地下开采矿山地质环境保护和恢复治理技术探析

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1、地下开采矿山地质环境保护和恢复治理技术探析　　摘要：矿产资源的不合理开发利用，产生了各种矿山地质环境问题。文章以新郑市井采煤矿为例，从开采引发的地质灾害、对含水层的影响与破坏、对地形地貌景观的影响与破坏以及对土地资源的影响与破坏进行了现状、预测分析，并提出了相应的预防、治理措施与建议。在矿山开发过程中保护矿山地质环境，以减少或防止矿山开采活动造成的地质环境影响与破坏，促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展。关键词：煤矿；地质环境；环境保护；王行庄中图分类号：P66文献标识码：A文章编号：王行庄井下开采煤矿位于郑州市南40km处，矿井自200

2、4年开始建设，2007年正式投产。矿区登记面积71.89km2，该矿主采二1煤层，兼采二3煤层，矿山剩余服务年限80余年。矿井采用立井开拓，罐笼提升，中央并列式通风，采用走向长壁后退式采煤法开采。矿井设计生产能力为120万吨/年。采矿活动对矿山地质环境的影响地质灾害危险性分析8根据实地调查，目前矿田有地面沉（塌）陷8处，形成地面沉（塌）陷区0.77km2，造成地质灾害危险性较大；地裂缝11条，影响面积0.25hm2，多见于塌陷区边缘，规模为小型，地质灾害危险性小；黄土崩（滑）塌地质灾害2处，崩塌体小于200立方，规模为小型，地质灾害危险性小[１]。矿山开采引

3、发、加剧和遭受的地质灾害主要为地面沉（塌）陷和地裂缝地质灾害[2]。该矿全部开采后，全区地面沉（塌）陷面积将达到39.46km2，全区将出现长期或季节性积水面积38.36hm2；另外，地表将新增地裂缝灾害。因此预测全井田矿山开采引发地面沉（塌）陷和地裂缝危险性为大。全区开采后，预测直接经济损失将达2.5亿元。县级重点保护文物欧阳修墓和省级重点保护文物战国墓群下设有保护煤柱，预测其遭受矿山开采引发的地面沉（塌）陷和地裂缝危险性为小。对含水层影响分析该矿开采对第四系孔隙潜水含水层、上、下石盒子组孔隙、裂隙承压水含水层组影响较轻，对孔隙承压水含水层、岩溶裂隙承压水

4、含水层影响为严重[3]。地面沉（塌）陷区内二1煤、二3煤组顶板砂岩含水层结构被破坏，水位大幅下降；日疏干开采量为2160～2880m3，二1煤层以下岩溶含水层水位下降91.81～95.01m，矿坑排水对二1煤层以下岩溶含水层影响严重。8煤矿开采对第四系上更新统孔隙潜水含水层影响较轻，对其它地层孔隙、裂隙承压水含水层组、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[4]。矿坑水排出地表经处理合格后做为生产生活用水，不予外排，矿山开采对矿区及其周边地下水质影响程度较轻。该矿在矸石浸出液中有毒有害元素含量均很低，各项指标均低于规定的含量标准，因此矸石堆放对地下水的影响较轻。预测

5、矿区煤层开采后矿井排水影响范围约为矿界外1800m～127500m（渗透系数取最大值27.1443m/d。矿山开采对地下含水层的影响大于矿区范围。矿区居民生产生活用水主要取自浅层地下水，因此对区内居民的生产生活用水造成影响较小。对地形地貌景观影响分析该矿工业场地、交通线路占地0.28km2。其中工业广场占地改变了原有地貌形态，造成生态景观系统在空间上的不协调性，对地貌景观及周边环境影响为严重，交通线路占地较少，对景观影响较轻。井田开采形成地面沉（塌）陷呈碟状，改变了以前平坦地貌形态。地裂缝累计影响面积1.479hm2。地面沉（塌）陷及地裂缝对原生地形地貌景观

6、影响明显，破坏程度为严重。8根据前述预测全区开采结束后，该矿将形成地面沉（塌）陷面积39.46km2。开采后地表最大水平变形值将达到28.33mm/m。因此全区开采形成的地面沉（塌）陷对原生地形地貌景观破坏程度为严重。同时，该矿每年产生大量的矸石长期堆放对地貌景观影响为较严重。对土地资源影响分析该矿土地资源占用与破坏因素为地面沉（塌）陷、地裂缝地质灾害及工业场地占用土地。井田范围内已形成较大面积采空区和地面沉（塌）陷，工业场地及矿业活动已造成土地破坏与水土流失，占用土地大部分为耕地[5]，该矿工业场地生产及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。矿山生产期工

7、业广场、出入场公路等设施对将持续占用土地资源，井田煤炭开采将形成大面积采空区和地面沉（塌）陷区，矿业活动将加剧土地破坏与水土流失[6]。该矿开采终了后工业场地及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。大面积的采空地面沉（塌）陷将改变矿区地貌，在地表出现下沉的同时，还将出现地面积水、伴生地裂缝等现象，同样对土地资源产生严重影响。2矿山地质环境防治工程2.1地质灾害防治工程2.1.1地面沉（塌）陷及地裂缝地质灾害8进行地面变形监测，采取专业监测与简易监测相结合方式开展[7]。首先设置固定的监测点进行水准测量，监测网点布设达到基本控制塌陷区形态，准确测量塌陷面积和

8、下沉深度为宜。其次要对地裂缝、建筑物开裂采用人工现场