王欣榮，馬國芳

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦環(huán)保中心，河南 平頂山467001）

1 引言

近年來，由于自然作用和人為因素導(dǎo)致了礦山生態(tài)環(huán)境惡化，造成了人類生命財產(chǎn)損失，人類賴以生存的資源、環(huán)境受到了嚴(yán)重破壞。20世紀(jì)80年代以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的高速增長對礦產(chǎn)品的需求量也日益增大，市場經(jīng)濟(jì)條件下礦山片面追求經(jīng)濟(jì)效益，開采技術(shù)及設(shè)備落后等［1，2］，導(dǎo)致了礦山開采環(huán)境不斷惡化，礦山環(huán)境問題不容忽視，因此急需對礦山環(huán)境進(jìn)行保護(hù)恢復(fù)和治理。

礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理是礦山資源開發(fā)過程中的重要組成部分，是消除礦山資源開發(fā)對周邊環(huán)境影響的必要手段，是遏制、減少、避免礦山資源勘查開采活動破壞礦山地質(zhì)環(huán)境，保護(hù)人民生命和財產(chǎn)安全，促進(jìn)地區(qū)礦產(chǎn)資源合理開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)社會資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑［3，4］。本文針對平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦礦山環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理進(jìn)行研究，詳細(xì)介紹了該礦目前礦山開采及地質(zhì)現(xiàn)狀，存在的主要環(huán)境問題，并提出了有針對性的治理措施。

2 礦山開采及地質(zhì)概況

2.1 礦山開采

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦于1957年12月動工興建，1959年12月礦井簡易投產(chǎn)，1971年達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量。1981年由煤炭部129地質(zhì)隊對一、四、六礦深部進(jìn)行補(bǔ)充勘探，1987年提交了《一、四、六礦深部擴(kuò)勘報告》。經(jīng)原煤炭部［88］煤生字第80號批準(zhǔn)，平煤股份一礦井田深部邊界擴(kuò)大到五（?。┙M煤層－600m，四（戊）組煤層－650m，二（己）組、一（庚）組煤層－800m等高線。井田地質(zhì)儲量為41426.9萬t，服務(wù)年限79年。經(jīng)1974年和1987年兩次擴(kuò)建，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力提高到400萬t/年，1993年達(dá)產(chǎn)。

表1 平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦可采煤層特征一覽

2.2 地質(zhì)概況

該井田含煤地層為石炭系太原組，二疊系山西組和上、下石盒子組。自上而下劃分為甲、乙、丙、丁、戊、己、庚等7個煤組。含煤地層總厚780m，含煤7組43層（有編號的煤層23層），其中甲、乙煤組無可采煤層。煤層總厚約26m。含煤系數(shù)為3.3%，可采煤層5組10層，總厚約15m，可采含煤系數(shù)為1.92%。煤層間距基本穩(wěn)定。

現(xiàn)階段煤礦開采煤層為丁6煤層，戊煤組。

丁6煤層為該井田主要可采煤層之一，位于下石河子組丁煤段中部，上距丁5煤層10m左右，沉積穩(wěn)定，發(fā)育良好。該煤層一水平已全部采完，二、三水平煤厚1.09～3.64m，平均煤厚2.01m，屬全區(qū)可采穩(wěn)定煤層。該煤層結(jié)構(gòu)簡單，含夾矸0～2層，厚0～0.45m。

戊煤組位于下石河子組戊煤段中上部。該井田戊組煤層最為發(fā)育，厚度大，為主要可采煤層，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分叉合并現(xiàn)象普遍。

該礦可采煤層特征如表1所示。

3 主要環(huán)境問題

礦山開采主要對礦區(qū)植被資源及地貌景觀影響嚴(yán)重。在開采過程中形成的壓占土地資源、破壞地表植被主要包括工業(yè)廣場壓占土地資源、煤矸石堆放及礦區(qū)道路占地等方面。

3.1 礦山開采對植被及地貌景觀的影響

該礦采煤塌陷面積達(dá)23km2，礦區(qū)附近廣大地區(qū)大面積耕地被破壞，無法耕種，有的成為積水洼地。采礦活動，不僅破壞了土地資源，使耕地減少，還造成農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)，品質(zhì)下降（圖1）。

圖1 采空塌陷引起的耕地變形

3.2 矸石堆放對礦區(qū)環(huán)境的影響

該礦建有3處矸石山，矸石存放量220萬t，年排放量15萬t，當(dāng)矸石堆積量過大時，由于其結(jié)構(gòu)松散，遇大暴雨等激發(fā)條件，有可能失穩(wěn)發(fā)生崩塌災(zāi)害，主要危害對象為矸石山前緣的土地、人員及建筑，另外，工業(yè)廣場附近矸石山，因南側(cè)開挖坡腳用于制磚，使矸石山南側(cè)坡度變陡，存在崩塌隱患。因此，其危險嚴(yán)重。

3.3 工業(yè)廣場對礦區(qū)環(huán)境的影響

該礦工業(yè)廣場主要布置有綜合辦公樓、浴室、食堂等行政福利建筑。工業(yè)場地建設(shè)對地貌景觀影響程度小，但占壓破壞土地資源為耕地，因此，工業(yè)廣場及其他附屬場地對礦山地質(zhì)環(huán)境影響較為嚴(yán)重。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)措施

4.1 總體部署

由于該礦地質(zhì)災(zāi)害以地面塌陷和地裂縫為主，因此，采用的治理措施是：“一疏、二平、三改造”?！耙皇琛本褪峭跍祥_渠，建設(shè)主、支渠配套工程，旱能澆，澇能排的水利系統(tǒng)，疏排塌陷區(qū)內(nèi)積水；“二平”即為對已疏開積水區(qū)的土地采用平整和梯田平整治理，復(fù)墾還耕；“三改造”即對無法排除塌陷區(qū)積水的區(qū)域，采取就地取土、建魚塘、墊高土地造菜田的方法進(jìn)行改造。規(guī)劃出常年積水區(qū)開挖魚塘，將棄土墊洼地進(jìn)行造菜田，拉矸石圍魚塘鋪路和修墊簡易公路，建成養(yǎng)殖、種植生態(tài)工程系統(tǒng)。同時按照“宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜魚則魚、宜建則建”的原則，建立水域養(yǎng)殖型、果林種植型、基地建筑型、疏排水復(fù)耕型、景上娛樂型等土地利用類型的復(fù)耕模式。

4.2 土地復(fù)墾與地裂縫治理工程

該治理區(qū)內(nèi)北部屬傾斜平原區(qū)，南部起地勢漸高至低丘陵地段。開采結(jié)束后北部將形成陷坑，治理區(qū)微地貌將被改變，南部主要地質(zhì)環(huán)境問題以地裂縫為主。治理工作將在塌陷基本穩(wěn)定后進(jìn)行。結(jié)合塌陷區(qū)南高北低的地貌特點及塌陷深度、范圍，兼顧土地現(xiàn)狀，按經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理原則，采用“挖高填低法”實施工程治理。對于南部地裂縫，則以人工實施充填為主。該項工作預(yù)計平整與復(fù)耕土地1850畝、填埋裂縫850畝、道路與溝渠工程400m。

4.3 固體廢棄物綜合利用工程

該礦的固體廢棄物主要有煤矸石、鍋爐灰渣與生活垃圾等。正常生產(chǎn)期煤矸石年排放量約15萬t，鍋爐灰渣年排放量830t，生活垃圾年排放量596t，對固體廢棄物綜合利用工程如下。

4.3.1 煤矸石

該礦現(xiàn)有矸石處置場3處，位于現(xiàn)有工業(yè)場地南部、北一風(fēng)井、北二風(fēng)井，目前矸石山累計堆存量約220萬t。除用于矸石磚材料外，多余煤矸石規(guī)劃用于鋪路路基的下料，開采后期，多余煤矸石則規(guī)劃用于塌陷土地的治理，在充填塌陷區(qū)造地時只能作為耕作土的底土層，其上應(yīng)鋪設(shè)0.5～0.7m厚的心土層和表土層，以利于耕種。具體工作流程見前述土地復(fù)墾工程。

煤矸石的臨時堆放要有序，合理使用土地資源，杜絕亂堆濫放，矸石山應(yīng)及時進(jìn)行治理綠化，矸石堆放坡角不宜大于30°，堆放高度小于10m。及時將固體廢物外運(yùn)，避免堆高后產(chǎn)生滑塌。臨時矸石堆放場應(yīng)經(jīng)常灑水，以抵制粉塵的產(chǎn)生。

4.3.2 鍋爐灰渣與生活垃圾

礦井正常生產(chǎn)期，鍋爐灰渣產(chǎn)生量為830t/年，擬在修路或生產(chǎn)矸石磚方面加以利用。生活垃圾主要由工業(yè)場地的辦公樓、食堂、單身宿舍等部門排放，排放量為596t/年，生活垃圾擬運(yùn)至專用垃圾處置場處置。

5 結(jié)語

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)工程實施后，有效增加了耕地面積，緩解了當(dāng)?shù)赝恋厣俚木o張局面，改善了礦區(qū)居民的生存條件、生活空間和生活環(huán)境，提高了生活質(zhì)量；同時也有效改善了該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)投資的外部環(huán)境，促進(jìn)了礦區(qū)和諧，保護(hù)和改善了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)了社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的有機(jī)統(tǒng)一。

［1］馬愛民，謝亞瓊.礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制中幾個技術(shù)問題的探討［J］.中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2009，19（2）：10～13.

［2］張 興，王凌云.礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理研究［J］.中國礦業(yè)，2011（8）：52～55.

［3］黃 成，江中樂，韓政興.江西某煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理研究及對策［J］.科技信息，2011（5）：21～23.

［4］袁希平.淺談礦山環(huán)境恢復(fù)治理［J］.湖北社會科學(xué)，2008（2）：178～180.