形，直徑8—10m，陷深5—7m。毀壞150畝農(nóng)田，致使11戶村民整村搬遷。地裂縫延長75-140m，見深0.5—2m，寬0.3—1.5m。采空區(qū)塌陷引起南景公路約320m的路基變形，路面多處拉裂、產(chǎn)生錯臺。

1.2滑坡

影響礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的滑坡主要有7個，以小型為主，個別中型。主要危害是直接危及4戶村民、農(nóng)田200多畝、縣鄉(xiāng)公路、礦區(qū)公路自然生態(tài)環(huán)境。

1.3潛在不穩(wěn)定邊坡

礦區(qū)發(fā)育兩個潛在不穩(wěn)定邊坡，兩邊坡后部緊鄰滑坡，坡面較陡，土體松軟，巖體質(zhì)量較差，邊坡變形破壞或滑動后，易誘使后部坡體隨之變形破壞，嚴重影響后部滑坡的穩(wěn)定，最終導(dǎo)致整個坡體的滑動破壞。邊坡本身的變形或滑動主要危害對象是下方縣鄉(xiāng)公路，同時影響礦山生產(chǎn)、對地質(zhì)環(huán)境造成破壞、對周邊村民生產(chǎn)生活造成影響。

1.4煤矸石堆放的潛在危害

據(jù)相關(guān)資料，煤矸石對環(huán)境的危害主要有以下三點：1）煤矸石自燃對環(huán)境的污染。據(jù)統(tǒng)計，我國大約有1/3的矸石山發(fā)生過自燃，放出大量的SO2、H2S、CO、CO2和氮氧化物等有害氣體并伴有大量煙塵，對礦區(qū)環(huán)境造成嚴重污染；煤矸石對水體和土壤的污染：煤矸石經(jīng)雨水淋溶進人水域或滲入土壤，會影響水體和土壤，并被植物根部所吸收，影響農(nóng)作物的生長，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，同時，還會通過食物鏈進入人體，危及人類健康；矸石山造成的滑坡和泥石流：矸石山堆積過高，坡度過大，就容易造成滑坡；由于降雨等作用使得矸石山的含水量達到飽和狀態(tài)時便可能形成泥石流。

2治理與恢復(fù)方案

2.1人畜飲水工程

布設(shè)集水平硐，硐口處設(shè)矩形蓄水池，容積66.56m3。在缺水村莊的不同位置和集水平硐硐口增設(shè)輔肋蓄水池15個。為普嘎小學(xué)、缺水村莊及農(nóng)戶鋪設(shè)輸水管道，總長度5050m，修筑灌溉水渠2370m。

2.2采空區(qū)治理

對三街煤礦采空區(qū)治理，目的是抑制和緩解采空區(qū)地表的開裂、塌陷及影響范圍擴大，并不能從完全削除采空區(qū)塌陷對地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的影響破壞。采取的治理措施有：采用井下廢石和矸石及矸石場堆采取干式充填系統(tǒng)充填采空區(qū)，矸石量基本滿足工程的需求，不足時從地表采掘碎塊石進行充填；充填材料采用機械運輸，運輸系統(tǒng)充分利用礦山生產(chǎn)運輸系統(tǒng)，不足時由礦山配備；地表裂縫采用筑填粘土進行封堵；塌陷影響比較嚴重的塌陷區(qū)進行土地復(fù)墾。

2.3煤矸石堆放場的治理

井采廢棄矸石沿較陡斜坡、溝谷集中堆放，因堆場未攔護，堆場已有錯落、坍滑產(chǎn)生，隨矸石量增加，潛在泥石流危害，應(yīng)進行治理。矸石場治理以攔矸壩固渣護坡和截排水措施為主，同時對坡面覆土植樹以屏蔽污染物外泄和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

攔矸壩布置于矸石場下游箐溝中適宜位置，共22道。攔矸壩內(nèi)設(shè)盲溝引流堆場污水于明溝污水匯合，然后引流至污水處理場進行處理；堆場周邊在原有截洪溝基礎(chǔ)上進行完善，需新建截洪溝總長1540m，溝斷面0.4×0.6m，漿砌片石砌筑。矸石場覆土綠化，面積2.83萬m2，填土方0.848萬m3，采用喬、灌、草結(jié)合的方式治理。

2.4地質(zhì)災(zāi)害

對礦區(qū)的滑坡及潛在不穩(wěn)定邊坡進行專項治理工程勘察、設(shè)計、施工。

2.5污水處理及利用

礦山井下抽排水及矸石淋濾水易對周邊土地及生態(tài)環(huán)境造成污染。各礦區(qū)硐外原有污水處理池處理能力不足，需在每個礦區(qū)增設(shè)日處理污水100—400m3的污水處理場五座，將礦井污水、矸石場污水集中處理后作綜合利用，主要用于農(nóng)田灌溉，以彌補礦山疏干引起的農(nóng)灌水源不足。

通過上述治理工程，有效抑制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展，基本消除其危害性，對已破壞的地質(zhì)環(huán)境進行恢復(fù)保護，對已破壞的工程設(shè)施進行加固；通過采取工程措施，基本解決因地下水位下降引起的學(xué)校師生及部分村寨人畜飲用水困難問題；通過采取工程措施，基本恢復(fù)治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境，有效抑制治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境的惡化，有效保護治理區(qū)及其周邊生態(tài)環(huán)境。

3地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防

煤炭開采所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害直接危害了礦區(qū)居民的生命和財產(chǎn)的安全，地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生和延續(xù)，使人們無法安居樂業(yè)，治理災(zāi)害的工程量巨大，耗資不菲，工期較長。在煤炭開采之前對可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害進行預(yù)測是十分重要的環(huán)節(jié)，對于有可能產(chǎn)生的災(zāi)害應(yīng)遵循“以防為主，避讓和治理相結(jié)合”的方針。在煤炭開采過程中，對于可能產(chǎn)生地面蹋陷及地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害的煤礦，可采取特殊的開采方法和頂板管理措施，以防止或減少地面塌陷地地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生，對塌陷的地表隨時進行綜合治理，以恢復(fù)和進一步改善礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，煤炭開采會引發(fā)很多的地質(zhì)災(zāi)害，嚴重影響了礦區(qū)所在地的環(huán)境和生活，我們應(yīng)該積極采取措施，做好預(yù)防和治理。近年來，我國礦山環(huán)境保護法不斷完善，煤炭開采技術(shù)日益進步，由于煤炭開采而引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害將會逐漸減少，隨著科技的進步，煤矸石亦可完全利用為充填開采或可再生資源，減少污染，促進我國煤礦事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。促進資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]梁之凡，楊曉燕. 云南楚雄三街煤業(yè)開發(fā)有限公司煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境治項目施工圖設(shè)計 [J].云南地質(zhì)工程第二勘察院，2010（5）.

[2]肖飛，楊菲.煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理措施[J].科技風(fēng)，2011（12）.