义马煤业石壕煤矿矿山地质环境保护治理探讨

贾金松　李啸驰　侯利阳

1、引言

石壕煤矿位于河南省三门峡市陕县东部，于60年代由武汉煤炭设计院设计，开采二1煤层，1971年底开始建井，1984年底建成投产。全井田共布置四个采区，11采区已回采结束，12采区和13采区为矿井目前的开采采区，14采区尚未开采。矿区包括煤炭生产加工区（工业场地区）、煤矸石区（矸石山区）、生活中心区、公路及铁路区。

2、矿山地质环境

2.1地层岩性

井田内西部及北部基岩广泛出露，据地表基岩出露和钻孔及生产矿井揭露，地层由老至新发育有奥陶系、石炭系、二叠系、新近系和第四系。

2.2地质构造

石壕煤矿井田位于陕渑煤田西部，处于渑池向斜仰起端的北部，基本处于渑池向斜的轴部，总体为一倾向E的单斜构造，矿井构造复杂程度应为中等构造。

2.3含煤地层

本区含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。其中山西组下部的二1煤层为普遍可采煤层，太原组下部的一3煤层为局部可采煤层。

3、矿山地质环境影响评估

3.1评估范围和级别

3.1.1评估范围

根据石壕煤矿井田资料及矿山地质环境调查结果，矿区采掘活动影响范围没有超过井田范围，故本次评估以该煤矿的井田边界作为评估区边界。

3.1.2评估级别

（1）评估区重要程度。石壕煤矿评估区内共有1个乡镇，涉及自然村庄15个，其中集中居住区人口500人以上的自然村庄有3个，井田范围内有陇海铁路和310国道通过，破坏耕地、园地，因此评估区重要程度确定为重要区。（2）矿山生产建设规模。石壕煤矿现有实际生产能力为0.9Mt/a（90万吨），根据矿山生产建设规模分类标准，其矿山生产建设规模为中型。（3）矿山地质环境条件复杂程度。评估区内断层较发育，矿井进水边界条件中等。二1煤层顶板多为大占砂岩，岩体稳定性好；二1煤层底板以黑色砂质泥岩为主，岩体稳定性中等。井田内现有地下采空区面积2.6km2，现状条件下采空区面积较大，地面下沉量为1～6m，现状条件下，矿山地质环境问题类型少，危害小。地处丘陵区，微地貌形态较复杂，地形起伏变化中等。综上，可判定评估区内矿山地质环境条件复杂程度为中等。（4）评估级别判定。综上，确定石壕煤矿井田矿山地质环境影响评估级别为一级。

3.2现状评估分区

（1）严重区（I）。主要位于工业场地及其它场地、11、12、13采区已采空区域，根据矿山地质环境问题类型与影响程度差异，将矿山地质环境影响严重区又细分为3个亚区，分别是①工业场地及其它场地矿山地质环境影响严重区（I1）、②井田西部矿山地质环境影响严重区（I2）、③井田北部矿山地质环境影响严重区（I3）。（2）较轻区（III）。位于石壕煤矿井田东部和南部，该区地貌以丘陵为主，地形起伏不平，现阶段地表以村庄、农田及未利用土地为主。该区目前受开采活动影响小，矿山地质灾害危险性小，矿业开发对地形地貌景观影响程度为较轻，对含水层破坏较轻，基本不对土地资源造成影响和破坏。

3.3预测评估分区

（1）严重区（I）

根据矿山地质环境问题类型与影响程度差异，将矿山地质环境影响严重区又细分为4个亚区，分别是①工业场地区矿山地质环境影响严重区（I1）、②井田北部矿山地质环境影响严重区（I2）、③井田西部矿山地質环境影响严重区（I3）、④井田南部矿山地质环境影响严重区（I4）。

（2）较轻区（III）

主要分布于矿山环境影响程度严重区以外的其它区域，该区在预测年限内不受开采活动影响或受开采活动影响程度较轻。

4、矿山地质环境防治

4.1近期矿山地质环境治理

按石壕煤矿矿山地质环境保护与治理恢复工作部署，在治理近期，安排矿山地质环境保护与治理恢复工程2个，包括地面塌陷及地裂缝治理工程1个、矸石山滑坡防治工程1个。

4.1.1地面塌陷及地裂缝治理方式

（1）地面塌陷治理方式

本次地面塌陷治理工程设计中尽可能采取“矸石充填法”或“挖高垫低法”增加地面标高，或采用“疏水排导法”消除陷区积水等方式实施土地平整，尽量减少开挖取土坑获取土源充填的方式。

（2）地裂缝充填方式

对不同规模的裂缝，其处理方式不同，针对裂缝特征，可采用自然恢复、人工治理和机械治理3种方法。

4.1.2矸石山滑坡防治

为防止矸石山发生滑坡、渣石流等地质灾害，在矸石山下游用地边界采取维护结构，如挡渣墙、沙袋等。本方案设计采用矸石山坡脚挡墙，目的在于防止因疏松或暴雨冲刷而产生滑坡。遵循经济、安全与施工便利兼顾的原则，采用浆砌石重力式挡渣墙，墙型采用墙背直立型。

4.2中期矿山地质环境治理

按石壕煤矿矿山地质环境保护与治理恢复工作部署，在治理中期，安排矿山地质环境保护与治理恢复工程2个，包括12采区地面塌陷及地裂缝治理工程和13采区地面塌陷及地裂缝治理工程。

4.3远期矿山地质环境治理工程

按石壕煤矿矿山地质环境保护与治理恢复工作部署，在治理中期，安排矿山地质环境保护与治理恢复工程2个，包括14采区地面塌陷及地裂缝治理工程、工业场地土地整理工程和矸石山生态恢复工程。

4.4矿山地质环境监测

主要有地面塌陷和地裂缝的监测、地下水监测、地表水监测三项。

5、结论

石壕煤矿矿山地质环境条件复杂程度为中等，矿山规模为中型，确定该矿山地质环境影响评估级别为一级。现状评估划定矿山地质环境影响严重区3处，较轻区1处；预测评估划定矿山地质环境影响严重区4处，较轻区1处。部署治理恢复工程8个。其中，地面塌陷及地裂缝治理工程4个，矸石山滑坡防治工程1个，工业场地土地整理工程1个、矸石山生态恢复工程1个和矿山地质环境监测工程1个。

（作者单位：河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院）