高長(zhǎng)紅

(陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司銅川分公司，陜西 西安 710075)

1 概述

礦山開采對(duì)周圍地質(zhì)環(huán)境造成了影響，黨的十八大以來(lái)對(duì)生態(tài)文明建設(shè)有了極大的關(guān)注。近年來(lái)，府谷縣自然資源和規(guī)劃局緊緊圍繞省市自然資源部門和縣委、縣政府工作決策部署，深入踐行“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明理念，按照全縣“東治川、南治山、西治礦”戰(zhàn)略定位全面開展國(guó)土綠化行動(dòng)，大力實(shí)施生態(tài)保護(hù)修復(fù)，助力推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展示范縣建設(shè)。

府谷縣東峰煤礦有限公司位于府谷縣城西北約42 km處，行政區(qū)劃隸屬陜西省府谷縣新民鎮(zhèn)管轄。地理坐標(biāo)為：東經(jīng)110°38′48″～110°42′56″，北緯 39°04′51″～39°06′29″。東峰煤礦礦區(qū)可開采煤層有 3 層，為3—3，4—4，5—2煤，現(xiàn)煤礦生產(chǎn)規(guī)模為90萬(wàn)t/a。設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量40.67 Mt，設(shè)計(jì)可采資源儲(chǔ)量32.51 Mt，礦井總服務(wù)剩余年限為20.7 a。目前開采范圍與層位主要位于井田北部的5—2煤和中部的4—4煤，目前總服務(wù)剩余年限約為 18.5 a。

我國(guó)采用“基金”繳存方式治理礦山環(huán)境問(wèn)題時(shí)間不長(zhǎng)，具體實(shí)施操作辦法、評(píng)價(jià)以及設(shè)計(jì)中參考性的規(guī)范和規(guī)定少之又少。僅孫曉玲、韋寶璽、李成、楊凌雁等[1-4]對(duì)礦山治理恢復(fù)的現(xiàn)狀以及在規(guī)范化、融資環(huán)境、基金等方面進(jìn)行了討論和分析，提出了一些分析和考慮。武強(qiáng)、劉宏磊等[5-6]對(duì)礦山恢復(fù)治理模式進(jìn)行了討論?？傊?，我國(guó)在礦山恢復(fù)治理方面目前尚處在探索階段，如何將礦山恢復(fù)治理真正落實(shí)到位是我們要重點(diǎn)關(guān)注的方面。

礦山開采過(guò)程面臨很多地質(zhì)環(huán)境遭受破壞的問(wèn)題[7]，如何對(duì)地質(zhì)環(huán)境破壞進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和有效治理，是我們當(dāng)下面臨的亟需解決的問(wèn)題。府谷縣是我國(guó)產(chǎn)煤大縣，其中東峰煤礦又是眾多煤礦中在地質(zhì)環(huán)境遭受破壞方面有著一定代表性的煤礦。

2 區(qū)內(nèi)自然環(huán)境

2.1 交通位置

神(木)—朔(州)鐵路、府(谷)—店(塔)一級(jí)公路從礦區(qū)南部東西向通過(guò)，礦區(qū)距神朔鐵路新城川集裝站約2 km，交通便利，礦區(qū)內(nèi)修建有煤礦連接府(谷)—店(塔)一級(jí)公路的進(jìn)場(chǎng)道路，該道路長(zhǎng)約1.1 km，路面寬7.0 m，路基寬9.0 m，路面水泥混凝土厚度為25 cm；還有自工業(yè)場(chǎng)地西側(cè)井口一帶，向西北方向沿坡而上至排矸場(chǎng)地的排矸道，道路全長(zhǎng)約700 m，為廠礦三級(jí)道路，路面結(jié)構(gòu)采用水泥混凝土路面，路基寬5.0 m，路面寬4.0 m；另有自工業(yè)場(chǎng)地東南角沿一自然小沖溝緩坡而上，最終至新建炸藥庫(kù)場(chǎng)地平臺(tái)處的炸藥庫(kù)道路，三級(jí)道路，長(zhǎng)390 m，路基寬4.5 m，路面寬3.5 m，路面結(jié)構(gòu)采用22 cm厚混凝土。

2.2 氣象水文

礦區(qū)屬典型的中溫帶干旱、半干旱大陸性季風(fēng)氣候。氣候特點(diǎn)為：春暖干燥，氣溫回升快，降水較少，多大風(fēng)及風(fēng)沙天氣，易起沙塵；夏季炎熱多雨，日溫差大，7，8兩個(gè)月多雷陣雨及陣性大風(fēng)天氣；秋季涼爽濕潤(rùn)，氣溫下降快，10月份后降水速減；冬季寒冷干燥，雨雪稀少，且封凍期較長(zhǎng)，季節(jié)性凍土最大凍深146 cm，冬季至春末夏初多風(fēng)，平均風(fēng)速為2.5 m/s，最大風(fēng)速18.7 m/s，風(fēng)向多為南西；多年平均蒸發(fā)量2 450.8 mm。據(jù)府谷縣氣象局提供資料，從1959年至2020年府谷降水量見圖1,圖2。

2.3 地形地貌

東峰煤礦位于陜北黃土高原北端，毛烏素沙漠東南緣，地表大部被第四系黃土所覆蓋，基巖在溝谷中多有出露，地形總體為西北部高東南部低，最高點(diǎn)位于東峰煤礦井田西北部，高程 1 342 m；最低點(diǎn)位于東南部邊界一帶的龍王廟溝谷河道，高程約1 090 m，相對(duì)高差約252 m。自新近世以來(lái)，由于受振蕩性上升為主的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，經(jīng)受多次剝蝕、侵蝕切割和堆積作用，形成了不同的地貌景觀，按其成因和形態(tài)，礦區(qū)地貌單元主要分為黃土梁峁溝壑及河谷地貌兩類。

2.4 植被

3 區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境

3.1 地層巖性

礦區(qū)地表大部分被第四系松散堆積物覆蓋，但較大支溝中斷續(xù)出露侏羅系、新近系地層，井田內(nèi)地層由老至新依次為三疊系、侏羅系、新近系和第四系。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造

東峰煤礦地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為北西走向，傾向南西西，平均傾角不大于1°的單斜構(gòu)造，無(wú)大的斷裂及褶皺發(fā)育，無(wú)巖漿活動(dòng)痕跡。延安組為向西南微傾的簡(jiǎn)單疊置地層，層內(nèi)發(fā)育寬緩的波狀起伏及鼻狀隆起，節(jié)理等構(gòu)造。

府谷地處長(zhǎng)期相對(duì)穩(wěn)定的地臺(tái)區(qū)，構(gòu)造變動(dòng)微弱，地震出現(xiàn)頻率小而且強(qiáng)度低。僅公元1448年在榆林發(fā)生過(guò)4.7級(jí)地震；1621年5月在府谷孤山一帶發(fā)生過(guò)6.7級(jí)地震，此后再未發(fā)生過(guò)4級(jí)以上地震。

3.3 水文地質(zhì)

4 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與分析

已損毀土地主要為工業(yè)廣場(chǎng)、場(chǎng)外道路、炸藥庫(kù)、排矸場(chǎng)道路、炸藥庫(kù)道路占用損毀、排矸場(chǎng)壓占損毀及采空沉陷損毀土地。依據(jù)對(duì)采空區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的踏勘調(diào)查，并參考“兩案”，已損毀土地利用現(xiàn)狀和損毀程度見圖3。

首先，債權(quán)轉(zhuǎn)讓的法律缺位。根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定，關(guān)于從屬債權(quán)，應(yīng)隨主債權(quán)轉(zhuǎn)移至信托。但此規(guī)定未明確規(guī)定對(duì)于注冊(cè)權(quán)是否需要變更或轉(zhuǎn)讓等級(jí)，給實(shí)際操作帶來(lái)了許多困難。

4.1 滑坡

區(qū)內(nèi)發(fā)育的滑坡共6處，其中H1,H2,H3,H4發(fā)育規(guī)模較小，沒(méi)有潛在威脅對(duì)象。H5高陡土質(zhì)邊坡，滑坡寬約20 m，長(zhǎng)約6 m，坡體厚約3 m，體積400 m3。其滑動(dòng)面傾向約210°，傾角約 40°，滑坡現(xiàn)狀處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡規(guī)模較小，其下道路為煤礦通往煤泥廠道路，隨著滑坡的進(jìn)一步滑動(dòng)，對(duì)其下道路造成直接威脅。

H6高陡土質(zhì)邊坡，滑坡寬約30 m，長(zhǎng)約20 m，坡體厚約5 m，體積3 000 m3。其滑動(dòng)面傾向約90°，傾角約40°，該滑坡現(xiàn)狀處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡規(guī)模較小，其下場(chǎng)地有廠房設(shè)備，隨著滑坡的進(jìn)一步滑動(dòng)，對(duì)其上道路及副井口設(shè)施造成直接威脅。

4.2 地面塌陷

區(qū)內(nèi)大部都處在東峰煤礦3—3煤層采空范圍線內(nèi)，其中烽火臺(tái)區(qū)域位于52盤區(qū)(重復(fù)采動(dòng))。3—3煤層主要由原陽(yáng)塔煤礦、商業(yè)聯(lián)營(yíng)煤礦、溫莊則煤礦開采，原生產(chǎn)礦井對(duì)采空區(qū)未采取支護(hù)措施，故在上覆地層自重下，各采空區(qū)均斷續(xù)形成地面塌陷，但塌陷沉降幅度一般小于20 cm，故地表塌陷形狀不甚顯著，基本保留了原有地面形態(tài)。與塌陷伴生的裂縫在溝谷邊緣已被風(fēng)沙掩埋，塌陷跡象不明顯，但在梁頂平臺(tái)處裂縫發(fā)育，局部可見塌陷錯(cuò)位現(xiàn)象。平臺(tái)草地上裂縫呈斷續(xù)狀，主裂縫沿15°，330°方向展布，走向大致平行。地表裂縫多成組出現(xiàn)，一般每組發(fā)育裂縫為3條，每組間隔大致200 m左右?？p寬一般約2 cm～30 cm，現(xiàn)延伸長(zhǎng)度100 m～200 m(局部已被風(fēng)沙掩埋)，裂縫間隔2 m～10 m，最大可視深度3 m左右；次裂縫整體中等發(fā)育，縫寬2 cm～10 cm，間隔3 m左右，延伸長(zhǎng)度5 m～10 m，最大可視深度0.5 m(如圖4，圖5所示)。

4.3 含水層破壞

東峰煤礦批準(zhǔn)開采3—3，4—4，5—2號(hào)煤層，煤層平均厚度分別為4.44 m，0.86 m，1.81 m，3—3煤為首采煤層。含水層主要對(duì)上覆孔隙裂隙水、上覆第四系黃土孔隙裂隙水、地表水及第四系松散砂卵石含水層、地下水位、地下水質(zhì)等破壞。

開采3—3層煤后，導(dǎo)水裂隙帶高度范圍尚未到達(dá)第四系松散黃土孔隙裂隙含水層底部，且該含水層底部有隔水層(紅黏土)。采煤對(duì)黃土孔隙裂隙含水層影響破壞較輕，村民利用此水源(井或泉水)影響不大。

導(dǎo)水裂隙帶高度范圍到達(dá)第四系松散砂卵石含水層地段如龍王廟溝以下地段，將疏干地表水和地下水。5—2號(hào)煤層以上含水層全部遭到破壞，第四系松散砂卵石含水層是礦區(qū)村民主要生活生產(chǎn)用水，對(duì)居民影響較大，對(duì)地表水及第四系松散砂卵石含水層地下水影響程度嚴(yán)重。

井田開采過(guò)程中的直接充水含水層為侏羅系中統(tǒng)延安組第一段至第三段砂巖裂隙含水層。開采過(guò)程中，在煤巖巷道中，地下水合并泄漏且必然產(chǎn)生混合，使原有的水質(zhì)發(fā)生變化。從井下排出的礦井水主要增加了水體懸浮物和 COD 的含量，對(duì)地下水質(zhì)影響較嚴(yán)重。

4.4 地形地貌景觀破壞

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)用地面積8.80 hm2。工業(yè)場(chǎng)地地處井田南部，位于溫莊則村自然溝中，自然地形兩側(cè)高中部低，場(chǎng)地相對(duì)高差近50 m，東西寬約為120 m，南北長(zhǎng)約600 m。工業(yè)廣場(chǎng)建設(shè)對(duì)溫莊則溝兩側(cè)開挖形成高邊坡，對(duì)溝底進(jìn)行回填整平，原溝谷地形地貌景觀遭到破壞，影響較嚴(yán)重。矸石場(chǎng)建設(shè)，使原來(lái)V型谷改變成U型谷，矸石場(chǎng)建設(shè)對(duì)原地貌影響較嚴(yán)重。但位于項(xiàng)目區(qū)北部煤礦整合前開采的3—3煤(房柱式開采)形成的采空區(qū)，裂縫、塌陷較嚴(yán)重；2015年至今，整合后開采4—4，5—2煤，長(zhǎng)臂綜采，重復(fù)采動(dòng)后地面塌陷、裂縫也較嚴(yán)重，位于項(xiàng)目區(qū)北部烽火臺(tái)區(qū)域地形地貌景觀遭到破壞，尤其是龍王廟村4號(hào)烽火臺(tái)(前龍王廟城墩遺址)區(qū)域，影響也較嚴(yán)重。其他建設(shè)對(duì)地形地貌改造影響較小，影響較輕。

4.5 水土污染

工業(yè)場(chǎng)地上建有礦井水處理站一座，處理能力為600 m3/d。礦井水處理站采用絮凝沉淀、氣浮、過(guò)濾消毒處理工藝處理達(dá)標(biāo)后部分回用，不外排。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，礦井水處理站正常運(yùn)轉(zhuǎn)。煤礦設(shè)有生活污水處理站一座，采用二級(jí)生化處理工藝，處理能力為600 m3/d。生活污水處理達(dá)標(biāo)后全部回用于綠化及灑水。因此，現(xiàn)狀評(píng)估區(qū)內(nèi)水資源污染較輕。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，井下掘進(jìn)矸石主要用于鋪路、回填場(chǎng)地；生活垃圾設(shè)立垃圾桶收集，統(tǒng)一掩埋處理。目前，礦井生產(chǎn)所排部分廢棄物經(jīng)處理和處置后堆放在評(píng)估區(qū)中部位置回填場(chǎng)地，對(duì)項(xiàng)目區(qū)土地資源有一定污染，但總體來(lái)說(shuō)現(xiàn)狀土地資源污染較輕。

5 治理措施與建議

5.1 滑坡

對(duì)H1，H2，H3，H4持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)H5使用漿砌石擋墻進(jìn)行治理，根據(jù)地形布設(shè)好伸縮縫。H6因其處在高陡邊坡之上，治理造價(jià)過(guò)高，除加強(qiáng)監(jiān)測(cè)外，需進(jìn)行坡面植被復(fù)綠工作。

5.2 地面塌陷

采用采空塌陷區(qū)塌陷裂縫填充、設(shè)置警示牌和人工巡視等措施進(jìn)行治理，施工工序主要有土壤剝覆→裂縫填充→表土處置→表土回覆和平整(見圖6，圖7)。

裂縫填充主要施工工藝：

1)首先裂縫區(qū)在充填前進(jìn)行表土剝離，具體為沿地表裂縫和需要進(jìn)行平整的地表傾斜部位剝離表土耕植土層，剝離寬度根據(jù)土地?fù)p毀程度確定；2)再利用裂縫兩側(cè)及附近黃土對(duì)沉陷裂縫進(jìn)行填充；3)剝離的表土就近堆放在裂縫剝離表土范圍兩側(cè)；4)在充填部位覆蓋耕層土壤，并進(jìn)行人工平土；5)對(duì)于近期開采的煤采空工作面，考慮其未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在明顯位置布設(shè)警示牌進(jìn)行示警，并對(duì)采空區(qū)進(jìn)行人工巡視，每月兩次，發(fā)現(xiàn)裂縫及時(shí)填充。

塌陷區(qū)裂縫首次充填后，下雨天后裂縫會(huì)重新出現(xiàn)，需要多次充填治理才能完成。

5.3 含水層

煤層開采對(duì)煤層以上地下水含水層破壞和影響是嚴(yán)重的，不可逆的。但隨著煤層開采，塌陷形成、沉穩(wěn)，將形成新的含水層系統(tǒng)——地下水庫(kù)體系。

根據(jù)礦山的生產(chǎn)活動(dòng)可能對(duì)地下水環(huán)境的影響程度，結(jié)合防治目標(biāo)、措施、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則，了解補(bǔ)徑排條件，含水層破壞防止主要以監(jiān)測(cè)為主，主要對(duì)地表水、地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，定期定點(diǎn)采樣，地下水采用鉆孔進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5.4 地形地貌景觀提升

項(xiàng)目區(qū)水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱，坡體沖溝發(fā)育較多。為了避免周圍坡體出現(xiàn)植被稀疏，坡體沖刷，表土裸露的情況。景觀提升工程主要以坡面復(fù)綠為主，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颉庀笏牡葪l件，種植國(guó)槐、紫花苜蓿、油松等植被。

5.5 水土污染

排矸場(chǎng)應(yīng)分層回填，分層覆土，不得裸露在外。生活垃圾與廢機(jī)油等廢棄物應(yīng)集中處理。在沒(méi)有必要的情況下，不得隨意新建住宅、辦公以及工廠等構(gòu)筑物，以免造成新的污染。

6 結(jié)語(yǔ)

礦產(chǎn)資源開發(fā)，往往伴隨著對(duì)周圍環(huán)境的破壞與干擾現(xiàn)象發(fā)生，常見有滑坡、地面塌陷、含水層破壞、地形地貌景觀破壞、水土污染等情況。根據(jù)各級(jí)政府對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)與土地復(fù)墾基金實(shí)施辦法的要求。在使用基金過(guò)程中，不能避重就輕，嚴(yán)格執(zhí)行“兩案”中修復(fù)規(guī)劃要求，除非有特殊變化。