采矿沉陷区生态环境问题与修复方案研究

蔡旻阔

（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730030）

随着采矿工作量的增加，存在的环境问题也日益增多。过度开采和前期保护的措施不到位，致使作业过程出现地面沉陷、地裂缝、周边建筑倒塌断裂等问题，不仅威胁采矿人员的生命安全，还阻碍周边地区的发展。为此，针对采矿存在的问题给出合理的解决措施，从而保护矿区生态环境以及采矿作业的安全性。

1 采矿沉陷区

目前矿山开采作业多采用全部垮落法，工作人员按照设计要求实行地下工作面的支护处理，之后按照流程工序及专业要求展开轮番开采工作，待开采到一定程度后，将支护结构拆除，完成开采作业。这一流程虽然保证开采过程的安全性，但在未经过任何处理的情况下，直接撤掉支撑，导致矿洞慢慢出现垮落现象，垮落后的矿洞岩层因为地质结构的瞬时变化出现问题。通常垮落的岩层呈现冒落带、裂隙带、弯曲下沉带三种情况，其深度及影响范围会根据矿区开采的规模、岩层地质结果及地质构造特征等呈现不稳定现象[1]。

值得注意的是，在短期内不容易发现这三种情况的形成，在未发现的情况下，随着时间的推移，地质运动的加快，逐渐对地表结构造成影响，甚至威胁周边地质结构。如果开采区域的范围较小，地质稳定性强，则产生的影响相对较小。如果开采深度较大，地层过于疏松，则会对地表、蓄水层、房屋地基等结构造成较大破坏。此情况足以说明，采矿沉陷区的形成受到诸多因素影响而出现不同的特征状态，显现时间会受到各种因素的影响而存在较大差别。

2 采矿沉陷区生态环境问题

采矿沉陷区的出现主要是因为地质结构严重破坏导致的。在采矿区作业开展中，因后期处理不当，导致地质结构出现坠落、断裂、下沉等问题，产生较多坑洞，进而形成沉陷区。该结构的出现对区域地质地貌、地下水结构均有较大影响，同时，加剧人地矛盾。另外，随着地质沉陷问题的不断加剧，引发更多的危害，如饮水安全、区域重度污染土壤结构破坏、粉尘飞扬等问题，且随着区域内悬浮颗粒的不断增加，人们的身心健康受到影响。

水土流失与水土盐渍化现象加剧，矿区周边环境逐渐恶化，农作物生长、自然生态环境破坏殆尽，水源流动性下降，逐渐趋向荒漠化。采矿企业为提高自身的经济效益，加大土地征用的力度，增加企业与民众间的矛盾，其给社会稳定埋下不安定因素。

综合上述情况分析可知，即使停止采矿，仍然无法保证区域的正常发展，因此，针对现存的问题，给出有效的解决措施，注重环境与社会经济间的协调发展，以期恢复区域活力[2]。

3 沉陷区的综合治理方案

3.1 生态修复遵循原则

3.1.1 生态优先

采矿沉陷区的生态修复应遵循生态优先的基本原则，从矿区周边居民的生产生活需求角度及生态环境保护与恢复角度展开综合分析，确保在生态修复后，矿区达到绿色环保及城乡绿色建设的目的，在推动区域经济发展的同时，减轻污染和破坏的问题。在生态修复过程中，应按照尊重、顺应与保护的基本原则展开工作，合理规划治理方案，降低治理对生态环境的影响，恢复水土及自然植被等资源。在修复过程中开展边修边保护工作，减少破坏。同时，对现有资源优势进行合理利用和分析，融合节能减排、绿色环保理念要求，不断恢复区域地质地貌，缓解与周边环境的差异性，保护区域生态环境，促进区域的稳定健康发展。

3.1.2 统筹协调

采矿沉陷区的生态修复工作，不仅对矿区内的环境展开科学处理，还需协调规划周边环境，减少不安全元素。为此，根据统筹协调原则，从安全性上实行综合考量和分析，做好修复过程中的预防和管理，避免地质灾害的发生。并将生态修复与自然修复、人文修复、经济修复四者相互融合，同步实施和治理，构建完善的生态结构体系[3]。

3.1.3 因地制宜

采矿沉陷区生态修复工作的开展还要遵循因地制宜的基本原则，注重采矿沉陷区具体情况勘察和分析，准确了解地质、地形条件、地貌特征、水文分布及气候变化，按照不同的情况制定不同的解决方案，逐步恢复生态空间，恢复区域内的生态活力。另外，在方案制定过程中，考虑该区域内年积水情况、季节性积水情况，进一步优化调整方案，增强方案的科学性、可行性，以提高修复效率。对于采矿沉陷区内整体生态环境质量状况良好、景观独特优美的区域，重点选择自然方式恢复生态功能，保护生态环境和景观格局。对于生态环境受到威胁或遭到破坏、环境质量下降的区域，应采取自然恢复与工程修复相结合的方式展开修复治理。

3.1.4 绿色性

生态修复工程不单单是对生态环境的恢复，也关系着经济社会的良性发展。在修复生态的作业中，一方面考虑生态结构、生态功能的完整性与否，生态产品质量高低，一方面应从城乡建设及绿色基础设施规划方面展开综合分析，补充说明短板，提高作业质量。通过该方法将采矿沉陷区构建成新型的城市生态园林区，为农业种植、居民居住及绿色植被栽植提供良好的空间环境，推动区域健康发展，增加经济效益。在采矿沉陷区生态修复过程中，可采用生态+的业态发展方式，对区域实行转型和升级，强化绿色功能，实现环境与人的协调发展。

3.2 综合治理方案

采矿沉陷区的生态修复工程是一项综合性较强的治理工程，是对采矿沉陷区实行整体治理及统一规划处理，需要结合现场的实际情况制定方案，并从农业、林业、工农建筑及文化娱乐用地要求等方面加以科学考量，以此恢复土地功能，维护使用权益。同时，在治理修复过程中，考虑环境效益的保护与提升，促进区域恢复[4,5]。

3.2.1 存在较大安全问题的沉陷区要最先处理

最先处理威胁矿井安全的沉陷区。该类区域多数分布在沟谷较浅区域、矿层裸露区域、垂深一般的区域，因为长时间与外界环境接触，很容易出现透水淹井的情况，因此，展开环境治理和修复，以免增加地下环境的危险性。常见的处理措施有矸石回填和长时间的疏干排水这两种。回填后会产生塌陷，塌陷的部分可直接被用作建筑用地进行再次开发，不过在确定为建筑用地前，先确定开采深度比的科学性，地表形成良好的三带型沉陷现象，且无明显变动，稳定性较强。

回填的目的在于对岩石层地基实行科学处理，增加承载力，在建筑建成后，不会因为承载力不足或稳定性不佳出现变形。现阶段，采矿沉陷区内通过地基承载力提升处理能力，其相关技术不够完善，但是已经有相关数据要求对其加以规范，如允许的基础承载力控制在每平方米7.15吨左右，平房的地基承载力要求在每平方米15吨左右，三层楼的承载力要达到每平方米25吨。

3.2.2 非积水沉陷区治理

非积水沉陷区指的是坡度在2度以上的区域，该区域在一般治理中会将其转化成梯田形式，为农作物生长提供良好场所。因此，一般采用条带水平梯田修复复垦的处理方式，缓解区域内存在的水土流失及土壤肥力过度流失的情况，保证区域土壤的科学使用，减少不必要的经济损失。同时，在该模式的推动下，有效提升灌溉效果，利用沉陷区自身优势特征，满足挖塘蓄水和灌溉的需求。通过安装喷淋和滴灌设备，提高开垦梯田内植物的成活率，降低水资源消耗，强化治理效果。在治理过程中，可将该区域按照丘陵山区绿化特点实行科学处理，将复垦后的沉陷区应用到农业种植中来，构建生态农业区。梯田条带宽度越大，耕种越方便，但工程量也会有所增加，反之耕地数量减少，难度较大，不过却能节省较多的资源和资金。为此，将梯田台阶高度设置在1m～2m之间。坡度低于2度的区域，可直接通过整平处理满足复垦要求。

3.2.3 季节性沉陷区治理

在处理矿区下危险性不高或没有任何危险性的季节性积水沉陷区过程中，因为该区域受积水面积、季节变化等因素的影响，无法确保稳定性，土体结构也无法用于农作物种植或养殖业的发展，因此，重新改造该区域。可将下沉较深的区域内的土质移到下沉较小的区域内，改善地形地貌，为鱼塘、蓄水库建设、种植业、养殖业等的顺利开展提供良好条件。在采矿作业中，通过机械和人工作业相匹配的模式进行开采。就人工作业的流程而言，首先组建四人团队开展作业，二人操作水枪崩土，二人巡视机械运转和复田围堤的完好情况。以此将水害变为水利，使沉陷前的单一种植业，变成农、林、牧业并举的水陆型生态农业。

3.2.4 大面积积水沉陷区治理

该类型沉陷区的治理主要以天然养鱼池和人工游览区这两种形式为主。前者类似于江南水乡规模，主要养殖鱼类，有效提高农业经济收入。后者通过公园区域等的科学规划，实现沉陷区的合理利用，建设人造游园场所，丰富区域娱乐设施，加强美观效果。

4 结语

希望本文的论述为相关从业人员提供帮助，在后续的开采作业中，更好地实行沉陷区处理，全面掌握综合治理方案，加强非积水沉陷区、大面积积水沉陷区和季节沉陷区的治理，从而维护区域生态协调性，改善区域内人们的生活品质，推动经济的更好发展。