安徽省礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)方法總結(jié)

吳興付，張品楠，夏繼忠，孫 健

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，安徽合肥230001）

安徽省礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)方法總結(jié)

吳興付*，張品楠，夏繼忠，孫 健

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，安徽合肥230001）

根據(jù)安徽省已開展的礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目的調(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果，按照礦山種類、開采方式、礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題等進(jìn)行了礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)方法的提煉總結(jié)，并針對(duì)技術(shù)方法適宜特點(diǎn)，提出了今后省內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作中應(yīng)注重研究的內(nèi)容。

礦山地質(zhì)環(huán)境；治理；技術(shù)方法

安徽省地處華東腹地，是我國(guó)東部襟江近海的內(nèi)陸省份，跨長(zhǎng)江、淮河中下游，東連江蘇、浙江，西接湖北、河南，南鄰江西，北靠山東。安徽省東西寬約450km，南北長(zhǎng)約570km，總面積13.96×104km2，約占全國(guó)總面積的1.45%，居華東第3位，全國(guó)第22位。2009年末,安徽省戶籍人口6675.7萬(wàn)人，常住人口6118萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率38.7%［1］。

1 礦產(chǎn)資源開發(fā)與礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

2009年，安徽省已列入資源統(tǒng)計(jì)、開發(fā)利用的礦產(chǎn)有106種（含亞種），各類經(jīng)濟(jì)類型礦山5130個(gè)，其中部級(jí)發(fā)證40個(gè)，省級(jí)發(fā)證588個(gè)，市級(jí)發(fā)證4502。全省共有大型礦山345個(gè)，中型礦山246個(gè)，小型及以下礦山4539個(gè)，礦業(yè)從業(yè)人數(shù)37.58萬(wàn)人，年產(chǎn)礦石量43699.9× 104t，工業(yè)總產(chǎn)值7485714.55萬(wàn)元，礦產(chǎn)品銷售收入6695309.74萬(wàn)元，利潤(rùn)總額達(dá)588230.57萬(wàn)元［2］。

2009年安徽省共發(fā)生63起小型規(guī)模的礦山地質(zhì)災(zāi)害，直接經(jīng)濟(jì)192.4萬(wàn)元；主要礦山占用及破壞土地總面積為5240.91hm2；五大礦山城市（淮南、淮北、宿州、銅陵、馬鞍山）抽排地下水達(dá)17500×104t，礦區(qū)累計(jì)地下水均衡破壞的范圍達(dá)24010hm2，地下水污染面積7885hm2，地表水污染面積17335hm2；主要礦山累計(jì)排放廢水為9651.66×104t；固體廢棄物年排放量約25911.35×104t［2］。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境治理概況

礦山地質(zhì)環(huán)境治理按主體資金來(lái)源可分為國(guó)家投資、省級(jí)投資和企業(yè)自主資金治理3種方式。從2003年起至2009年，國(guó)家、省及地方、企業(yè)聯(lián)合出資，重點(diǎn)對(duì)淮北市、宿州市、淮南市、馬鞍山市、銅陵市、安慶市、宣城市、巢湖市、安慶市、池州市、黃山市、蕪湖市、蚌埠市、滁州市等地區(qū)的100多處礦山實(shí)施了地質(zhì)環(huán)境治理，先后投入治理費(fèi)用83453.08萬(wàn)元，綜合治理面積5744.49hm2，復(fù)墾土地2988.84hm2［1,3］。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)方法簡(jiǎn)述

根據(jù)已完成的100多個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目的調(diào)查結(jié)果，安徽省礦山地質(zhì)環(huán)境治理重點(diǎn)是消除礦山地質(zhì)災(zāi)害和進(jìn)行礦山土地復(fù)墾，礦山地質(zhì)環(huán)境治理方法主要受其開采方式影響，露天開采和井工開采是礦山開采的2大方式［1,4］，其地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題差異明顯，其治理方法顯著不同。煤礦在安徽省兩淮地區(qū)點(diǎn)多面廣，采煤塌陷地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題突出，地質(zhì)環(huán)境治理有其特點(diǎn)。

3.1 露采礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)

安徽省露采礦山主要是建筑石料礦、磚瓦粘土礦和少量金屬礦，最突出的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是地形地貌景觀破壞和邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，治理技術(shù)主要是場(chǎng)地平整、削坡減載、支擋錨固、截洪排水、覆土綠化和植被重建［1,5］。

（1）建筑石料礦。建筑石料礦山地質(zhì)環(huán)境治理首要任務(wù)是消除崩塌、滑坡及泥石流地質(zhì)災(zāi)害隱患，然后依山就勢(shì)進(jìn)行地形整理，修復(fù)地形地貌景觀，再進(jìn)行覆土、復(fù)綠。如淮北相山采石場(chǎng)和鳳陽(yáng)九華山采石場(chǎng)。

消除地質(zhì)災(zāi)害隱患首先是清理邊坡的危巖，通過(guò)削方減載，將不穩(wěn)定邊坡改造成穩(wěn)定邊坡，對(duì)難以降坡的隱患進(jìn)行邊坡加固。

地形整理多依山就勢(shì)，要求做到起伏得當(dāng)、錯(cuò)落有致、田塘有別、溝渠路橋涵齊全，既修復(fù)了地形地貌，同時(shí)恢復(fù)了土地功能。

植被重建要求選擇當(dāng)?shù)厮偕秃?、耐貧瘠的植物群落，草、灌、喬搭配合理，管護(hù)方便。

（2）磚瓦用粘土礦。安徽省磚瓦用粘土礦眾多，大多位于平原區(qū)。此類礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要是占用土地資源、破壞地形地貌景觀。治理目標(biāo)主要是恢復(fù)為建設(shè)用地或農(nóng)用地；治理技術(shù)方法簡(jiǎn)單，主要是地形整理。如樅陽(yáng)縣黃羹輪窯廠，利用場(chǎng)地清理、挖高填低，把采礦場(chǎng)變成了工業(yè)園區(qū)用地，增加了土地的使用價(jià)值。

（3）金屬礦。多為大中型鐵礦山，礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要是地形地貌景觀破壞、礦山地質(zhì)災(zāi)害和“三廢”占地及環(huán)境污染等。礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)方法主要是地形整理、邊坡加固、土地復(fù)墾和植被恢復(fù)。

南山鐵礦凹山采區(qū)治理方法借得推薦，該礦為露天凹陷式開采，礦山地質(zhì)環(huán)境治理主要針對(duì)地質(zhì)條件較差的西北幫及北幫開展了邊坡加固、噴錨護(hù)坡，消除了對(duì)+30m臺(tái)階上的汽車聯(lián)絡(luò)通道和鐵路運(yùn)輸線的威脅，保證了礦山的正常生產(chǎn)和財(cái)產(chǎn)安全。

向山硫鐵礦的治理方法也較典型，通過(guò)地形整理，覆土造地，將其恢復(fù)成林地，按不同地面標(biāo)高開展了地形整理，覆土造地，恢復(fù)成了果園、農(nóng)田和建設(shè)用地，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益十分顯著。

3.2 井工開采非煤礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)

（1）井工開采金屬礦山治理技術(shù)。多為歷史遺留的大中型老礦山，主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是地面塌陷和酸水污染問(wèn)題。治理技術(shù)方法主要是利用選礦產(chǎn)生的尾礦進(jìn)行井下嗣后充填，地表塌陷區(qū)回填，再進(jìn)行土地功能恢復(fù)和生態(tài)恢復(fù)。

銅陵銅官山治理主要采用地表回填塌陷坑，井口充填采空區(qū)和鉆孔灌注溶洞，多數(shù)恢復(fù)為建設(shè)用地，地局部治理效果較為顯著。但是，由于采空區(qū)嗣后充填的施工技術(shù)難度較大，費(fèi)用較高，填料的配比和井下膠結(jié)程度難以確定，地下采空區(qū)的充填效果較差。

近期投產(chǎn)的鐵礦山主要位于霍邱縣平原區(qū)，均采取充填開采技術(shù)，地面建立充填站與地下采空區(qū)相通，形成了井上井下充填系統(tǒng)，利用選礦產(chǎn)生的尾砂配比水泥漿進(jìn)行井下充填，采一充一，邊采邊填，通過(guò)鉆孔取芯驗(yàn)證及近2年的地表觀測(cè)，充填效果顯著，地表未見地面塌陷跡象。

（2）井工開采非金屬礦山治理技術(shù)。安徽省井工開采的非金屬礦山較少，與井工開采金屬礦山主要區(qū)別是采空地面塌陷范圍相對(duì)較小，且污染程度較輕，但固體廢棄物較多，且容易造成地表水漏失。安徽省實(shí)施治理的典型非金屬礦山是廬江礬礦和東興鹽礦。

廬江礬礦在歷史開采過(guò)程中形成了大量的廢渣，多就近堆放在各個(gè)平硐口附近，形成滑坡隱患。其治理方法采用樁板墻對(duì)廢渣進(jìn)行阻擋，但未能對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，因此未能徹底消除采空塌陷及誘發(fā)滑坡次生地質(zhì)災(zāi)害隱患，治理效果較差。

東興鹽礦充分利用礦山固體廢棄物和水泥漿對(duì)地下溶腔進(jìn)行充填、對(duì)鹵井進(jìn)行封堵，利用選礦廢渣對(duì)地表塌陷坑進(jìn)行回填，既減輕了的地面塌陷的危害，又減少了固體廢棄物占地，變廢為寶、變害為利。

3.3 井工開采煤礦地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)

安徽省的煤礦主要分布在兩淮地區(qū)，且多為大型礦山企業(yè)，開采方式均為井工開采，地面多形成較大面積的塌陷區(qū)。多數(shù)大型礦山都因地制宜開展了礦山治理工作，宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜漁則漁、宜建則建［6-7］，多數(shù)礦山還同時(shí)開展了田、塘、水、林、路綜合治理，具體可分以下幾種模式：

（1）深度塌陷區(qū)水面養(yǎng)殖模式。此類治理區(qū)多遠(yuǎn)離村鎮(zhèn)區(qū)，周邊村民多從事農(nóng)業(yè)種植，地表塌陷深度較大，位于當(dāng)?shù)氐叵聺撍灰韵拢纬闪顺Ｄ攴e水區(qū)，地面變得高低不平，相對(duì)高差較大，如毛郢孜煤礦塌陷區(qū)，治理措施主要是采取塌陷地回填造地、挖深造塘等工程措施進(jìn)行土地復(fù)墾，開挖修建水塘進(jìn)行漁業(yè)養(yǎng)殖，有利于改善農(nóng)村生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)民生活方式的多元化。

（2）淺度塌陷區(qū)復(fù)墾造地種植復(fù)墾模式。此類治理區(qū)多遠(yuǎn)離村鎮(zhèn)區(qū)，周邊村民多從事農(nóng)業(yè)種植，多為采空塌陷區(qū)的邊緣，地表塌陷深度小，位于當(dāng)?shù)氐叵聺撍灰陨希孛婢植砍霈F(xiàn)塌陷裂縫，變形較小，不利于降水的排泄，如百善煤礦塌陷區(qū)，治理措施是采取塌陷地回填造地工程措施進(jìn)行土地復(fù)墾。根據(jù)地面塌陷深度，進(jìn)行平整劃塊、農(nóng)田耕植，增加了耕地存量，提高了部分失地農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。

（3）煤矸石充填塌陷坑造地用于生產(chǎn)生活基地復(fù)墾模式。此類治理區(qū)多位于城鎮(zhèn)、礦區(qū)或大村莊聚集區(qū)，周邊表現(xiàn)為居民多基建用地少，礦區(qū)固體廢棄物多、堆占面積大，如朱莊煤礦塌陷區(qū)，影響到代莊、暗樓、雙莊等620戶2465名村民的居住，同時(shí)矸石堆放在工業(yè)廣場(chǎng)受保護(hù)范圍邊緣的可耕地上。由于塌陷地周邊交通條件十分便利，把煤矸石堆放與塌陷區(qū)回填治理結(jié)合起來(lái)，利用發(fā)熱量較低的煤矸石回填塌陷地，營(yíng)造基建用地，墊高、平整、壓實(shí)矸石，修建基礎(chǔ)設(shè)施，作為村民搬遷基建用地，既減少了固體廢棄物的堆放量，又解決了失地村民的居住安置。

（4）煤礦固廢充填塌陷區(qū)覆土營(yíng)造經(jīng)濟(jì)林果復(fù)墾模式。此類治理區(qū)多位于城鎮(zhèn)、礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)附近，地表塌陷深度一般小于1.5m，礦區(qū)固體廢棄物多、堆放面積大，如新莊孜煤礦塌陷區(qū)，礦井年產(chǎn)矸石量約(25～30)×104m3，累計(jì)堆放矸石約169×104m3。主要采用矸石回填造地、覆土綠化等措施進(jìn)行土地復(fù)墾，填矸覆土造地后達(dá)到農(nóng)作物耕種及植樹綠化要求。利用機(jī)械采剝、采裝表土和矸石，回填采煤沉陷區(qū)，分層整平、壓實(shí)，矸石回填到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再覆蓋表土于矸石層之上，完成溝渠蓄排水、植樹綠化，既減少了固體廢棄物的堆放量，提高了治理區(qū)周邊的林木的綠化率，又增加了一定的經(jīng)濟(jì)收入。

（5）深淺交錯(cuò)尚未穩(wěn)定的塌陷區(qū)用作魚鴨混養(yǎng)、果蔬(菜)間作復(fù)墾模式。

此類治理區(qū)位于城鎮(zhèn)、礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)附近，靠近地表水體，塌陷深度變化較大，如潘一煤礦塌陷治理區(qū)，多煤層的重復(fù)采動(dòng)，地表最大下沉5m，與泥河連成一體，主要采用回填造地、覆地綠化等進(jìn)行土地復(fù)墾，填矸覆土造地后達(dá)到農(nóng)作物、蔬菜耕種及植樹綠化要求，沿泥河進(jìn)行水面和溝渠進(jìn)行鴨鵝養(yǎng)殖，既減少了塌陷區(qū)土地的閑置率，又改善了周邊的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

4 建議

（1）礦山地質(zhì)環(huán)境治理從源頭抓起，科學(xué)合理地設(shè)置礦權(quán)界線和編制科學(xué)合理的開發(fā)利用方案。礦權(quán)設(shè)置考慮礦體整體性，開發(fā)方案要考慮礦區(qū)整體開發(fā)，至少要考慮礦山閉坑后地形的完美和微地貌單元的整體保留或整體消除。

（2）丘陵山區(qū)井工開采礦山慎用房柱法開采，多用充填法開采。丘陵山區(qū)井工開采礦山多允許地面塌陷，閉坑后采空區(qū)穩(wěn)定性很差；地表塌陷坑回填和滑坡隱患終究是治標(biāo)不治本，長(zhǎng)期留有巨大隱患。因此，井工開采礦山應(yīng)多采用充填法開采，徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，切實(shí)保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境。

（3）加大礦山地質(zhì)環(huán)境治理經(jīng)費(fèi)投入［8］。礦山地質(zhì)環(huán)境治理要保證經(jīng)費(fèi)投入，一般情況下，保證金收繳和礦山地質(zhì)環(huán)境治理經(jīng)費(fèi)預(yù)算不能小于企業(yè)利潤(rùn)的10%。

（4）重視礦山水土環(huán)境保護(hù)與治理。在今后的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與綜合治理方案編制過(guò)程中，不論治理級(jí)別大小，均應(yīng)對(duì)礦山水土環(huán)境進(jìn)行采樣測(cè)試，其化驗(yàn)結(jié)果將作為檢驗(yàn)此后礦業(yè)活動(dòng)是否影響礦山環(huán)境的主要背景依據(jù)，如果部分指標(biāo)因受礦業(yè)活動(dòng)影響出現(xiàn)增加或減少，礦山企業(yè)應(yīng)對(duì)此負(fù)責(zé)，應(yīng)接受處罰并負(fù)責(zé)修復(fù)和治理。

（5）建立礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)［8］。礦山地質(zhì)環(huán)境是動(dòng)態(tài)變化的，僅依靠一次兩次的調(diào)查是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此建議建立省級(jí)礦山地質(zhì)環(huán)境骨干監(jiān)測(cè)網(wǎng)和礦山企業(yè)自主監(jiān)測(cè)網(wǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及早開展治理，為礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)提供可靠依據(jù)。

[1]孫健，吳興付，夏繼忠，等.安徽省礦山地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)與成效調(diào)查評(píng)價(jià)[R].安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，2011:7，14，97-101.

[2]柴義倫，夏繼忠，楊玉華，等.安徽省礦山地質(zhì)環(huán)境形勢(shì)分析報(bào)告（2009年度）[R].安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站:8-23.

[3]安徽省國(guó)土資源廳.安徽省地質(zhì)環(huán)境公報(bào)（2009年度）[R]: 14-15.

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[5]李良軍，王少龍，孫鳳賢，等.安徽省礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評(píng)估[R].安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,2005:34-39.

[6]武強(qiáng),劉伏昌,李鐸.礦山環(huán)境研究理論與實(shí)踐[M].北京：地質(zhì)出版社，2005:284.

[7]淮北市人民政府.淮北市（城市規(guī)劃區(qū)）礦山地質(zhì)環(huán)境治理規(guī)劃（2006-2010）[R].2006:10-23.

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1004-5716(2015)08-0162-03

2014-09-03

吳興付（1977-），男（漢族），安徽利辛人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)勘查研究工作。