煤矿灾害治理范例

摘要：我国有着丰富的煤炭资源，但在长期的开采过程中，由于缺乏对地质水文条件的充分了解，且所采用开采工艺存在较多不合理之处，使得国内煤炭开采主要地区表现出较多的地质灾害。不仅影响到煤炭开采的安全性，也加剧了生态环境的破坏，因此当前应加强对煤炭开采引发的地质灾害研究，并从中总结出有效的治理措施，促进我国煤炭开采行业的可持续性发展。

关键词：煤炭开采；地质灾害；治理措施

在以往的经济发展中，煤矿经济是国内经济的主要增长点。但在煤矿开采产业快速发展的过程中，许多问题也不断凸显出来，煤矿多、分散且粗放的开采模式对煤炭开采地区的地质环境造成较大的不良影响，不仅造成较多煤炭资源浪费，而且对生态环境造成较大的破坏，严重影响到地区煤炭开采经济可持续性发展，对之进行有效治理已成为当前亟待解决的问题[1]。

1.煤炭开采引发的主要地质灾害

煤炭资源在长期性开采过程中，对地区地质、生态环境等都造成较大的影响，而在其影响之下，地质灾害发生频率也不断升高，严重影响到煤炭开采的安全性。从既往煤炭开采引发的地质灾害情况来看，其主要包括以下几种类型：

(1)过度开采引发地面沉陷

一些煤矿企业在进行煤炭开采时，主要采用的是长臂采煤工艺，在这种采煤工艺下，矿区地面通常会覆盖较多的黄土，且松散度较高。同时，地下煤炭资源在被开采的过程中，原有地应力平衡将遭到破坏。在地面压力增大，地下承载能力降低的双向作用下，矿区地下围岩层便可能出现下沉或开裂的现象，从而造成矿区地面出现沉降危害[2]。此外，在煤炭资源开采过程中，所采用开采机械设备也将产生较大的机械振动，这也将对岩层的稳定性造成影响，使之出现一定程度的位移或变形，当变形量达到较大值时，便会引发局部陷坑或大面积地面沉陷，而且在此过程中地面出现裂缝等现象较为常见。

［摘要］根据资料收集整理以及野外调查，研究徐州淮海国际港务区地质灾害类型、分布、发育特征、发展趋势，并提出防治措施。研究工作表明，徐州淮海国际港务区地质灾害类型主要为采空塌陷、岩溶塌陷和崩塌。采空塌陷广泛分布于港务区，总面积约33.91km2，目前区内采空区处于残余变形期；岩溶塌陷位于港务区柳新镇垞城村钮庄，目前未见明显复活迹象；崩塌位于蔺山和张古山废弃采石宕口，在未来几年内将进行生态修复治理。地质灾害防治措施主要为合理开采地下水，加强地质灾害监测以及采取合适的工程措施等。研究工作为以后地质灾害防治工作提供了基础指导依据。

［关键词］徐州淮海国际港务区；地质灾害；采空塌陷；岩溶塌陷；崩塌

0引言

地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产造成损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象。徐州淮海国际港务区（以下简称港务区）位于徐州市主城区西北部，成立于2020-07-30，是江苏省、徐州市为加快徐州淮海国际陆港建设、打造内陆开放型新高地而设立的经济先导区。港务区内长期以来的矿产资源和地下水开采等活动促进了当地的发展，但同时也诱发了各类地质灾害，对环境造成了巨大破坏，也对人民生命财产构成了威胁。随着港务区的成立和快速发展，区内工程建设活动也将进一步加强。为了保护地质环境，避免工程建设遭受、引发或加剧地质灾害，研究港务区地质灾害类型、分布、发育特征、发展趋势，并提出防治措施具有重要意义。针对徐州市地质灾害，前人进行了一系列的研究工作。葛兆帅等［1］对徐州市灾害性地质因素进行了分析总结；朱宾等［2］研究总结了徐州市地质灾害类型，并提出了相应的防治措施建议；陈万利［3］提出了徐州市地质灾害防灾减灾方法；景佳俊等［4］通过对徐州市422个矿山进行分析，总结了不同矿种发生地质灾害的分布、规模以及诱发条件；邢雪等［5］对徐州市岩溶塌陷现状、成因、分布以及防治措施进行了详细的研究讨论；闫士民等［6］对徐州市西部煤矿采空区工程地质特点进行了研究讨论。但关于港务区具体地质灾害情况的研究较少。本文在港务区区域灾评工作的基础上，对区内地质灾害进行总结分析，为以后地质灾害防治工作提供了基础指导依据。

1地质概况

港务区属北温带鲁淮区-季风气候区，地表水体较发育，沟渠纵横交错分布。地貌可划分为构造剥蚀地貌和堆积地貌。港务区位于华北陆块区东南缘，区内最老地层为寒武系张夏组，最新地层为下第三系。第四系分布广泛，最厚约135m，岩性主要为粉土、粉砂、粉质黏土、黏土、淤泥质黏土等。地质构造复杂，褶皱断裂发育，主要的褶皱构造为庞庄背斜、拾屯复向斜、萧县背斜和闸河复向斜，断裂主要分为北东向和北西向2种类型。

2地质灾害类型及分布

摘要：矿产资源开采、选洗以及冶炼可能会对矿山环境产生非常大的负面影响，直接或者间接地损害矿山周边生态环境和附近群众的身体健康。本文以长沟峪煤矿为例，研究该矿山的基本情况和地质环境构造，梳理矿山地质环境保护与恢复治理原则及目标，提出环境保护与恢复治理方案，进行效益分析和治理效果分析，以期改善闭坑矿山环境。

关键词：闭坑矿山；环境保护；治理方案

矿产资源开采为社会经济发展做出了非常大的贡献，但是因为过度开采会导致生态环境恶化，越来越多的矿山已经陆续闭坑停采。过去的采矿活动对生态环境带来的影响是客观存在的，比如，原始地貌被严重损坏，植被退化，土地沙化，附近水体遭受污染，农作物生长受到影响等[1]。近年来，日益严重的矿山环境问题引起国家的高度重视，我国相继出台很多政策法规，将受到破坏的矿山环境予以恢复。所以，闭坑矿山环境保护与恢复治理成为一个非常重要的研究课题。它对于有效恢复矿山生态环境，确保矿业持续健康发展具有非常重要的现实意义。受国家政策引导，长沟峪煤矿于2016年3月停产。为贯彻落实《矿山地质环境保护规定》和《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与恢复治理方案编制审查及有关工作的通知》的有关规定和要求，必须全面做好长沟峪煤矿闭坑后的地质环境保护与恢复治理工作。

1长沟峪煤矿概述

长沟峪煤矿位于北京市西南部，距离北京45km，行政区隶属房山区周口店镇管辖。矿区南北长为9.3km，东西宽为5.4km，矿区面积为25.82km2。铁路包括京广线周口店支线和京源线，公路有107国道，交通十分便捷。矿区气候类型是温带大陆性季风气候，春季干燥，夏季多雨，秋季干燥，冬季寒冷。矿区年平均气温保持在12℃左右，1月最低温度为-4.7℃，7月属于全年气温最高的月份，平均温度介于-144-环境保护26～27℃，评估区年降雨量为650mm，因受地形影响，区内雨量分布差别很大，一般为迎风坡地带雨量偏大，年平均在700mm左右，而背风坡则偏小，在550mm左右。长沟峪煤矿地处北京西山地区，为太行山之余脉，矿区范围内主要为山区，地势西北高，东南低。矿区最高峰海拔为1307m，当地人称其为猫耳山，煤田东部主要是丘陵，高程一般为100～150m。长沟峪煤矿生产的煤炭为无烟煤，主要供给工业炼钢及出口。该无烟煤为低灰、低硫、高发热量，只需要人工捡出矸石，然后进行筛分，煤炭不需要洗选加工，就可进入市场直接销售。

2矿山地质环境保护与恢复治理原则目标

2.1矿山地质环境保护与恢复治理原则。一是谁开发谁保护、谁破坏谁治理的原则。长沟峪煤矿是治理主体，有责任对矿山环境进行保护，对于开采中出现的地质环境问题及生态环境破坏，必须由矿方进行治理，而且矿山在开发前就要制定保护性开发方案[2]。二是科学合理、因地制宜的原则。矿山地质环境保护与治理主要是对矿区进行监测，及时发现和治理威胁采矿活动生产安全的塌陷坑、地裂缝，保证矿区行人人身安全。同时，按照矿区规划，全面做好矿区地形地貌景观及土地资源恢复工作。

［摘要］专业化技术服务逐渐成为煤矿提高技术和管理水平的重要途径之一。结合多年煤矿实际工作经历，总结分析了专业化技术服务过程中存在的问题，并从政府、煤矿企业和服务单位层面，在规范市场、严格准入条件、合作方式以及煤矿企业自己应该注意的问题等方面提出了专业化服务的对策和建议，为煤矿专业化技术服务的开展提供了参考。

［关键词］煤矿；灾害防治；专业化技术服务

0引言

煤炭是我国的重要经济支柱之一，在一次能源生产和消费中占有主体地位。长期以来，煤炭在我国一次性能源生产和消费中均占70%左右。虽然近年来国家推进多元化的能源结构，但在相当长的时期内煤炭在一次能源生产和消费中的主体地位不会改变。从我国能源资源和能源安全战略考虑，在可以预见的几十年内，我国能源仍将以煤炭为主［1］。近年来，随着煤矿采深的增加，矿井灾害愈发严重，尤其是瓦斯、水灾、火灾和冲击地压等复杂灾害在一定程度上制约了矿井的安全生产。而煤炭生产仍是一个相对粗放的行业，不少从业人员文化程度和综合素质相对较低，甚至有大量的农民工从业其中，导致不少煤矿企业在面对日益严峻的灾害风险时，显得左右支拙，智尽能索，甚至束手无策。面对这种局面，一些煤矿企业寻求与科研院所开展专业化技术服务合作，充分利用科研院所的技术和人才优势，为煤矿解决安全生产过程中遇到的重大难题和技术瓶颈［2］。其中，以中国煤炭科工集团为代表的科研院所，在专业化技术服务方面发挥了重要作用，服务范围涵盖了通风、瓦斯、水、火、监测监控以及冲击地压等各个方面。多年来，这些科研院所为煤矿企业的安全生产做出了积极贡献，也取得了丰硕的科研成果。本文结合目前国内专业化技术服务的实际情况，对其中存在的问题进行研究和探讨，旨在提升专业化技术服务水平，为煤矿企业和科研院所合作提供借鉴和参考。

1专业化技术服务模式

国内为煤矿提供专业化技术服务基本从2009年开始，至今已有十余年，已经初具规模，其与煤矿企业的合作模式主要有以下几种：

1.1单纯技术服务

摘要：桐木煤矿因资源开发而诱发了一系列矿山地质环境问题，于2012年已经关闭。为了贯彻落实加快矿山地质环境恢复和综合治理步伐，本文对关岭县坡贡镇桐木煤矿矿山地质环境问题进行了总结，文章从4个方面制定了矿山治理方案，为加快矿山生态环境恢复提供参考。

关键词：桐木煤矿；矿山地质环境问题；防治方案

“绿色矿山”建设是近年来针对矿山地质环境问题提出的矿山生态可持续发展生产理念，对矿山区域生态环境的保护和恢复具有积极的作用[1-2]。“绿色矿山”的建设以环保、经济为发展理念，主要对矿山生态修复、灾害区域治理或预防处理。本文以关岭县坡贡镇桐木煤矿为研究对象，分析了矿山面临的主要地质环境问题，并针对问题提出了治理方案，为恢复桐木煤矿矿山地质环境提供帮助。

1.研究区基本概况

1.1研究区地质概况

研究区位于贵州高原西部，属珠江流域北盘江水系，矿区范围无河流、湖泊、山塘水库等，在北东南西侧多发育有季节性（雨源型）溪沟分布，雨期汇集水流，向北东南西两端排泄，排泄条件良好。矿区出露地层有中二叠统茅口组灰岩、白云岩，上二叠统龙潭组砂质泥岩、粘土岩、粉砂岩夹泥灰岩、灰岩、硅质岩及煤层，上二叠统长兴—大隆组灰岩、泥灰岩及薄层硅质灰岩夹粘土岩、粉砂岩，下三叠统飞仙关组粉砂岩、砂岩及粘土岩，下三叠统永宁镇组灰岩，第四系残坡积物。矿区位于六枝煤团花江背斜南西翼，构造线总体呈北西向，区内地层为单斜地层，地层连续完整，产状稳定，区内地表未见明显大断裂；受背斜构造影响，局部有次级小构造，岩石中节理裂隙发育，主要的有两组，其走向分别为25°和300°；岩层产状倾向一般为192°~231°，倾角26°~35°。

1.2研究区工程地质条件

摘要：

就煤矿区采煤塌陷形成的背景条件、发育特征及表现形式进行说明，并在此基础上对于采煤塌陷区矿山地质环境的治理模式进行分析研究。

关键词：

采煤塌陷区；矿山地质；环境治理

0引言

煤矿资源在中国的能源结构中占据着非常重要的位置，但是其在开发过程中所带来的负面环境效益却也不容忽视。在煤矿资源开采过程之中，经常会诱发地面塌陷及地裂缝等一系列地质灾害，并且会造成该开采区地质破坏、水土环境污染等一系列地质环境问题，给煤炭企业造成严重的经济损失。这就要求相关研究人员对于采煤矿区塌陷地质形成的原因及特征进行深入研究，并在此基础上提出科学合理的采煤矿区地质环境治理策略。

1采煤塌陷区的主要灾害类型

本文作者：侯晋领 崔淑贤 单位：山东省枣庄市国土资源局地环科 山东省枣庄市城市建设档案馆

随着今后煤炭开采强度的提高，土地塌陷和矸石山污染将更加严重，若不及时开发利用，不仅会对矿区生态环境和人民生活带来严重影响，而且将限制煤矿自身的发展。因此，如何化害为利，有计划、有步骤地对采煤塌陷区进行综合开发，保护矿区人与环境的可持续发展，是矿区面临的一个严峻问题。［2］

蒋庄煤矿矿山地质环境治理模式

蒋庄煤矿依据塌陷速度、深度、地理状况等实际情况，努力做到稳沉塌陷与治理的同步。利用煤矸石等固体废弃物回填塌陷区模式2004年，枣庄市财政局、国土资源局下达了《关于下达矿山环境保护和地质遗迹保护项目任务书的通知》(枣财建函［2004］18号)，蒋庄煤矿按照统筹规划、突出重点、量力而行、分步实施的原则，组织编制了《地面塌陷地治理工程设计方案》，利用中央投资的200×104元资金，回填采煤塌陷地1hm2，建起了集“化工—建材—机械制造”为一体的新兴工业项目基地。井下巷道矸石充填模式蒋庄煤矿结合本矿井田范围内村庄较多的特点，在调研的基础上，独辟蹊径，创新巷道布置方式，自己研制抛矸机、倒拉胶带机、简易翻车机等关键充填设备，利用煤矸石、粉煤灰及添加剂，用于孔庄村下采煤工作面矸石充填，从根本上解决了矸石不上井问题，既消除了矸石升井带来的环境污染，又有效防止了地面塌陷［3］。挖深垫浅治理模式按照“稳沉一片、治理一片、利用一片、见效一片”的工作思路，2008年，将西岗镇境内属于沉陷稳定区(1990年至1999年开采)的68hm2亩塌陷地，共复垦良田47.5hm2。实施过程中，该矿严格按照有关规定认真编制了《采煤塌陷地复垦项目综合治理方案》、《采煤塌陷地复垦项目可行性研究报告》，积极推行“挖深垫浅”治理模式，在塌陷区的深部取土填在浅部，浅部复垦成耕地，深部建塘养鱼，坡地栽树植草。同时，配套完善农业基础设施，开挖了调节干渠，按需调节水位，较好地发挥了旱季蓄水、汛期泄洪的功效［4］。借势利用治理模式充分依托积水区湖与岛天然地形，因地制宜发展旅游农业。沿湖修建了景观路、设置了垂钓设施，岛上建设了观湖亭、开办了休闲茶舍，切实将治理项目区建成一个集农作物种植、水产养殖和观光休闲为一体的立体生态农业园区，为今后多形式、多层次治理塌陷地积累了经验。该工程2008年2月开工建设，于同年7月全面竣工。建造经济林园4.7hm2，发展水面养殖16.7hm2，修建沿湖观光道路2×104m2。

蒋庄煤矿矿山地质环境治理成效

在适宜养殖种植的土地上大力发展现代养殖、种植产业。目前，养殖肉牛1200头，建设标准蔬菜大棚20座，种植莲藕1.2hm2，形成了规模化运作、产业化经营、链条式延伸的发展格局。该矿回收利用搬迁村庄旧址的做法，开创了全省的先例，为全省塌陷区治理探索出了一条成功模式。在不适宜养殖种植的土地上建起了集“化工—建材—机械制造”为一体的新兴工业园区，打造新的非煤经济体。先期落户园区的白炭黑化工项目，实现了当年投产、当年达产达效，年创产值已实现过亿元，成为工业园区的龙头项目。将复垦好的47.5hm2亩耕地还耕于民。蒋庄煤矿按照有关规定和与当地政府签订的协议，实施塌陷地复垦治理并通过验收移交农民后，蒋庄煤矿不再交纳或支付青苗补偿费用，从根本上减轻企业的负担，自2009年以来，每年节约青苗补偿费用都在2600万元以上。

通过对采煤塌陷区进行保护及综合治理，将使蒋庄、于桥两村每户村民增加耕地0.23hm2，使整治的土地、水面能够充分利用，方便了群众的生产生活，把实事办到了群众的心坎上，进一步赢得了民心，受到社会各界的好评。维护社会稳定。通过实施塌陷地复垦治理，并按协议移交给农民使用后，让村民重新有地种、有活干，将在一定程度上缓解周边农村人多地少的局面，安置部分剩余劳动力，改善村民生产、生活条件，既解决了村民的安居乐业问题，又促进了社会和谐稳定。固体废弃物变废为宝、综合利用。把煤矸石的清理与农田塌陷区的恢复治理结合起来，一方面使固体废弃物堆场煤矸石的清运填埋有了去处，另一方面使农田塌陷区的回填有了材料，通盘考虑，提高了施工效率，节约了治理成本，既清除了污染源，又恢复了农田。水资源环境体系得到恢复，达到地质环境恢复治理的目的。对农田塌陷坑采用了底层回填固体废弃物(堆场煤矸石)，让低洼的农田得到抬高;在塌陷坑中上层回填粘土，隔断地表水与坍陷坑下部的地下水通道，避免地下水污染，恢复原来的水资源环境;充分利用水塘清淤的肥土，集中运到农田治理区表面，整平后作为耕作层，使复垦复耕的农田得到了非常好的肥力。

摘要：近年来，生产技术的进步虽然推动了煤矿的转型发展，带动了煤矿企业的产业结构升级与优化，但是，煤矿生产中依旧面临着一系列的问题，比如，各类地质灾害的频繁发生不仅影响了正常的生产活动，也使煤矿企业蒙受了巨大的损失。因此，新时期煤矿企业的发展中，地质灾害的防治逐步成为煤矿工作的重点。基于此，本文分析了煤矿生产中地质灾害的主要类型，并提出了相应的防治措施，有利于将煤矿地质灾害的损失降至最小，实现煤矿的正常生产。

关键词：煤矿；地质灾害；防治措施

当前，工业化与城市化进程的加快，使得煤炭的需求量逐年增加，虽然各种新能源逐步被应用于各个领域，但是，煤炭在一些行业依旧具有不可替代性。为满足煤炭使用需求，各个煤矿的生产规模逐步扩大，但是，生产过程中灾害事故的发生影响了正常的生产活动。地质灾害是煤矿灾害的主要类型，其发生与自然因素、生产因素等有着紧密的关系，各个煤矿要提高生产效率，必须要在生产过程中加强地质灾害的预防，针对各类不同的灾害，采取有针对性的防治手段。

1煤矿地质灾害的特点

（1）群发性。煤矿生产过程中，地质灾害的群发性明显，这种群发性主要体现在煤矿各种地质灾害的出现并不具有独立性，其发生必然伴随着一系列的连锁反应。在煤矿生产过程中，常常会存在不合理的资源开发现象，使得开采过程中顶板灾害、塌陷事故频发。某一种特定灾害的发生并不是独立发生的，在一定的时间段内往往会形成灾害群，比如，煤矿塌陷现象的发生将伴随着顶板事故、煤矿充水情况，使得塌陷事故的影响范围增大。（2）区域性。地质灾害的发生并不是某一特定因素作用的结果，其往往具有多因素性。我国煤矿分布相对分散，在不同区域内的同一种地质灾害甚至表现出不同情况，甚至发生条件也有所差异，因此，煤矿地质灾害的区域性特征明显。比如，在石灰岩分布较多的区域内，煤矿生产中的水灾发生概率较高。此外，一些煤矿地质灾害的发生还会受到自然地理条件、气候因素等的影响。（3）不可避免性。煤矿地质灾害的发生往往难以避免，因此，各个煤矿要提高其生产效率，实现可持续发展，只有加强预防与控制，来实现地质灾害损失的控制，将灾害损失降至最小。煤矿地质灾害的发生呈现出一定的规律性，地质构造、岩层组合等自然因素、人为生产因素等都是主要的因素，在生产过程中，需对各种诱发灾害的因素加以科学控制，才能够实现灾害损失的控制。

2煤矿地质灾害发生原因

（1）客观原因。从煤矿生产过程来看，其是不断进行岩石、地壳的肢解、挖掘过程，这种人为的挖掘活动会破坏原有地壳的平衡状态，当地壳在煤矿生产作业下处于不稳定状态以后，各种地质灾害发生的概率将大大增加。煤矿开采过程中，随着开采活动的进行，开采深度与区域逐步扩大，此时，煤层顶底板岩层就会随着开采活动发生稳定到不稳定的转变状态，当顶底板岩层受到巨大的岩石应力以后，会面临变形、地表沉降等威胁，最终会诱发一系列的地震灾害。此外，在煤矿矿井作业中，开采活动使得地下水水位发生明显的变化，甚至引发地层漏水等情况。（2）主观原因。煤矿地质灾害发生的主观原因主要体现在煤矿作业人员安全意识匮乏，在生产过程中存在技术应用不当、作业不规范行为等情况。煤矿生产部门在生产前没有针对煤层的分布特性，详细勘察作业现场的地质地形情况，缺乏主动的地质灾害预防意识，再加上不合理的开发与生产行为，极易诱发各种的地质灾害。