马妍 陈媛洁 武少菁

摘要：矿山开采对矿山地质环境产生了较严重的破坏。该煤矿始终坚持“边生产，边治理”的环境保护政策，本文对露天煤矿矿山地质环境问题及防治措施进行分析，总结了治理及预防措施，希望对该地区及其他矿山环境治理提供借鉴。

关键词：煤矿；环境治理；防治措施

1.工程概况

研究区位于乌海市海南区东侧约6km处，京藏高速公路（G6）从海南区通过，研究区南距109国道约9km，通过G109至棋盘井镇约11km。研究区有运煤公路通过，交通条件便利，行政区划隶属乌海市海南区。煤矿划定研究区范围面积为1.7550km2，开采标高1299m～1110m；研究区东西最长2.3km，南北最宽1.1km。采用单斗—卡车间断式开采工艺。拉沟位置接续现状工作面，采用倒“L”形拉沟近西东、南北向布置工作线，向北、向东推进，工作线平均长度为700m，年推进强度104m。采用工作帮移动坑线—端帮运输平盘—内排土场开拓方式。平均剥采比为20.1m3/t。

根据2019年8月编制的《矿产资源开发利用方案》，截止到2019年1月31日，矿山保有资源储量903万吨，设计可采储量459.3万吨，可采原煤量486.2万吨，边帮回收原煤量174.61万吨，可采原煤总量660.8万吨，考虑储量备用系数1.1，矿山服务年限为6.7年。

采掘场在研究区中部；煤矿已实现内排，内排土场位于采掘场西部，设计最大标高1365m；研究区工业场地设在采掘场的东部，按功能分为行政办公区和生活区，包括综合办公室、工段休息室、食堂、浴室等，后期工业场地搬迁至内排土场最上部平台，场地较为平整宽阔，符合建设工业场地要求。

露天开采形成的生产场地包括外排土场、临时排土场、现状内排土场和采坑，其中外排土场如前所述在本矿完成治理后又被邻矿长富煤矿外排压占，已达成协议后续由该矿负责治理，本方案不再细述，其余3个场地现状面积分别为0.4063km2、0.3498km2和0.4250km2；研究区工业场地包括生活区和办公区，面积共0.0172km2，表土场、储煤场面积各为0.0494km2、0.0324km2。

2.研究区地质环境背景

2.1地质特征

研究区赋存的地层有奥陶系下统马家沟组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系上统石盒子组、第四系。研究区属于黑龙龟断层以西，西来峰断层以东，桌子山背斜南部倾没端的西翼，总体为一向南西倾斜的单斜构造，沿走向及倾向均发育有宽缓的波状起伏。倾角6°～10°。断裂构造：研究区内及周边发育两条北东向正断层。

2.2水文地质特征

研究区主要充水含水层为石炭系—二叠系基岩裂隙含水层。当地侵蚀基准面标高1258.6m，最上部可采煤层赋存标高1271m～1184m，可采煤层位于当地侵蚀基准面以下，研究区附近无地表水体。矿床主要充水含水层涌水量0.000442L/s·m，富水性弱；区内断裂破碎带涌水量小，富水性弱。地下水主要补给来源为区外侧向迳流补给，迳流缓慢，补给条件差。第四系覆盖较少，部分地段无第四系覆盖；水文地质边界简单。综上所述，按照《煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》（MT/1091-2008），将研究区水文地质勘探类型划分为第二类第一型，即以裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床。

2.3工程地质特征

研究区内岩石以碎屑沉积岩为主，层状结构，岩体各向异性。煤层顶底板岩石以软弱岩类为主，稳固性较差。区内地形地貌简单，地层岩性较复杂，地质构造（断层）发育，上部岩石风化强烈—中等，底部岩溶发育。岩石与岩体的完整性与稳定性总体较好，但局部软弱夹层会影响岩体稳定，开采过程中易发生矿坑边坡坍塌等矿山工程地质问题。因此，按照《煤矿床水文地质工程、工程地质及环境地质勘查评价标准》（MT/1091-2008），划分研究区工程地质勘探类型为第三类第二型，即层状岩类、工程地质条件中等类型。

3.研究区主要环境问题

3.1研究区含水层破坏现状分析

研究区范围内整合之前已形成采空区面积1.2324km2，采空高度约2.17m～6.23m。整合后采用露天开采，已形成露天采场0.7523km2，最大开挖深度175m，最低开采标高1130m。该矿煤层赋存于研究区二叠—石炭系地层中，根据研究区水文地质条件及现场调查分析，煤矿地下及露天开采破坏了研究区开采空间内基岩裂隙水含水层结构。由于基岩裂隙层含水微弱，富水性差，原煤矿巷道开凿范围小，井工开采过程中井下涌水量小，且采空区形成的时间较长，采空区域内的地下水流场已趋于新的动态平衡状态，故认为地下采空区对含水层影响较轻；而露天采场区域则不同，其开采深度范围内的岩土煤层的开挖剥离，已直接導致开采范围内二叠—石炭系基岩裂隙含水岩组在1130m标高以上的含水层全被挖除，含水层组结构遭到彻底破坏，现状评估露天采场范围对含水层结构影响破坏程度严重。

3.2研究区地形地貌景观破坏现状分析

矿业活动已影响了原有地形地貌景观，现状对地形地貌景观产生影响的主要为露天采坑、内排土场、临时排土场、表土存放场、储煤场和工业场地。各单元现状对地形地貌景观影响论述如下：

（1）露天采坑：根据现场调查，该煤矿由研究区西边界拉沟向东采挖推进，目前采场西部已进行内排回填。现状采坑地表面积0.4250km2，最大深度为120m，台阶高度10m，边坡角70°～90°。采坑的形成将原始起伏的山丘变成了大型的凹陷坑，改变了原始地形地貌景观格局，造成与原有自然景观不协调，对地形地貌景观影响严重。

（2）内排土场：根据调查了解，该煤矿于2016年开始逐步进行内排回填，由西向东推进，2017年实现完全内排。现状内排土场占地面积0.3273km2，最大排弃标高1300m、最低1200m，台阶高度10m～20m，边坡角30°～40°。堆积最大高度约130m，形成了规模较大的人工堆积地，较大的改变了原始地形地貌景观格局，造成与原有自然景观不协调，影响程度严重。

（3）临时排土场：由于矿山未获得外排土场外围的扩大征地手续，外排土场验收通过后移交长富煤矿进行排弃，故又在研究区北部设置一临时外排土场，2017年实现完全内排后临时外排终止排弃，场地占地面积0.4063km2，排弃高度30m～75m，分为1～2个台阶，台阶高度35m～60m，边坡坡角约30°～40°。场地范围形成规模较大的人工堆积地貌，改变了原始地形地貌景观格局，造成与原有自然景观不协调，影响程度严重。

（4）表土存放场：研究区现有3处表土存放场，占地总面积约0.0494km2，现状堆高2m～10m，一坡到底，坡面角约40°。场地范围形成明显的人工堆积地貌，改变了原始地形地貌景观格局，造成与原有自然景观不协调，现状场地范围对地形地貌景观影响程度较严重。

（5）储煤场：场地占地面积0.0324km2，场内地形平坦，建有全封闭储煤棚，地面人工建筑和产品煤的堆放对地形地貌景观造成影响，影响程度较轻。

3.3研究区水土环境污染现状分析

（1）固体废弃物对地下水水质的影响

根据《开发利用方案》及现场调查了解，矿山生产的原煤全部调入总公司洗煤厂，研究区无矸石废弃物产生。研究区生活办公区已拆除燃煤锅炉，全部采用安全小型电热分散控制采暖，不产生锅炉灰渣。产生的生活垃圾在工业场地定点设置垃圾箱，由鄂托克旗蒙佳保洁服务有限责任公司统一清运处理。内排回填的露采剥离物中有害物质含量较低，加之当地降水量集中且少，剥离固废物通过淋滤作用对地下水水质造成的影响较轻。

（2）污水对地下水水质的影响

根据《开发利用方案》及现场调查了解，研究区露天采场无矿坑涌水，场地无洗煤废水。生产期间产生的废水主要为工业场地排放的生活污废水，由鄂托克旗蒙佳保洁服务有限责任公司统一清运处理，不外排。因此，矿山开采产生的污水不会对研究区地下水水质造成影响。

4.矿山地质环境治理分区及防治措施

综合矿业活动引发的地质灾害，以及对含水层、地形地貌景观和水土环境污染的影响程度现状评估结果，将评估区全区划分为矿山地质环境影响现状评估严重区、较严重区和较轻区三个区。矿山地质环境保护与恢复治理分区划分为重点防治区（Ⅰ）和一般防治区两个区（Ⅱ区），共7个防治亚区，总面积1.7851km2，占评估区总面积的100%。

4.1重点防治区（Ⅰ）

（1）最终采坑防治亚区（Ⅰ1）：面积0.5857km2。该区可能引发的崩塌、滑坡和地面塌陷地质灾害影响程度较严重；对含水层、地形地貌景观影响严重；对水土环境污染影响较轻。设计采取的防治措施为：监测、设置网围栏和警示牌、清除危岩体、掩埋坑内煤层露头、覆土、种草和植被管护。

（2）内排土场防治亚区（Ⅰ2）：面积1.1693km2。该区可能引发的崩塌、滑坡和地面塌陷地质灾害影响程度较严重；对含水层和地形地貌景观影响程度严重；对水土环境污染影响较轻。设计采取的防治措施为：监测，平台整平、覆土、种草、植被管护，边坡整形、砖砌护坡。

（3）临时排土场防治亚区（Ⅰ3）：面积0.3762km2。该区在倒运回填之前及倒运过程中，可能引发的滑坡地质灾害影响程度较严重；对含水层影响程度较轻；对地形地貌景观影响程度严重；对水土环境污染影响较轻。设计采取的防治措施主要为监测和清理不稳定边坡体。

（4）表土堆放场防治亚区（Ⅰ4）：面积0.0494km2。该区在存土使用过程中，可能引发滑坡地质灾害，影响程度较轻；对含水层影响程度较轻；对地形地貌景观影响程度较严重；对水土环境污染影响较轻。设计采取的防治措施主要为监测和清理不稳定边坡体。

（5）储煤场防治亚区（Ⅰ5）：面积0.0324km2。该场地在搬迁之前，可能引发的滑坡地质灾害影响程度较轻；对含水层影响程度较轻；对地形地貌景观影响程度较轻；对水土环境污染影响较轻。设计采取的防治措施为拆除、清理、覆土、种草和植被管护。

（6）工业场地防治亚区（Ⅰ6）：面积0.0172km2。该场地在搬迁之前，地质灾害不发育；对含水层影响程度较轻；对地形地貌景观和水土环境影响程度较轻。搬迁之后，和内排土场防治亚区的情况一致，为重点防治区。设计采取的防治措施为拆除、清理、覆土、种草和植被管护。

4.2一般防治区（Ⅱ）

为评估区其余地区（Ⅱ1），面积为0.0301km2，为临时排土场拉运清理后的区域。该区域内无采坑活动，仅为其它人类工程活动，因此，区内地质灾害不发育；对含水层、土地资源和地形地貌景观影响程度较轻。设计采取的防治措施为保护。

5.主要预防措施

5.1含水层破坏预防措施

（1）开采过程中严格按设计开采，及时内排，尽量减少含水层结构破坏区域。

（2）对地下水水位、水质进行监测，做好对水资源的合理利用和保护，同时优化各类排水处理系统，确保水质达标排放。

5.2地形地貌景观破坏预防措施

（1）严格按设计规范露天采场边坡，确保边坡整齐，具备内排条件后及时进行内排回填，恢复采坑地形地貌景观。

（2）规范排土场边坡，确保最终边坡整齐，对到界边坡及时进行治理。

（3）合理规划研究区道路，禁止车辆随意碾压草场破坏植被。

5.3水土环境污染预防措施

（1）研究区生产中无矿坑涌水，场内未设置洗煤厂，不产生洗煤废水，研究区绿化及洒水降尘用水由棋盘井镇自来水厂供应。生产中禁止废水不经处理随意排放。

（2）对于车辆检修、维护产生的废液应置于容器内存储，并统一进行回收，禁止随意倾倒。

（3）本矿已和当地环保公司签订了生活垃圾和污水处理协议，由该环保物业公司负责对生活垃圾和污水进行清运，清运至棋盘井镇污水及生活垃圾处理厂。禁止将生活垃圾随意散倒或混入排土场，禁止污水随意排放。

5.4土地復垦预防控制措施

根据露天矿山开采工艺，按照“统一规划、源头控制、防复结合”的原则，采取有效的预防保护措施，强调源头控制、过程控制，最大程度的减少损毁范围。

（1）矿山开采过程中，合理利用资源，进一步优化布局，减少对土地的占用和植被的破坏。规范施工，露天采场边坡角、边坡高度、平台宽度、排土场堆放边坡角、台阶高度等严格按要求施工，采取行之有效的预防保护措施。

（2）施工前剥离的表土应做为后期复垦的土源，为尽量减少土地资源的破坏和浪费，集中堆放表土、对表土实施保护措施，防止水土流失。

（3）工程建设中尽量做到挖填平衡，同时避免倒运或二次压占。为保证损毁土地能较快得到恢复，及时对可复垦的区域进行复垦。

（4）为减少土地损毁，合理规划表土剥离进度，剥离表土近期初运至表土堆放场，近期后半段内排形成到界顶面时直接用于内排复垦工程覆土。研究区现状已有三处表土堆放场，存土量约15万m3，都在近期开采影响区内，其堆土用于覆土清空后，本方案设计后期利用顶部平台动态存储表土，既减少了土地占用，又避免混排造成表土浪费。

参考文献：

[1]马伟明.浅谈矿山土地复垦中需注意的问题[J].西部探矿工程. 2002（3）： 55-57.

[2]刘慧，吴继红.矿山闭坑环境治理思路[J].上海地质， 2001（04）： 34-37.

[3]邹博林等；余庆县某矿山地质环境问题评估分析研究[J].自然科学， 2018，（6）： 4-7.