呂紅紅

(西山煤電(集團)有限責任公司屯蘭礦，山西 太原 030299)

引 言

當前社會處于資源開發(fā)、環(huán)境保護以及生態(tài)問題解決相矛盾的時期，礦產(chǎn)資源作為我國經(jīng)濟發(fā)展的關鍵動力，在大力開發(fā)礦產(chǎn)資源尤其是煤炭資源的同時，導致煤礦所在區(qū)域的生態(tài)被破壞，環(huán)境被污染，嚴重影響當?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)和生活。因此，在發(fā)展經(jīng)濟大力開采礦產(chǎn)資源的同時需注重對環(huán)境的保護和生態(tài)平衡問題的解決[1]。結合當前煤礦開采與環(huán)境保護同步走的原則，本文以屯蘭礦為例對其實際開采中的地質環(huán)境問題進行分析的基礎上，對應性的提出地質環(huán)境治理與恢復的措施。具體闡述如下：

1 工程概況

屯蘭礦設計生產(chǎn)能力由原每年450萬t變更為400萬t。屯蘭煤礦的水平標高為750 m；礦區(qū)所屬水系為黃河水系，所在地為大陸性溫帶半天干旱氣候。目前，工作面可供開采的煤層包括有02#、03#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#。，目前開采煤層包括有2#、3#、8#。探測，屯蘭礦正常涌水量為203 m3/h，最大涌水量為223 m3/h；正常排水能力為439.9 m3/h；最大排水能力為461.7 m3/h。本文著重對屯蘭抗的地質環(huán)境進行保護并對其現(xiàn)階段的環(huán)境問題進行治理并恢復。屯蘭礦所含的地質條件可總結為如下：

1)第一層為白堊系志丹群第二組、第三組巖石層，該巖石層的主要顏色為紫紅色，巖層的主要成分包括有粉砂巖和細砂巖。經(jīng)探測，第一層巖石層的最大厚度為582 m，最小厚度為148 m，巖層的平均厚度為320 m；

2)第二層為白堊系志丹群第一組巖石層，該巖層中間夾雜砂質泥巖，巖層的最大厚度為436 m，最小厚度為47 m，平均巖層厚度為165 m；且該巖層為傾斜狀，最大傾角為11°，最小傾角為5°。

3)第三層為侏羅系中統(tǒng)巖層，該巖層中包含有可開采的煤層，主要成分包括有砂巖、泥巖和炭質泥巖等；

4)第四層為三疊系延長群巖層，該巖層的完成性較差，主要以層狀結構為主，且其對應的圍巖的穩(wěn)定性較差[2]。

2 礦山地質環(huán)境治理工作的安排

礦山地質環(huán)境的保護及生態(tài)問題治理工作的核心是對其地質災害進行綜合治理，從根本上解決屯蘭礦當前所存在的地質隱患，減小屯蘭礦實際開采中地質災害，延長礦區(qū)的生產(chǎn)年限，保證工作面煤層被全部開采。礦山地質環(huán)境的治理包括有對地質災害的防治、矸石堆治理、地形地貌景觀的防治以及對地質環(huán)境進行監(jiān)測。

2.1 地質災害

針對礦山地質環(huán)境的治理可從如下幾個方面進行：

1)為避免礦山裸露邊坡再次發(fā)生災害，對礦山的裸露邊坡種植樹木、植被的方式進行治理；

2)根據(jù)礦區(qū)地面塌陷的實際情況對其進行區(qū)分后分別采用相應的方式對進行防治。對于工作面開采完成后未達到沉穩(wěn)狀態(tài)的地面塌陷問題，對其中的裂縫進行回填的手段進行防治；對工作面開采完成后已經(jīng)達到沉穩(wěn)狀態(tài)的地面塌陷問題，采用大規(guī)模的機械手段對其進行治理，確保治理完成后可復墾使用；

3)由于礦區(qū)開采導致周邊公路塌陷，在對已塌陷公路進行回填、路面鋪設等手段治理外，還需對礦區(qū)周邊未出現(xiàn)塌陷的公路進行監(jiān)測，預防公路的塌陷[3]。

2.2 矸石堆

矸石作為煤礦生產(chǎn)不可避免的產(chǎn)物，一般將其集中堆放于矸石排放場。對于堆放的矸石堆而言，其不僅會污染地下水，而且堆積高度過大時存在滑坡的隱患。因此，煤礦生產(chǎn)所產(chǎn)生的矸石治理基于邊排放邊治理的原則。具體操作為：堆積煤矸石時對煤矸石進行分層碾壓，并在矸石堆四周留設一定寬度的排水溝，避免由于雨水得不到及時排泄導致矸石堆的穩(wěn)定性被破壞出現(xiàn)崩塌、滑坡的事故[4]。此外，留設排水溝還能在一定程度上解決煤矸石污染地下水的問題。

2.3 地質環(huán)境的監(jiān)測

對于現(xiàn)階段已發(fā)生的地質災害問題可采取對應的防治措施進行治理實現(xiàn)對地質環(huán)境的恢復工作。但是，在實際生產(chǎn)過程中有很多地質災害問題并未完全顯現(xiàn)出來，因此，需加強對礦區(qū)地質災害的監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結果采取相應的預防措施，以防地質災害事故的發(fā)生。

3 主要礦山地質環(huán)境保護的防治工程

上文主要對屯蘭礦地質環(huán)境保護的主要內(nèi)容進行闡述，并簡要提出對應的治理方案。本節(jié)將對礦山主要的地質環(huán)境保護工程進行具體分析。

3.1 地質災害的防治

結合對屯蘭礦地質災害類型的調(diào)查研究，著重對裸露邊坡和地面塌陷兩種地質災害進行防治。

3.1.1 裸露邊坡的治理

屯蘭礦在工業(yè)廣場及其周邊工程的生產(chǎn)導致大量裸露邊坡的產(chǎn)生，因此急需對裸露邊坡進行治理。根據(jù)屯蘭礦裸露邊坡的規(guī)模大小，擬采用種植植被的方式對其進行治理。具體種植的植被類型包括有青楊(2 000棵)、沙棘(5 000棵)和草子等。

3.1.2 地面塌陷的治理

對于屯蘭礦而言，屬于地面塌陷的地質災害主要分為塌陷區(qū)裂縫、塌陷區(qū)耕地、塌陷區(qū)林地、塌陷區(qū)草地、塌陷區(qū)村莊以及塌陷公路等。不同類型的地面塌陷問題，具體采取的治理恢復措施如下:

塌陷區(qū)裂縫：將裂縫周年的土壤就近堆放；采用黃土或者矸石對裂縫進行回填；為裂縫周邊區(qū)域增加排灌措施；

塌陷區(qū)耕地：根據(jù)當?shù)馗氐乃莩潭炔扇〔煌闹卫砘謴痛胧?。其中，當耕地塌陷的坡度小?°時，對塌陷區(qū)表面的土地進行平整處理即可；當耕地塌陷的坡度大于7°，需對塌陷區(qū)耕地修筑梯田，并對恢復后的表面種植樹木。

塌陷區(qū)林地：對于已塌陷的林地而言，首先將塌陷區(qū)域表面的樹木進行扶正處理；然后，根據(jù)塌陷程度選用最佳植被對其進行治理恢復。根據(jù)屯蘭礦所屬地區(qū)的氣候條件，較為合適的植被為油松、檸條以及沙棘[5]。此外，根據(jù)林地的具體塌陷程度分為中度塌陷區(qū)和重度塌陷區(qū)分別種子不同數(shù)量的植被，如表1所示。

表1 塌陷區(qū)林地種植植被治理

3.2 矸石堆的防治

對于煤礦生產(chǎn)所排放出的矸石對其分層后進行碾壓堆放，從而提升其穩(wěn)定性。而且，為避免由于雨水堆積導致矸石堆出現(xiàn)滑坡等事故在其周邊增加排水溝。結合屯蘭礦矸石堆的實際情況，依據(jù)《水土保持綜合治理技術規(guī)范》設計與其相匹配的排水溝，具體排水溝長度為1.44 km。斷面形狀，如圖1所示。

圖1 矸石堆排水溝斷面結構圖

如圖1所示，矸石對排水溝底部寬度為0.5 m；頂部寬度為0.8 m；深度為0.5 m。為增加排水溝的穩(wěn)定性，采用M10漿砌石對其底板和側墻進行加固，對應底板和側墻的厚度均為0.4 m；同時，排水溝內(nèi)側采用水泥砂漿進行處理。

3.3 地質災害的監(jiān)測

地質災害監(jiān)測的主要目的是對可能存在的災害進行預測，并提前采取相應的預防措施。地質災害的監(jiān)測分為簡易監(jiān)測和專業(yè)監(jiān)測。其中，簡易監(jiān)測主要采用卷尺、鋼尺等簡單測量工具對規(guī)模較小的塌陷區(qū)進行定時測量，測量項目包括有塌陷區(qū)的面積、深度，裂縫的尺寸以及地下水的位移等；專業(yè)監(jiān)測采用全占儀、激光測距儀以及經(jīng)緯儀等高端測量設備對大規(guī)模的塌陷區(qū)進行定時測量，主要對塌陷區(qū)的形態(tài)、面積以及深度等參數(shù)進行測量。

4 結語

煤礦開采會對周邊的區(qū)域地質環(huán)境造成破壞，從而影響周邊居民的正常生產(chǎn)和生活。因此，為實現(xiàn)煤礦開采和環(huán)境保護兼顧發(fā)展的原則，需在開采前、開采中以及開采后對地質環(huán)境進行保護，確保其恢復至可正常生產(chǎn)、生活的狀態(tài)。