摘要：随着我国矿业的稳步发展，矿山开采引起的地质环境问题越来越受到社会各界的关注，文章通过对某煤矿矿区地质环境条件的分析，提出了该矿山几个主要地质环境问题及主要的恢复治理措施。

　　论文关键词：矿山，地质环境，恢复治理

　　
　　1 矿山基本情况及地质背景

　　
　　1.1矿山基本情况

　　
　　该煤矿位于萍乡市南东120°方位，直距6km，属萍乡市安源区安源镇管辖。周围人类活动较多，矿区面积12.8165km2，开采标高+320m至-300m。

　　
　　1.2 矿山环境背景

　　
　　矿区属丘陵低山地形，最高海拔+596.75 m，最低海拔+499.18 m。地形坡度5°~34°，地形切割中等。矿区属亚热带温湿型气候，温暖潮湿，四季分明。年平均降雨量1570.4mm，最大降雨量为1900mm；年平均蒸发量为1242.4mm；矿区周边地表水系发育，主要充水来源为大气降水；矿区植被发育，覆盖率为75%以上。土壤类型为红壤、黄壤。土地类型主要为林地、采矿用地及城镇用地。

　　
　　1.3 地层岩性与地质构造

　　
　　矿区地层出露主要为第四系（Q）、白垩系上统南雄组（K2n）、三叠系上统安源组（T3a）；矿区地质构造复杂，断层、褶皱发育，构造强烈；矿区未揭露岩浆岩；本矿的主要充水水源为大气降水、断层水、封闭不良钻孔水及老窑水。区内最主要的地表水体为双风河，可能成为五年后矿井开采的充水水源。本矿主采煤层为大槽煤层，该煤层顶底板由石英砂岩、泥岩、粉砂岩组成，多为半坚硬岩石，裂隙不甚发育，稳固性相对较好；

　　
　　2矿山主要地质环境问题

　　
　　2.1 泥石流

　　
　　矿部及工业广场上部沟谷两侧山腰地段岩石本身遭受风化剥蚀严重，且由于乱掘形成大量的矿渣废石。这些残坡积土及矿渣废石形成了潜在的泥石流物源。此沟谷于2011年6月16日曾因降大暴雨引发泥石流地质灾害。沟谷东西走向，沟谷长约1337.5m，宽175-245m，平均宽度约为215m。沟谷东南部最高标高为450m，西北端谷口最低标高约为150m，相对高差为300m，地形坡度为12.62°，本区构造相对稳定，未处于强抬升及强地震区，有多条断层及褶皱。流域植被发育较好，河谷两侧坡度在30~45°之间，总体为“V”型谷。流域面积约为0.41km2，流域相对高差为349.18m, 泥沙补给长度比为24.9%。经泥石流易发性量化评估，该沟谷为泥石流中等易发。因此，建议矿山应固定或清除泥石流物源，并设置相应的排水措施，防止泥石流地质灾害的再次发生。

　　
　　2.2 采空区引起地面变形

　　
　　对照采矿设计手册中“我国部分矿山移动角实测值”，确定本矿岩体移动角β=41.7°（下山）、γ=75°（上山）、δ=75°（走向）。第四系移动角应取45°。依据矿体开采边界位置及剖面线，连接剖面上、下盘崩落位置点，形成矿山最终开采移动范围。

　　
　　在采掘移动范围内，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，本文通过下沉Wcm和水平变形ξ来评价对地面变形的影响。由于煤层的倾角、厚度及分布的不均匀性，则不同位置引起的最大下沉值和最大水平变形不同。参照附近本地相邻矿区地表下沉系数q取值0.635、地表水平移动系数b取0.3、主要影响角β为65°。

　　
　　根据以下公式计算出不同位置的地表影响情况，

　　
　　q=Wcm/（Mcosα）

　　
　　Ι=Wcm/（H/tgβ）

　　
　　其中，采深H（所在水平标高+该点标高）。

　　
　　根据上述公式计算该煤矿采煤影响各变形参数如表1。

　　
　　各采动变形值如下表 表1

　　
　　钻孔编号

　　
　　最大下沉

　　
　　（η）mm

　　
　　最大水平变形

　　
　　（ξ）mm

　　
　　H1

　　
　　2647.326

　　
　　6.547

　　
　　H3

　　
　　2501.412

　　
　　11.624

　　
　　I011

　　
　　2419.676

　　
　　3.911

　　
　　I012

　　
　　2501.412

　　
　　5.436

　　
　　Ⅱ12

　　
　　2506.160

　　
　　5.217

　　
　　Ⅱ13

　　
　　2565.831

　　
　　4.770

　　
　　Ⅲ011

　　
　　2300.111

　　
　　3.390

　　
　　Ⅲ02

　　
　　2060.666

　　
　　3.889

　　
　　Ⅳ01

　　
　　2181.166

　　
　　4.719

　　
　　Ⅳ02

　　
　　1600.390

　　
　　4.063

　　
　　Ⅴ03

　　
　　2302.022

　　
　　6.569

　　
　　Ⅴ011

　　
　　2080.647

　　
　　3.255

　　
　　Ⅵ04

　　
　　400.644

　　
　　0.775

　　
　　Ⅵ02

　　
　　1070.165

　　
　　1.674

　　
　　砖混结构建筑物损坏等级 表2

　　
　　损坏等级

　　
　　水平变形ε（mm/m）

　　
　　损坏分类

　　
　　结构处理

　　
　　Ⅰ

　　
　　≤2.0

　　
　　极轻微损坏

　　
　　不修

　　
　　轻微损坏

　　
　　简单维修

　　
　　Ⅱ

　　
　　≤4.0

　　
　　轻度损坏

　　
　　小修

　　
　　Ⅲ

　　
　　≤6.0

　　
　　中度损坏

　　
　　中修

　　
　　Ⅳ

　　
　　＞6.0

　　
　　严重损坏

　　
　　大修

　　
　　极度严重损坏

　　
　　拆建

　　
　　根据表1利用南方CASS做出地面水平变形等值线图，对照表2由图分析，有8栋砖混结构民房位Ⅳ地面变形区内；有40栋砖混结构民房位于Ⅲ地面级变形区，有20栋砖混结构民房位于Ⅱ级地面变形区内；有50户民房，房位于Ⅰ地面级变形区。

　　
　　2.3地形地貌景观及土地资源破坏

　　
　　本矿的开采对地形地貌景观及土地资源的破坏主要的矿部及工业广场、煤场、矸石堆及乱掘地破坏区。矿区多处煤层露头，历史及现状民采现象严重，矿区范围内只有小部分较好的保留了原有的地形地貌，小煤矿露天开采是对矿区的地形地貌景观破坏大，在矿区范围内有6个较大的乱掘地破坏区，乱掘地破坏区主要为开采挖损山体形成的裸岩面、随意堆积的废石渣、挖掘形成的深坑等都对矿区原有的自然景观及土地资源造成了极大的破坏，破坏区总面积为148公顷。

　　
　　3主要的治理措施

　　
　　3.1泥石流沟谷治理

　　
　　对泥石流沟谷的治理主要为：在泥石流沟谷两侧覆土、覆绿，固定潜在泥石流物源，沿沟谷处修建排水沟，将汇水区范围的水汇集到排水沟流出，从而减少对地表的冲刷，防止将物源汇集而形成泥石流，防止再次对沟谷口处的居民的人身安全造成威胁。

　　
　　根据该泥石流沟谷的汇水面积、当地的暴雨强度、径流系数及水流速度设计排水沟，考虑当地地形地貌及施工，拟采用梯形断面过水，断面取深0.4m、宽0.4m，侧壁及底板厚度0.25m。（如图1）。

　　
　　矿山

　　
　　3.2采掘移动范围防治

　　
　　对于位于采掘移动范围的地面设置地面变形监测点，地面变形Ⅱ级和Ⅲ级区域周围每隔500m设置一警示牌，按周期进行人工观测，如果发现有沉降或塌陷征兆的的局部区域及时设置防护栅栏。如果在该区域兴建建筑物时需要加强地基岩土工程勘察，并对建筑物进行相应程度的抗变形设计。对于地面变形Ⅳ级的地区，建议原有建筑物拆除，居民搬迁，且不宜再进行新的建设。设置防护栅栏，防止人畜进入。根据观察记录数据，总结规律，对地面变形大的，塌陷可能性较大的地区进行加强重视，并提前做出应对措施，避免引起生命财产的损失。

　　
　　3.3 乱掘地治理

　　
　　由于矿山开采残留岩质边坡过高过陡，且残余大量危岩体，易产生崩塌、泥石流等地质灾害，边坡植被完全损毁、基岩裸露，严重破坏生态环境与自然景观。因此，本次采用的治理方式主要对高陡边坡台阶式放坡，结合坡脚回填的方法，充分利用已有废石回填，对边坡台阶采用浆砌块石围堰填土复绿。治理工程措施如下：

　　
　　（1） 边坡整理

　　
　　为使边坡达到稳定状态和方便后续绿化工程，首先根据各开采边坡既有特点和本次设计的整体思路进行放坡，放坡方向主要参考原始自然坡向。其余整体沿煤线露头呈条带状展布，总体走向北东向。放坡参数主要根据矿山环境恢复治理工程经验和《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）要求。

　　
　　恢复治理

　　
　　图2 破坏区某边坡治理剖面示意图

　　
　　（2）开采边坡坡面复绿：

　　
　　边坡整理完成后，为恢复边坡植被，根据放坡设计与相关规范要求，结合当地种植经验，进行坡面复绿。

　　
　　3.4矿山地质环境监测工程

　　
　　在矿产资源开采过程中，应对矿山地质环境变化情况实施动态监测。

　　
　　监测内容：矿山建设及采矿活动可能引发的泥石流、采区边坡稳定性、地面变形情况、地形地貌景观变化等。

　　
　　监测方法：对地形地貌景观进行人工现场调查，现场测量监测；对含水层破坏采取地下水位观测，水质取样分析监测；对采矿引发的地面沉降观测采取布置地面沉降观测站进行长期观测。

　　
　　4结论

　　
　　4.1、本矿山主要地质环境问题为，泥石流、采煤引起地面变形、乱掘地。

　　
　　4.2、主要的防治措施为修建排水沟、覆绿及采掘引起地面变形监测。

　　
　　4.3、加强地质环境监测，及时向有关部门通报崩塌、滑坡、泥石流及地面变形监测结果，切实搞好地质环境保护工作。

　　参考文献

　　[1] DZ/T0223-2011 矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范（修订版。 北京：中国煤炭出版社。2011.

　　[2]《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。北京：煤炭工业出版社。2000.

　　[3]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）。

　　[4]王永峰，张艳红。矿山地质环境保护与治理恢复—以广东丰市西南镇石场矿山为例[J].技术与市场。2012.19（10）：169-170.

　　[5]黄成，江中乐，韩正兴，林俊。江西某煤矿矿山地质环境保护与恢复治理研究及对策[J].科技信息。2011.（5）：785-786.