某礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境治理研究
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摘要：礦產(chǎn)資源的開發(fā)對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著明顯的促進(jìn)作用，但是同時(shí)也產(chǎn)生了突出礦山地質(zhì)環(huán)境的問題。文中以內(nèi)蒙古某礦區(qū)礦山作為研究對象，分析了礦區(qū)的地質(zhì)概況，描述了水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件，重點(diǎn)闡述了礦山地質(zhì)環(huán)境治理對策，為礦山的地質(zhì)環(huán)境治理工作提供一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞：內(nèi)蒙古；礦山環(huán)境；地質(zhì)環(huán)境治理
1礦區(qū)地質(zhì)概況
研究礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部的準(zhǔn)格爾旗，在鄂爾多斯高原的東部，該地區(qū)礦產(chǎn)資源十分豐富。礦區(qū)是侏羅紀(jì)早期和中期的含煤地層，重要的含礦地層是侏羅系中下統(tǒng)延安組和第四系。礦區(qū)的構(gòu)造形態(tài)以單斜為主，向西南方向傾斜，傾角在1°到5°之間。礦區(qū)內(nèi)含有細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖、5號礦組和6號礦組等巖石。
2水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件
（1）水文地質(zhì)條件。礦區(qū)含有兩種含水巖組分別是第四系沖洪積潛水含水層和侏羅系中下統(tǒng)延安組基巖孔隙、裂隙含水巖組。第四系沖洪積潛水含水層的含水巖組主要是第四系沖洪積礫石和砂石，含水層厚度為2m~3m，該層含水層受降雨影響較大，富水性較差[1]。侏羅系中下統(tǒng)延安組基巖孔隙、裂隙含水巖組含水層厚度為25m~94m，屬于弱含水性，該層含水層與上層含水層的水力聯(lián)系較差。裂隙含水層和基巖孔隙含水層地下水受單斜控制比較明顯，地下水主要沿著地層的傾向方向排泄，以泉水排泄為主。（2）工程地質(zhì)條件。礦區(qū)含有軟質(zhì)巖、黃土和砂土。軟質(zhì)土分布在侏羅系地層中，分布在礦層的頂?shù)装逯?，以砂巖為主。砂土在河谷的沖洪積層中，巖性有粉砂和細(xì)沙，地基承載力大概100Kpa~120Kpa，工程條件一般[2]。黃土零散的分布在礦區(qū)中，主要成分有粉質(zhì)黏土和粉土，黃土具有明顯的濕陷性，地基承載力在120-180Kpa工程地質(zhì)條件一般。
3礦山地質(zhì)環(huán)境治理對策
礦山在投產(chǎn)后，應(yīng)該積極采取有效措施，預(yù)防環(huán)境地質(zhì)問題不斷惡化。采取的措施是邊開發(fā)邊保護(hù)，邊保護(hù)邊開發(fā)，開發(fā)和保護(hù)同時(shí)進(jìn)行，具體礦區(qū)中采取的保護(hù)措施有：地面工程活動(dòng)應(yīng)該合理控制范圍，將采礦行為不斷規(guī)范，最大程度保護(hù)礦區(qū)內(nèi)的綠色植被，降低采礦活動(dòng)對植被的影響和破壞作用。礦山環(huán)境治理工作在充分了解礦區(qū)環(huán)境問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行，具體的環(huán)境問題包含含水層破壞、地面塌陷、土地資源破壞和地形地貌破壞等相關(guān)問題，采取積極措施防止環(huán)境問題的出現(xiàn)，采取積極恢復(fù)工作。（1）地面塌陷的治理工作。地面塌陷的治理工作是對于地面由于采礦工作的進(jìn)行導(dǎo)致地面塌陷、地表裂縫等，針對地表問題采取平整、碾壓、充填綠化、覆土等工作。在治理塌陷區(qū)地面的過程中要結(jié)合周邊地形地貌，治理后應(yīng)該與周邊的地貌基本一致，治理后，該地區(qū)的景觀應(yīng)該與其他地區(qū)的景觀相近。目前我國常見的塌陷治理方法有：填充復(fù)墾法、壓力灌漿法和地面采空區(qū)填充法等。充填復(fù)墾法是在礦產(chǎn)運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生很多廢渣，將廢渣就地取材，填充到地表的塌陷區(qū)域，在地面上進(jìn)行整平，再在地面進(jìn)行覆土恢復(fù)原有生態(tài)的過程。這種方法不僅可以解決地面塌陷問題還能妥善處理廢棄物，在國內(nèi)礦山中運(yùn)用的比較廣泛。壓力灌漿法是當(dāng)?shù)孛姘l(fā)生塌陷后運(yùn)用人工機(jī)械將水泥砂漿灌注到塌陷區(qū)域內(nèi)，提高周圍巖體的應(yīng)力，防止塌陷狀況進(jìn)一步出現(xiàn)。地面采空區(qū)填充法是結(jié)合開采的實(shí)際工藝，防止地面塌陷工作更加嚴(yán)重。根據(jù)研究礦山的具體問題和填充材料的選擇，采用充填復(fù)墾的方式處理地面塌陷問題。研究礦區(qū)采用房柱式采礦法，安全礦柱設(shè)置在采空區(qū)、大巷、斷層等關(guān)鍵位置以防止地面裂縫，在開采的過程中及時(shí)填充采空區(qū)，保證開采過程順利進(jìn)行。研究礦區(qū)的具體治理措施是針對塌陷坑充填覆土工作。在接近塌陷位置將地表熟土取出，塌陷后填充煤矸石，再在地面放上熟土進(jìn)行造田工作，熟土的厚度一般在0.5m以下，植被可以正常生長。對塌陷區(qū)采取分層填充的方式，每填一層碾壓地面，可以采取履帶拖拉機(jī)和羊角碾配合使用。礦區(qū)塌陷區(qū)進(jìn)行治理后進(jìn)行造林，主要種類是油松和沙棘，形成灌木和喬木互相交錯(cuò)的形式進(jìn)行種植。（2）含水層破壞的治理工作。含水層破壞的治理工作主要治理含水層水位下降、水質(zhì)變壞、含水層結(jié)構(gòu)變化等。在開采時(shí)應(yīng)該實(shí)時(shí)保護(hù)含水層的相關(guān)問題，在開采6號礦層時(shí)，施工了防水功能的安全礦柱。防水礦柱的建立可以能夠高效攔截礦層頂板的含水層因?yàn)殚_采過程產(chǎn)生的孔隙將水灌入礦井之中，對有效阻止含水層中的水進(jìn)入到礦井內(nèi)的效果非常明顯。含水層中松散的裂隙水和孔隙水的水質(zhì)非常容易受到開采過程的影響，造成水質(zhì)變差。在保護(hù)孔隙水的水質(zhì)時(shí)，需要重視煤矸石的淋溶水的問題，研究出先進(jìn)的防滲技術(shù)，對淋溶水進(jìn)行處理后重復(fù)使用，同時(shí)避免將水滲入到孔隙之中，對孔隙水的水質(zhì)造成一定的污染。（3）地形地貌景觀和土地資源的治理。礦區(qū)的地形地貌遭到破壞是由于在地面建造開采礦山的配套設(shè)施等建筑物?？傮w的治理措施是拆除場地中的臨時(shí)廢棄的建筑物，重新覆土種植植被。根據(jù)相關(guān)規(guī)定建設(shè)的工業(yè)場地建筑物在礦山閉坑后，除了辦公設(shè)施、公寓、食堂等保留之外，地面的其他建筑物都需要進(jìn)行拆遷和清理。由于研究礦山處于丘陵地區(qū)，表面的熟土比較少，在施工過程中要盡量保護(hù)熟土不被破壞，將地表熟土剝離，等閉坑覆土?xí)r可以將原來的熟土取來直接使用，避免浪費(fèi)熟土。熟土的厚度應(yīng)該高于0.3m，覆土后將地面整平，在春季播撒草種來恢復(fù)植被，盡量選擇當(dāng)?shù)爻Ｒ姷闹脖黄贩N，盡量保持與原始植被一致。閉坑時(shí)對開采過程中的三個(gè)礦井進(jìn)行密封。（4）礦山環(huán)境地質(zhì)的監(jiān)測工作。保護(hù)礦區(qū)的環(huán)境地質(zhì)要做好礦山環(huán)境的監(jiān)測工作，主要包含礦山地質(zhì)災(zāi)害和水環(huán)境的監(jiān)測工作。地下水的監(jiān)測工作包含水質(zhì)監(jiān)測、水量監(jiān)測和水位監(jiān)測。定期在礦區(qū)的排泄口采取水樣，化驗(yàn)其化學(xué)組分，對關(guān)鍵元素進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測。定期監(jiān)控礦區(qū)在生產(chǎn)過程中的每天排水量，在礦區(qū)范圍內(nèi)建立兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，分別是豐水期和枯水期監(jiān)測兩次。在開采區(qū)域的表面建立變形觀測站，根據(jù)相關(guān)規(guī)程制度，對開采區(qū)域附近地表的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，主要監(jiān)測采空區(qū)的地表和地面的變化情況，包含水平移動(dòng)和垂直下降兩個(gè)方面。礦區(qū)監(jiān)測內(nèi)容包含地面塌陷區(qū)域和采空區(qū)附近地表的移動(dòng)情況監(jiān)測。監(jiān)測樁采用埋地式，監(jiān)測的地點(diǎn)主要分布在評估區(qū)域和建筑物區(qū)域和廠區(qū)的道路之中。監(jiān)測密度設(shè)置為20m一個(gè)，使用人工監(jiān)測，每十天監(jiān)測一次。該礦區(qū)的塌陷區(qū)預(yù)計(jì)為2km2，根據(jù)礦區(qū)面積和服務(wù)年限綜合計(jì)算，需要7年不間斷監(jiān)測。
4結(jié)論
文中對內(nèi)蒙古某礦區(qū)的環(huán)境地質(zhì)問題進(jìn)行了具體分析，并對礦山的含水層、地形地貌景觀、地面塌陷工作進(jìn)行了處理。根據(jù)上述問題采取了監(jiān)測和防護(hù)等相關(guān)措施，保護(hù)了礦區(qū)的環(huán)境，為礦山的環(huán)境的保護(hù)和治理工作提供了較為合理的依據(jù)和借鑒。
作者：王麗 劉燁 單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局153勘探隊(duì) 內(nèi)蒙古地質(zhì)工程有限責(zé)任公司