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采煤沉陷区地质环境现状及生态环境修复措施探析

2023-11-08 223 上传者：管理员

摘要：煤炭开采引起的地表沉陷造成的地质灾害、经济损失和社会问题日趋严重，对采煤沉陷区进行生态环境修复治理尤为迫切。本文以贵州安龙县普坪采煤沉陷区为研究区域，基于该采煤沉陷区矿山地质环境调查成果，针对存在的地质环境问题提出生态环境修复措施。结果认为：安龙县普坪采煤沉陷区地质环境问题主要为矿山地质灾害、地下水资源破坏和土地资源损毁。生态环境修复治理中应有针对性地采取搬迁工程措施、工业场地及废弃建筑物拆除措施、矿区残余房屋拆除措施、煤矸石堆修复工程措施、土地整治的工程措施及复绿工程措施。通过实施生态修复措施将有效改善矿区生态环境，减少和控制地质灾害发生，实现良好的环境、经济及社会效益。

关键词：
修复治理
地质环境
措施
生态环境修复
采煤沉陷区
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自上世纪八十年代中期开始，由于采矿形成的滑坡、塌陷、弃渣、土地减少、水体污染等地质环境问题严重影响了当地百姓的日常生活，每年百姓因此类问题集体上访、闹事接连不断，严重干扰了市、县地方政府的正常工作，制约了企业经济发展。

面对历史积存问题，面对资源近于枯竭、矿山企业处于亏损边缘状态，造成矿山收不抵支，筹措治理资金困难。大量危害程度严重的环境问题得不到有效的监测、治理，生命财产安全得不到保障，地质环境问题日趋突出，房屋开裂、耕地损毁、道路损毁坍塌、土地资源破坏，导致农民耕地减产、生命财产安全受到严重威胁，加剧了农民与企业、与政府的矛盾，影响和谐社会构建。

1、采煤沉陷区生态环境修复治理的意义及必要性

1.1 地质环境治理的意义

(1)通过地质环境综合治理，将有效减轻或避免地质灾害对矿区群众构成的潜在威胁，保护矿区和人民群众的财产安全，使人民安居乐业。

(2)通过地质环境综合治理，使矿区遗留边角矿产资源及周边矿产资源得以充分利用，保护有限的矿产资源，促进地方经济发展。

(3)通过地质环境综合治理，可以恢复矿区生态环境，消除矿山环境污染，保护当地的生态资源环境。

(4)通过地质环境综合治理，可以开发利用有限的土地资源，避免因矿山环境问题引发的群众集体上访等不安事件，体现党中央“以人为本”、着力构建和谐社会，促进人与自然和谐发展的指导思想，对促进地方经济建设和人民生活改善都具有重要意义。

通过以上工作，将有效改善矿区生态环境，减少和控制灾害发生，缓解当地社会矛盾，营造和谐社会，促进社会主义新农村建设，其环境效益、经济效益、社会效益显著。着力构建一个生态环境良好、安全和谐的社会主义新农村。

1.2 地质环境治理的必要性

多年来，由于煤炭开采造成的地表沉陷、山体滑坡、生态破坏、水土流失等灾害已经给人民财产及生命安全造成极大损失和威胁，工农关系非常紧张，上访案件逐年增多，安全隐患严重，另外随着地方煤矿关闭整合后生产能力的不断扩大，沉陷面积正逐年增加，造成的地质灾害、经济损失和社会问题将会更趋严重。因此，对采煤沉陷区的治理已经迫在眉睫。

2、安龙县普坪采煤沉陷区综合治理工程概况

2.1 研究区概况

安龙县普坪采煤沉陷区距安龙县城约26 km, 行政区划隶属黔西南州安龙县普坪镇所辖。其地理坐标：东经105°16′40″～105°17′52″,北纬25°16′14″～25°18′19″。开采方式为地下开采，生产规模：60万 t/a, 该矿于2016年6月闭坑。其拐点坐标见表1。

2.2 采煤沉陷区矿山地质环境现状及问题

通过现场调查，安龙县普坪采煤沉陷区主要表的地质环境问题为3个方面：一为矿山地质灾害，二为地下水资源的破坏，三为土地资源损毁。

2.2.1 矿山地质灾害

矿山地质灾害是沉陷区内比较突出的环境地质问题，地质灾害具有分布广、突发性强、类型复杂、隐患多、发生频率高、影响大、灾情严重等特点。主要灾种有矿山采空区地面沉降、地面岩溶塌陷、地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石(包括矿渣、废石、尾砂)流和矿坑涌水等矿山地质灾害。各类地质灾害见图1。

图1 安龙县普坪采煤沉陷区内沉降引起的房屋及道路开裂

表1 安龙县普坪采煤沉陷区范围拐点坐标表

2.2.2 地下水资源破坏(矿山矿井水、淋溶水随意排放)

矿坑水、矿渣淋滤液污染地表水和地下水后会由于地表水和地下水径流、渗流作用而污染矸石山和排土场周围土壤，使地下水径流减缓或滞流区耕地盐渍化，从而损毁地表植被，导致农业农作物减产；同时也会导致煤矸石中的重金属元素进入植物体内并产生积累。地下水受到越来越严重的污染，土壤盐分积累量越来越高，土壤碱化趋势相应增加。土壤盐渍化致使地表植被退化，生物繁殖能力下降，影响区域生态多样性。

根据调查，工作区水污染主要的污染源为采空区积水溢流和煤矸石淋滤液。其污染途径有三种，即采空区积水通过老窑、小窑集中排泄，采空区积水通过围岩破碎带分散排泄和煤矸石淋滤液在降水作用下分散排泄。

矿区内煤矸石堆将在土地恢复治理中修建截、排水沟，并进行覆土复绿，因此，该部分区域污染在土地整理后将大大减少，本次治理可以不予考虑。

1)矿井水

根据现场调查，当地闭坑煤矿在煤矿闭坑封闭井口时，皆只是采用混凝土对井口进行简单封堵，防止人员进入。没有采用科学、合理的方案进行封堵。随着地表水的持续下渗，地下水水位上升，沿井口附近溢出，直接排入排水沟汇入溪流。造成当地水资源含硫严重超标，对当地的种植生产、人民生活的安全造成严重影响。

而采空区积水排泄较为分散，且枯季、丰季变化较大。通过前期调查，治理区共有老窑、小窑等排放口共2个，其中枯季有水流出的有3个，流量较大，且水质较差。其余排泄口大部分在枯季流量不足0.5L/s, 丰季流量不足1L/s。详见图2。

图2 安龙县普坪采煤沉陷区内井水、淋滤液

2)淋滤液

尾矿库内的煤矸石露天堆放，受到降雨冲刷、浸泡或淋溶，淋溶了煤矸石中的重金属、无机盐类等污染物质，淋溶水随意排放，直接汇入地表水，下渗至地下水，污染地下水资源，侵蚀耕地土壤。其中受吉安煤矿1#、3#煤矸石淋溶水污染导致土地板结，农作物绝收的面积约83 000 m2。

2.2.3 土地资源压占、损毁

历史遗留矿山废弃工业场地压占土地资源，煤矿山闭坑后，大部份的工业广场相关设施及房屋没有拆除，部分建筑物被当地村民占用，年久失修。造成大量的土地资源被侵占和破坏，使当地的农业农村经济下降；由于过度开发煤矿资源和矿山环境污染等原因，造成草地、森林、耕地、河流、湖泊等生态系统退化，导致土壤、水资源生态系统环境恶化，甚至加速了土地的盐碱化或荒漠化、导致农作物减产。通达煤矿废弃工业广场压占土地面积约13 200 m2;吉安煤矿废弃工业广场压占土地面积约21 500 m2。详见图3。

图3 1#矸石堆压占土地资源

煤矸石堆场压占土地资源，煤矿资源经过筛选，残余部分的煤矸石随意堆放于治理区的冲沟、洼地，占用了大量的土地资源，同时也破坏了大量的土地资源和植被，详见安龙县普坪采煤沉陷区矸石情况调查表2。

3、采煤沉陷区生态环境修复治理

3.1 搬迁工程措施

针对区内受采通达煤矿、海盛煤矿、吉安煤矿采煤活动影响较为严重的箐口村箐口组、格屯组，卡作村大庆组，戈塘村白路山组，共计206户，888人进行整体搬迁。

3.2 工业场地及废弃建筑物拆除措施

工业广场存在生产使用的钢架棚、以及年久失修的废弃建筑物。对建筑物进行拆除，对原硬化部分的地面，堡坎进行拆除，拆除后进行复垦复绿。治理区废弃构筑物拆除统计情况表3。

表2 安龙县普坪采煤沉陷区矸石情况调查表

表3 安龙县普坪采煤沉陷区工业广场拆除统计表

3.3 矿区残余房屋拆除措施

对矿区残余房屋、废弃堡坎、废弃围墙、废弃混凝土地面、废弃排水沟，废弃沼气池进行拆除，拆除后进行复垦复绿。

3.4 煤矸石堆修复工程措施

煤矸石综合治理工程可包括：矿区煤矸石山摊铺、煤矸石堆自然灭火、档护、截排水、土壤修复、坡面覆土绿化及复垦等工程措施。

煤矸石生态修复多以土壤修复、坡面覆土绿化为抓手，把煤矸石生态修复与矿区生态建设、环境污染治理相结合，同时促进区域动态平衡和良性循环，矿区发展与生态环境相协调，努力实现矿区生态修复与经济效益、社会效益、环境效益的同步提高。

3.5 土地整治的工程措施

3.5.1 路网建设工程

利用已建的通村道路，结合治理区的综合特征，修建茶园道路，为茶园的生产提供基础条件。

3.5.2 灌溉系统建设工程

于道路边缘修建排水措施，修复治理区原有蓄水坝，为下游的灌溉提供必要条件。

3.5.3 茶园种植工程

1)地表清理工程

由于工业场地废弃建筑物、煤矸石堆、搬迁残余构筑物等压占损毁土地资源，在进行覆土或翻耕前需要清理，使复垦后土壤适宜植物生长。

2)翻根工程

工业广场压占区土地资源，经多年压占，土壤板结严重。地表构筑物拆除后，通过深翻土壤透气，才能够满足植被生长需求。

3)表土剥离、覆土

工业场地、煤矸石堆场等压占场地复垦复绿时需要客土，在周边耕地中土层较厚的区域进行取土，剥离的表土临时统一堆放；客土运至复垦复绿区后，立即对取土区进行翻耕，将剥离的表土回覆至取土区，对取土区域进行土壤培肥，保障生产力水平。

图4 1#矸石堆2 a后绿化效果

4)茶树种植

该治理区的大部分面积土地现已遭受损毁，受矿山开采的影响，地表水漏失，部分水田变为旱地，土壤沙化较严重，根据土地损毁情况，布置适量的农业水利设施，充分挖掘土地效益潜力，使得治理经济效益最大化，依据“政府引导，项目帮扶，市场化运作，标准化建设”为原则，建议采用“公司+农户”或“公司+合作社+农户”的经营模式，建设标准化茶园，以有效促进当地的农业经济的恢复以及可持续发展。具体茶园规划如下：因地制宜地合理利用土地，在土层较厚，土壤呈酸性，集中成片的区域，可划为茶园种植区；坡度过陡和山顶、山脊宜划分为林区；茶区面积较大的，坡度在10度以内，根据地形合理规划；坡度在10°～30°之间，必须环山种植。土地平整后，进行开垦，坡度较大的地段按等高进行坡改梯；开挖种植沟，施底肥；茶树定植，施肥、管理，设计种植面积为：约1 503.8亩；设计种植茶树为1 692 132株。

3.6 复绿工程

对治理区坡度较大，不适宜茶园种植的区域进行植树复绿；治理区现状局部存在大量优质植被区域，补种乔木进行复绿；在茶园建设过程中尽可能的不破坏优质植被区。绿化效果详见图4。

4、结语

综上所述，通过研究采煤沉陷区生态环境修复治理矿区综合治理，可以抚慰当地民众，充分体现人民政府对人民的生产生活的关怀，对人民生命财产安全及经济发展的重视，改善了人民群众的生活环境，从客观上也提高了人民生活质量，保障了地方经济可持续稳定发展。在实际工作当中会遇到很多间題，要不断学习与创新. 提高专业索养和水平，从而推动我国煤矿企业能够更加稳定快速地发展。

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基金资助:贵州岩溶山区地下水环境污染勘查技术与地学治理关键技术研究(黔科合支撑[2023]一般126);基于多源异构数据的贵州三叠系含软弱夹层顺层岩质边坡能量演化特征及监测预警模型研究(黔科合支撑[2023]一般127);

文章来源:兰中孝,张才兵,廖德武等.采煤沉陷区地质环境现状及生态环境修复措施探析——以安龙县普坪采煤沉陷区综合治理为例[J].地下水,2023,45(06):161-163+178.