矿山地质环境评估与综合治理方案

矿山地质环境评估与综合治理方案

韩福来

核工业井巷建设集团公司

摘要：随着我国国民经济的不断发展，社会各界对可持续发展投入了越来越多的关注。为了提升矿山的可持续发展能力，矿区开采单位必须采用一系列的环境保护措施，减少开采矿物对周围环境的影响。同时，开采单位还应该对已经被污染的地区进行综合治理措施，恢复矿区中被污染地区的生态系统。本文通过笔者在矿山环境治理中多年的工作实践，对矿山地质环境的评估及治理方案进行深入的分析与探讨。

关键词：矿山；地质环境；环境治理

1、矿山地质环境治理的重要性

矿山地区的地质环境问题主要产生原因是由于矿区开采作业导致的矿区地质环境恶化，主要体现在以下几个方面：①矿山地区的地面崩塌、含水层遭到破坏以及矿区地表产生裂缝。②矿区地质地貌的美观度遭到破坏。③矿区水质污染，一系列矿山地质环境污染导致矿区的可持续发展能力减弱，使得矿山地区将面临着日益突出的环境问题，严重是还会导致当地的生态系统遭到破坏。因此，矿区开采单位必须加强对矿区的生态环境保护，才能够提升矿区的可持续发展能力，减少矿区污染对社会造成的负面影响，为我国的可持续发展提供基础。

2、矿山地质环境评估与分析方法

2.1矿山地质环境的评估级别和范围

我国境内拥有许多的矿山矿区，本文通过对某特定的矿山进行深入研究与探讨，希望能够以点及面，从该矿山中的独特性中发现整个矿区的一般性。

本文中，将研究的矿山位于我国的山西省，是一座我国境内普遍存在的煤矿开采矿山。该矿山离最近的市区大约有13KM的距离，该城市也属于经典的资源密集型城市，主要通过生产煤矿等原始自然资源作为经济支柱。这座煤矿的开采建设期于1973年，大致有33km2的矿区面积，且矿区地势平坦，无险峻地势。

2.2矿山地质环境综合评价分析

在进行矿山地质环境综合评价分析时，可以根据以下几个方面进行分析探讨。①矿区矿井地势地貌状况：该矿区的位于复式向斜南段，地势主要由宽广的褶皱地势构造为主，并未发现地质断层，该矿山的矿井主要呈现出“米”字型，是个较为典型的矿井。②矿区的煤系地层状况：经过地质勘察队伍的仔细勘察，该矿区的煤系地层属于典型的石炭二迭系，尚未发现有明显的基岩露头。厚度为50M~80M的第四系冲积层将该地区大部分地区覆盖，该第四系冲积层中发现了大量的地面塌陷区、含水层，有着复杂的地下水系。且勘察队伍于第四系冲积层的底部区域发现一层粘土层，该粘土层中混合着大量的砾石，有着良好的隔水效果，但与煤系地层并未存在补给关系。在该矿区的二迭系砂岩的裂缝中，富含着大量水源，该层的水源是采煤地段的主要水源补充层。该水源发布较为均匀，且裂缝发育程度与含水量成正相关关系。威胁该矿区开采煤矿活动的主要因素是由于有一层太原群岩的溶裂缝含水组位于第六煤层的下方30M~50M处。该层因为富含水源，导致岩层压力增大，且该岩层中的奥陶系灰岩与水具有联系，从而增加了开采煤矿的风险性。③矿区气候环境分析：该矿区属山西省，大部分矿区处于平原地区。该矿区的主要气候类型是温带季风性气候，主要气候特点为：春秋两季气候温和、夏季高温且多雨、冬季则寒冷且干燥。该矿区的年平均温度大致为15℃，且夏季气温与冬季气温的温差较大。

2.3矿山评估重要性分级说明

矿山地质环境评估应注意的要素有以下几点，分析各个矿区时都可以以此进行借鉴分析。①交通环境：有一条铁路、一条省级公路以及三条乡村公路，整体交通系统较为完善。②居民居住情况：该矿区附件设有居民长期居住点4个，大部分居民为该矿区的工作人员。且该地区的居住点较为密集，主要集中在矿区南部。③矿区自然资源及农业资源：该矿区附近并未存在饮用水保护区，且尚无农业耕地及林地。④矿区自然环境：该矿区并不属于自然保护区或风景名胜区。

3、矿山地质环境的保护方式与综合治理措施

3.1矿山地质环境保护的原则分析

在进行矿山地质环境保护的工程中，开采单位必须遵守以下几点原则，并严格按照以下原则进行环境治理工作：①树立环境污染预防机制，将污染预防机制放在治理的第一位，并将预防机制与防治机制相互结合。②在进行矿山开采作业的同时，应当注意矿区环境的保护，合理进行矿山开采。③应该在环境保护的过程中，引入先进的科学技术，从而提升环境治理工作的效率。④落实环境保护责任制度，明确各个部门在环境保护中的责任与义务。

3.2矿山地质环境治理措施分析

进行矿山地质环境治理时，应该将质量工作合理划分为治理与保护两个方面。在进行治理方案设计之前，应该对矿山地质环境进行深入的分析与探讨，结合矿区地质环境的实际情况进行治理方案设计，确保设计方案的针对性。

总体治理方案应该包括开采工程中的治理、开采后的治理、矿山关闭后的景观恢复。而保护措施则应该分为开采保护及地面保护两个方面。

4、矿山开采作业时的环境保护

该矿井下开采方法为倾斜长壁采煤法，综合机械化采煤，采煤工作面全部采用掩护式液压支架支护，双滚筒采煤机割煤，采空区处理方式为自然垮落，全矿开采速度为圆班8-12m；掘进工作面有综掘和炮掘.支护方式有U型钢支护、锚索网+喷浆支护联合支护、工字钢架棚支护等多种支护方式，应用于不同种类的巷道之中.全矿综合机械化掘进与炮掘圆班共进尺30-50m。

综合机械化的使用使煤炭开采过程中安全系数大为提高，推进速度加快，顶板支护性能高，为井下作业和地面环境的保护均带来了便利。但该矿采空区仍沿袭传统采煤作业中的自然垮落法处理，井下施工便利的同时，带给地面环境很大的破坏性，如地表塌陷、房屋等建筑物的破坏以及水资源的破坏等诸多问题。针对该矿的具体施工方式及生产环境，现提出以下保护措施：

下巷道设计过程中，注意原有巷道的联合使用，在不影响正常生产的前提下，不设计开拓新的巷道。②提高井下巷道的支护质量，减小巷道变形量，保证巷道使用过程中的安全性。③对废弃巷道封闭式管理，悬挂警戒牌.同时采用矸石充填法，向巷道内充填废弃矸石，减小巷道变形量。④采煤工作面采空区可采用充填开采法，针对现场具体施工环境和安全经济等方面综合考虑，选择相应的充填方式。⑤加强开采过程中地面建筑物及设备的保护，如挖掘防裂带、墙体加固、设备悬挂处理等不同形式的加固措施。

针对该矿山的环境问题，可以通过以下方式进行解决：

（1）地表沉降现象的处理方式：

开采单位可以选用矸石充填法对地面沉降地区进行填充。具体步骤如下：1.先将大量矸石倒入沉降地区。2.将沉降地区压实。3.铺设填充轨道。4.将矸石通过轨道运输到地面，并用其对沉降地区填充。多次反复后，即可解决地面沉降问题。

（2）开展矿区绿化工程：

开采单位进行绿化工程建设时，可通过以下步骤进行：1.将土壤铺设于填实地段上。2.进行植被栽种。3.进行浇水灌溉，确保树苗存活。

该矿经绿化后，居民生活条件大为改善，表土覆盖后种植农作物和景观植物等，不仅增加了附近居民的经济收入，同时改善了矿区居民生活环境，小区附近的覆土区可建造公园、花园等，并辅助修建居民健身器材.经建设后，该矿工人六村现已被推荐为省级文明社区，经绿化建设后的颐乐园被推荐位省级文明示范花园。

5、结语

近年来，由于我国经济的迅猛发展，对于煤炭等资源的需求加大，导致矿山开产量急剧升高，对环境造成了一定的破坏。因此，加强矿山环境地质的研究，推进“资源节约型、环境友好型、生态型”的矿山建设势在必行。今后的环境评估与治理应向矿山环境地质问题的形成机理研究和矿山环境地质问题评价指标体系研究，建立科学、实用的矿山环境地质问题评价指标体系，制定矿山环境地质问题评价指标，建立多指标、多层次的综合评价模型，以及不同类型矿产矿山环境地质问题评价模型，为矿山地质环境监督、管理及预警提供技术平台。