煤礦塌陷地質(zhì)環(huán)境論文

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一、礦區(qū)概況

海拉爾煤礦位于陳旗煤田寶日希勒礦區(qū)東北部，行政區(qū)劃隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾區(qū)謝爾塔拉鎮(zhèn)。距海拉爾區(qū)約25km，距寶日希勒鎮(zhèn)約5km。自1995年開始建設(shè)，先后建成10對(duì)立井，生產(chǎn)規(guī)模為30萬t／a，屬小型礦井，開采面積0．3km2，于2004年全面關(guān)停。

二、地質(zhì)概況

海拉爾煤礦位于陳旗煤田寶日希勒勘探區(qū)東部詳查區(qū)的東北部，處于向斜北翼東端，地層較平緩，傾向西南，傾角4°～6°；無巖漿巖活動(dòng)，構(gòu)造屬簡單類型。區(qū)內(nèi)地層簡單，上部均有第四系覆蓋，中部為含煤地層，下伏地層主要為泥盆系上統(tǒng)的變質(zhì)巖。第四系十分發(fā)育，廣泛分布于煤系地層之上。主要由沖積、洪積的更新統(tǒng)和湖沼沉積、風(fēng)積的全新統(tǒng)組成，厚度在19．35～32．90m之間。含煤地層為扎賚若爾群大磨拐河組（K1d5）的含煤段。含煤段主要由黑褐色煤、炭質(zhì)泥巖、灰—深灰色泥巖、灰—淺灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖、砂質(zhì)礫巖等組成。井田內(nèi)煤層自上而下發(fā)育有5層，其中21＋2是該礦井開采煤層，最大可采厚度17．00m，最小7．46m，平均12．16m，結(jié)構(gòu)簡單；埋深在28．56～78．84m，平均55．39m。

三、自然環(huán)境

礦區(qū)地處呼倫貝爾草原深處，周圍均是天然草場和耕地，地勢較為平坦，地表被堿草等草原植被覆蓋。地處干旱半干旱地區(qū)，降水稀少，氣候寒冷，植被再生能力低。

四、塌陷區(qū)現(xiàn)狀及危害

4．1塌陷區(qū)現(xiàn)狀

地面塌陷是指地表巖、土體系在自然或人為因素作用下，向下陷落并在地面形成塌陷坑（洞）的一種地質(zhì)現(xiàn)象。地面塌陷往往伴生地裂縫。地面塌陷、地裂縫具有發(fā)生面積大、危害性大的特點(diǎn)。海拉爾煤礦10對(duì)立井隸屬于海拉爾煤炭開發(fā)總公司，生產(chǎn)規(guī)模小，開采煤層距地表距離28．56～78．84m。由于開采煤層距地表比較淺，采空區(qū)易塌陷，同時(shí)礦井在生產(chǎn)期間追求短期經(jīng)濟(jì)利益，實(shí)行掠奪式開采，采富棄貧，亂采濫挖，越界開采，這些無序、不合理開采對(duì)地表環(huán)境的影響更為明顯，自2004年關(guān)閉后開始塌陷，在整個(gè)采區(qū)及鄰近的區(qū)域內(nèi)，形成了大小數(shù)十個(gè)塌陷坑和地裂縫，規(guī)模不等，一般塌陷坑直徑約25m，深20～30m，最深的塌陷坑用肉眼看不到底。塌陷坑造成礦區(qū)內(nèi)原有的建筑坍陷。雖然采區(qū)四周設(shè)置了圍欄，但牲畜掉入坑內(nèi)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這對(duì)周圍的村民和牧民的生命與財(cái)產(chǎn)的安全造成威脅。

4．2塌陷區(qū)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

4．2．1水資源的危害

當(dāng)?shù)叵旅旱V開采面積達(dá)到一定范圍，地層移動(dòng)將引起地表變形，使地表產(chǎn)生大面積塌陷，從而導(dǎo)致塌陷區(qū)的水系遭到破壞，引發(fā)農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境的變化，導(dǎo)致生態(tài)變化。周邊大量耕地農(nóng)作物不能得到及時(shí)灌溉，產(chǎn)量大面積減少，給農(nóng)民的生活造成極大的損失。塌陷區(qū)內(nèi)存放的大量矸石，在風(fēng)化作用下粉碎，并隨著雨水的沖刷，通過塌陷坑和地裂縫灌入地下，造成地下水污染。

4．2．2土地資源的危害

地下煤炭開采，常常引起地層的變形、裂縫，特別是大面積采煤塌陷區(qū)，破壞地表形態(tài)，使周圍環(huán)境結(jié)構(gòu)與土地功能發(fā)生改變。一方面占用和毀壞了土地資源，破壞了地表植被和土壤結(jié)構(gòu)、土壤成分，使植被面積減少、生物環(huán)境破碎。生物多樣性受損，造成土地貧瘠化，特別是對(duì)耕地的破壞，造成土地地表流失，加劇土地干旱；另一方面，煤礦開采時(shí)占用一定的土地面積堆放矸石，矸石污染土壤，直接導(dǎo)致土地生產(chǎn)能力的喪失。

4．2．3草原及植被資源的危害

塌陷區(qū)周圍的地表產(chǎn)生裂縫，周邊的草原植被生長環(huán)境被破壞，植被明顯減少，地表產(chǎn)生張口裂縫、塌陷、漏斗，造成大量土層松散，加劇水土流失，破壞植物生長環(huán)境，加劇風(fēng)蝕和沙化。煤礦地下開采過程需要疏干排水，導(dǎo)致區(qū)域性地下水水位下降，從而破壞了整個(gè)地表水、地下水系統(tǒng)均衡，使植物的生長明顯受影響，甚至死亡，改變了原有生態(tài)系統(tǒng)，致使草原沙化。

五、塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理存在的問題

5．1礦山企業(yè)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄

海拉爾煤礦是在我國大力發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)背景下建設(shè)的，企業(yè)只顧經(jīng)濟(jì)利益，生產(chǎn)中重開發(fā)、輕保護(hù)，對(duì)保護(hù)地質(zhì)環(huán)境意識(shí)淡薄。開采過程中造成礦區(qū)地表塌陷、水體污染、土壤植被破壞等環(huán)境問題，根本不進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理。

5．2礦山環(huán)境治理投入不足

礦山地質(zhì)環(huán)境治理往往需要投人大量的資金。企業(yè)在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下，不愿意投入資金進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理。目前，該礦井停產(chǎn)遺留下來的礦山環(huán)境問題，由于資金投人少，礦山地質(zhì)環(huán)境治理進(jìn)展緩慢。

5．3礦山地質(zhì)環(huán)境狀況不明

該礦井在開采過程中，沒有專門的地質(zhì)環(huán)境專題調(diào)查和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測資料，所以礦山開采對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞情況、采空區(qū)和采掘巷道位置布置、地面塌陷狀況等沒有詳細(xì)的技術(shù)資料，不能為編制地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理方案提供所需依據(jù)，為地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作帶來了技術(shù)困難。

六、治理措施

采煤塌陷區(qū)的治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)此，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜采取多項(xiàng)措施，恢復(fù)和治理塌陷區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，修復(fù)周邊的自然生態(tài)環(huán)境。

6．1加大治理力度

煤礦雖已關(guān)閉，但按照“誰開發(fā)、誰保護(hù)，誰污染、誰治理，誰破壞、誰恢復(fù)，誰使用、誰補(bǔ)償”原則，應(yīng)投入一定資金，完成歷史欠賬。因此政府和企業(yè)應(yīng)多方努力，加快治理，恢復(fù)該區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

6．2做好環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和勘查

在治理前必須對(duì)本區(qū)域進(jìn)行測繪等工程勘查工作，對(duì)地質(zhì)、水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，查明采空區(qū)的分布范圍、埋深、厚度，查明塌陷區(qū)的分布，預(yù)測采空區(qū)塌陷發(fā)展的趨勢，為治理工作提供依據(jù)。

6．3充填復(fù)墾

根據(jù)塌陷區(qū)無積水、塌陷坑深淺不一、大小不等的情況，可以采用“一填、二平、三復(fù)墾”的措施。“一填”是利用建筑垃圾、原有的矸石、采礦棄土，填埋治理區(qū)內(nèi)塌陷坑。充分利用原有的地形，隨坡就勢，不要求治理區(qū)內(nèi)按統(tǒng)一標(biāo)高整平。這一過程中注意選用填充材料不要有污染，防止二次污染。“二平”是回填后要平整，使塌陷區(qū)地較平整并充分壓實(shí)。“三復(fù)墾”是在整平的地表上覆蓋0．3～0．5m的腐植土，給填埋區(qū)地表植被創(chuàng)造一個(gè)生長的環(huán)境，然后人工種草或種植易生長的農(nóng)作物或林木栽植，這樣可以逐漸改善塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境，恢復(fù)這一區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境。

6．4資源回收，廢地利用

該礦區(qū)開采煤層距地表淺，開采過程中工藝落后，坑下遺留煤柱過多，回采率過低，只達(dá)到30％左右。緊鄰該礦井東側(cè)新建順興露天煤礦，順興露天礦可以在塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查和勘查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大面積剝離，回收遺留井下的煤炭資源，然后平整成為礦井的工業(yè)廣場，從而減少新建礦井再占用良田草地。

作者：王麗卜桂玲郭文斌單位：呼倫貝爾學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院