煤矿塌陷地质环境论文

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一、矿区概况

海拉尔煤矿位于陈旗煤田宝日希勒矿区东北部，行政区划隶属内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区谢尔塔拉镇。距海拉尔区约25km，距宝日希勒镇约5km。自1995年开始建设，先后建成10对立井，生产规模为30万t／a，属小型矿井，开采面积0．3km2，于2004年全面关停。

二、地质概况

海拉尔煤矿位于陈旗煤田宝日希勒勘探区东部详查区的东北部，处于向斜北翼东端，地层较平缓，倾向西南，倾角4°～6°；无岩浆岩活动，构造属简单类型。区内地层简单，上部均有第四系覆盖，中部为含煤地层，下伏地层主要为泥盆系上统的变质岩。第四系十分发育，广泛分布于煤系地层之上。主要由冲积、洪积的更新统和湖沼沉积、风积的全新统组成，厚度在19．35～32．90m之间。含煤地层为扎赉若尔群大磨拐河组（K1d5）的含煤段。含煤段主要由黑褐色煤、炭质泥岩、灰—深灰色泥岩、灰—浅灰色粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、砂质砾岩等组成。井田内煤层自上而下发育有5层，其中21＋2是该矿井开采煤层，最大可采厚度17．00m，最小7．46m，平均12．16m，结构简单；埋深在28．56～78．84m，平均55．39m。

三、自然环境

矿区地处呼伦贝尔草原深处，周围均是天然草场和耕地，地势较为平坦，地表被碱草等草原植被覆盖。地处干旱半干旱地区，降水稀少，气候寒冷，植被再生能力低。

四、塌陷区现状及危害

4．1塌陷区现状

地面塌陷是指地表岩、土体系在自然或人为因素作用下，向下陷落并在地面形成塌陷坑（洞）的一种地质现象。地面塌陷往往伴生地裂缝。地面塌陷、地裂缝具有发生面积大、危害性大的特点。海拉尔煤矿10对立井隶属于海拉尔煤炭开发总公司，生产规模小，开采煤层距地表距离28．56～78．84m。由于开采煤层距地表比较浅，采空区易塌陷，同时矿井在生产期间追求短期经济利益，实行掠夺式开采，采富弃贫，乱采滥挖，越界开采，这些无序、不合理开采对地表环境的影响更为明显，自2004年关闭后开始塌陷，在整个采区及邻近的区域内，形成了大小数十个塌陷坑和地裂缝，规模不等，一般塌陷坑直径约25m，深20～30m，最深的塌陷坑用肉眼看不到底。塌陷坑造成矿区内原有的建筑坍陷。虽然采区四周设置了围栏，但牲畜掉入坑内的现象时有发生，这对周围的村民和牧民的生命与财产的安全造成威胁。

4．2塌陷区对地质环境的影响

4．2．1水资源的危害

当地下煤矿开采面积达到一定范围，地层移动将引起地表变形，使地表产生大面积塌陷，从而导致塌陷区的水系遭到破坏，引发农业地质环境的变化，导致生态变化。周边大量耕地农作物不能得到及时灌溉，产量大面积减少，给农民的生活造成极大的损失。塌陷区内存放的大量矸石，在风化作用下粉碎，并随着雨水的冲刷，通过塌陷坑和地裂缝灌入地下，造成地下水污染。

4．2．2土地资源的危害

地下煤炭开采，常常引起地层的变形、裂缝，特别是大面积采煤塌陷区，破坏地表形态，使周围环境结构与土地功能发生改变。一方面占用和毁坏了土地资源，破坏了地表植被和土壤结构、土壤成分，使植被面积减少、生物环境破碎。生物多样性受损，造成土地贫瘠化，特别是对耕地的破坏，造成土地地表流失，加剧土地干旱；另一方面，煤矿开采时占用一定的土地面积堆放矸石，矸石污染土壤，直接导致土地生产能力的丧失。

4．2．3草原及植被资源的危害

塌陷区周围的地表产生裂缝，周边的草原植被生长环境被破坏，植被明显减少，地表产生张口裂缝、塌陷、漏斗，造成大量土层松散，加剧水土流失，破坏植物生长环境，加剧风蚀和沙化。煤矿地下开采过程需要疏干排水，导致区域性地下水水位下降，从而破坏了整个地表水、地下水系统均衡，使植物的生长明显受影响，甚至死亡，改变了原有生态系统，致使草原沙化。

五、塌陷区地质环境治理存在的问题

5．1矿山企业地质环境保护意识淡薄

海拉尔煤矿是在我国大力发展乡镇企业的经济背景下建设的，企业只顾经济利益，生产中重开发、轻保护，对保护地质环境意识淡薄。开采过程中造成矿区地表塌陷、水体污染、土壤植被破坏等环境问题，根本不进行矿山地质环境恢复治理。

5．2矿山环境治理投入不足

矿山地质环境治理往往需要投人大量的资金。企业在经济利益的驱动下，不愿意投入资金进行地质环境恢复治理。目前，该矿井停产遗留下来的矿山环境问题，由于资金投人少，矿山地质环境治理进展缓慢。

5．3矿山地质环境状况不明

该矿井在开采过程中，没有专门的地质环境专题调查和地质环境监测资料，所以矿山开采对地质环境的破坏情况、采空区和采掘巷道位置布置、地面塌陷状况等没有详细的技术资料，不能为编制地质环境恢复治理方案提供所需依据，为地质环境恢复治理工作带来了技术困难。

六、治理措施

采煤塌陷区的治理是一项复杂的系统工程，对此，应该结合实际情况，因地制宜采取多项措施，恢复和治理塌陷区的地质环境，修复周边的自然生态环境。

6．1加大治理力度

煤矿虽已关闭，但按照“谁开发、谁保护，谁污染、谁治理，谁破坏、谁恢复，谁使用、谁补偿”原则，应投入一定资金，完成历史欠账。因此政府和企业应多方努力，加快治理，恢复该区域的地质环境和生态环境。

6．2做好环境地质调查和勘查

在治理前必须对本区域进行测绘等工程勘查工作，对地质、水文地质进行调查，查明采空区的分布范围、埋深、厚度，查明塌陷区的分布，预测采空区塌陷发展的趋势，为治理工作提供依据。

6．3充填复垦

根据塌陷区无积水、塌陷坑深浅不一、大小不等的情况，可以采用“一填、二平、三复垦”的措施。“一填”是利用建筑垃圾、原有的矸石、采矿弃土，填埋治理区内塌陷坑。充分利用原有的地形，随坡就势，不要求治理区内按统一标高整平。这一过程中注意选用填充材料不要有污染，防止二次污染。“二平”是回填后要平整，使塌陷区地较平整并充分压实。“三复垦”是在整平的地表上覆盖0．3～0．5m的腐植土，给填埋区地表植被创造一个生长的环境，然后人工种草或种植易生长的农作物或林木栽植，这样可以逐渐改善塌陷区地质环境，恢复这一区域自然生态环境。

6．4资源回收，废地利用

该矿区开采煤层距地表浅，开采过程中工艺落后，坑下遗留煤柱过多，回采率过低，只达到30％左右。紧邻该矿井东侧新建顺兴露天煤矿，顺兴露天矿可以在塌陷区地质环境调查和勘查的基础上，进行大面积剥离，回收遗留井下的煤炭资源，然后平整成为矿井的工业广场，从而减少新建矿井再占用良田草地。

作者：王丽卜桂玲郭文斌单位：呼伦贝尔学院工程技术学院