矿山地质环境恢复治理模式探析

康禄荣，于晓军，马 强

(青海省环境地质勘查局,青海 西宁 810000)

0 前 言

人类生活水平的不断进步离不开资产资源的开发与应用，然而在对自然资源进行大力开发的过程中，也会对地质环境造成一定破坏。为了实现国家的可持续发展战略，对矿山的地质环境进行恢复治理是现阶段国家自然保护的重要工作。在对矿山地质环境进行恢复治理地过程中，主要就是通过对矿山的地质环境进行综合性评价，采取有效的治理措施，彻底消除因矿产资源开发而造成的矿山地质环境破坏带给人类的安全威胁以及对生态环境的影响。同时在进行矿山地质环境治理的过程中，要结合当地的实际情况制定出合理有效的治理方案和模式，开展实施，从而实现矿山地质环境的恢复，保护地球资源。本文以青海省西宁市大通煤矿地质环境治理为例，对矿山地质环境恢复治理模式进行了探析。

2012年7月根据《青海省西宁市大通煤矿地质环境治理示范工程勘察设计书》，对大通煤矿地质环境进行了详细而全方位的勘察工作[1-3]。此设计获得批复后，由青海省的地质勘查局牵头水文地质、工程地质、环境调查院、青海省工程勘察院等多个单位的协助，实施了对大通煤矿地质环境勘察分析，总结该地区地质环境的详细情况，开展了有针对性的防范治理措施，有效地完成了大通煤矿的地质环境治理。

1 勘查目的

1.1 地质环境治理内容勘测

从煤矸石、矿渣位置、矿渣面积、矿渣体积以及矿渣的利用情况等多方面进行了详细地调查，为大通煤矿矿山地质环境治理以及该地区的土地复垦提供了理论数据和恢复方案的制定基础[4-5]。同时应用物探方法对于采空区的情况及范围和巷道走向等多方面数据进行了详细地勘测，为该矿区的采空区治理提供了理论数据支持。

1.2 地质防治工程勘测

结合大通煤矿地质环境详细情况以及该矿区周围的自然环境进行勘测与分析，为矿区中有地质问题的区域进行了划分，并设计出了建筑物的里建区域，结合这些工程应用1∶500的比例尺对该矿山的地质环境进行了专项勘测，勘测面积达到1.6 km2，为该矿区严重的地质问题进行防治提供了理论数据支持。

1.3 土地生产功能修复和复垦勘测

为了有效地实现对该矿区的土地生产功能修复和土地复垦，结合该矿区的水环境土壤环境以及地球化学背景值和污染程度进行详细的调查研究，并根据评价标准进行充分的评价。所采用的调查与研究方法主要是应用土壤样品测定分析，主要分析了土地公的盐分、养分以及土壤重金属和水环境样品测试，所取得的数据为土地资源的生产功能修复和土地复垦提供的理论数据支持。

在对地表水和地下水进行水样采集时，需要结合该地区自然水的流域地质环境以矿区工业“三废”和居民生活废水等多种污染因素的影响，并且应用实测和收集多方资料共同研究，集中分析最终得出了地表水的环境质量情况。

2 地质环境勘查内容

2.1 地质环境的勘查范围

大通煤矿地质环境的治理区属于原大通矿务局矿权范围内，同时还包括外围因采矿活动而造成的该地区矿业运输道路、弃渣堆放场、井巷开拓以及基础设施建设等，该矿区后期煤炭资源开发而引发的地质环境问题同样是本次地质环境勘查的主要内容。结合这些情况，将大通煤矿地质环境勘查的范围确定为东经101(°)37(′)～101(°)56(′)、北纬36(°)55(′)～36(°)58(′)，该地区的海拔为2 450～2 750 m，勘测的总面积大约为13.85 km2[6-8]。

2.2 矿区基本情况勘察

本次针对矿区的自然环境进行治理的项目区主要位于西宁市大通回族土族自治县桥头镇以及良教乡，属于青海省工业和农业发达地区，发展历史悠久，该地区距离西宁市35 km，交通发达便利，通讯条件良好。但是该地区位于我国大西北干旱地区，水利条件较少，现有的沟道内建有谷坊和简易的排洪渠，而这些水利工具可以继续使用，为本次的矿山地质环境恢复和治理提供有利条件。该地区没有其他建筑物，使得地质环境恢复相对容易，青海省最大的火力发电厂(桥头发电厂)为土地复垦提供了充足的电能。

3 地质环境问题分析

3.1 采矿活动对该地区自然水的破坏和影响

该地区自然水类别主要为第四系松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水。第四系松散岩类孔隙水主要分布地区为北川南岸阶地以及矿区沟谷地段，该类水系的水位比煤层要浅得多，在矿产资源开发过程中产生的岩土体裂隙，使地下水区域性下降，从而导致河流地表水回灌地下，造成地表水严重缺失。该地区的碎屑类裂隙孔隙水层主要为侏罗系地层，该水系分为3层，煤矿区的散步以及底部对于碎屑类孔隙水的渗水能力较差，同时富水性不足。该类水的隔水层主要分布于煤层上部区域，泥沙岩层的粘性较强，透水性较差，通水之后会膨胀，隔水性能较好，但是常年日久的采矿活动造成了该地区原有的流通暗道受到了阻断或者是切断，新的流通通道产生。综合分析该地区的采矿活动对于松散内孔隙水以及碎屑岩类孔隙水影响较轻。

3.2 采矿活动对于土地和地貌景观的影响

大量的采矿活动造成该地区煤矸石以及废渣堆随处堆放，使得该地区的土地压占和地貌景观受到严重影响。现阶段区域内共发现的废堆渣有二十多处，煤矸石堆渣有12处，废弃的老矿井有四十多处，塌陷盆地有4处，对于该地区的地貌景观以及土地也造成了极大的影响。

调查结果显示的20处废渣堆，主要分布区域为大煤洞沟、小煤洞沟以及元树尔沟，总共压占的土地面积达52.87万m2，废渣的体积约106.875万m3，压占的土地类型主要为田地，还有少量的宅基地以及路基，而这些废渣堆中，占地面积大于1万m2的废渣堆总共有6处。

煤矸石堆渣主要分布于上干沟、东南部大煤洞沟、小煤洞沟、元术儿沟西南部，占地总面积59.515万m2，煤矸石堆渣体积约30.78万m3，压占的土地类型以田地为主，煤矸石堆渣主要分布在煤矿矿井的附近、道路两侧及斜坡的低洼部，煤矸石堆渣大于1万m2的共有8个。

该矿区塌陷的盆地共有4个，其具体特征如表1所示。

表1 采空塌陷盆地特征

4 地质环境治理恢复模式

4.1 塌陷盆地改造和矿山景观恢复模式

针对大通煤矿采矿活动出现的压占宅基地、采空区出现塌陷盆地造成矿山景观遭到破坏的现象，采用棚户区村社搬迁以及改造模式进行治理。对于已经搬迁的棚户区按照时间的先后进行分期改造，将废弃的宅基地开垦为矿山景观，同时结合矿区的采空区塌陷盆地影响程度，设计多种景观方案，对采矿设备进行维修保留，改造成矿区博物馆。建立大型矿山公园标志牌，对该矿区的开矿历史以及矿山遗迹进行说明。对于山谷区进行批量植树，变成为林业用地，对于良田中心区开采成农业耕地。综上归纳为可采用矿山景观建设、林业用地、农业耕地的3者相结合的治理和恢复模式。

4.2 煤矸石废渣处理模式

针对该矿区随意堆放的大量煤矸石矿渣，总的治理目标是使得占用土地得到复垦。对于煤矸石矿渣采用回填筑路以及回收利用的模式，就地进行平整和覆土回填，煤矸石矿渣作为建筑材料重新利用。

4.3 废弃矿井封堵工程

在对废弃矿井进行封堵的时候，应结合矿井周围及矿井顶部的工程地质条件，矿井的深度、矿井跨度以及施工环境进行分别处理。对于矿井底层容易破碎或者出现的缝隙，能够与地面矿井部位连通的地方采用灌浆的方式进行回填封堵。而对于较为完整的矿井部位，则采用矿井围岩支撑的方法和措施进行矿井封堵。

5 结 语

经济建设与国家发展离不开自然资源的开发，在开发自然资源的时候要结合可持续发展战略，对于曾经“掠夺式”的开采行为而对自然环境造成的破坏，应该采取积极有效的措施进行恢复治理。