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摘要：介绍了西山煤电集团有限责任公司官地煤矿的矿区地质环境，叙述了其存在的矿山地质环境问题及矿山地质环境保护与治理恢复原则，分析了矿山环境治理方案，指出了其治理效果。
关键词：矿山；地质环境；治理
0引言
官地煤矿地处黄土高原，地形复杂、气候干燥、水源缺乏、自然地质环境脆弱，采矿活动导致地面塌陷，诱发了崩塌、滑坡等地质灾害点的形成，地表水、地下水渗漏加之废弃物的排放对矿区内地貌景观形成了较大影响，对矿区内的人民生产、生活产生了极大的影响。针对采矿造成的矿山地质环境问题，政府、煤炭企业及当地人民均对矿山环境问题的治理投入了一定人力物力，取得了一定的成效，但由于整体的矿山地质环境保护工作起步较晚，基础薄弱，“重开发、轻保护”的观念尚未完全转变，开发能力和技术水平有待提高，还存在诸多矛盾和问题，矿山地质环境保护仍不适应新形势要求，相关法律建设有待加强，治理任务仍然艰巨。
1矿区地质环境
1.1矿区概况
西山煤电（集团）有限责任公司官地煤矿为国有企业，隶属西山煤电（集团）有限责任公司，位于山西省太原市，于太原市西南17.5km处，矿山为老矿山，矿区面积104.4974km2，目前已连续生产56a，现核定生产能力390×104t/a。官地煤矿为地下开采，自上而下，由近至远。主要采用走向长壁式采煤方法，综合机械化开采工艺，全部垮落法管理顶板。
1.2地层
官地井田内沟谷纵横，基岩露头广布于山间沟谷地带，黄土主要分布于山顶及缓坡地带。地层出露由东向西、由老至新依次为奥陶系中统上马家沟组和峰峰组，石炭系中统本溪组和上统太原组，二叠系下统山西组和下石盒子组、上统上石盒子组和石千峰组，三叠系下统刘家沟组。第四系不整合覆盖于上述各时代地层之上。
1.3构造
官地煤矿位于西山煤田东部，受区域构造的控制，矿区内地层走向NW—SE、倾向SW，总体上呈单斜构造。地层倾角4°～10°，一般小于10°，为缓倾斜地层。在此基础上发育有波幅不大、两翼平缓开阔的褶曲，使矿区内地层呈波状起伏。除边界断层外，矿区内大中型断层较少，但小型断层较为发育，陷落柱十分发育。
1.4水文地质
官地井田总体为一倾向SW的单斜构造，由东向西石炭系至三叠系依次出露。根据区内含水层岩性特征及地下水的赋存条件等因素，将井田含水层划分为碎屑岩类裂隙含水层组、碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙含水层组和碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层组[1]。
1.5地震活动
官地井田位于太原断陷盆地西侧。据史料记载，太原市及周边地区曾发生过多次破坏性地震，其中最严重的一次是1037年发生于太原、忻州等地的7.25级地震。近年来太原地区较大的地震发生于2002年9月3日，震级为4.7级，震中在郝庄镇附近。
1.6矿山开采煤层
本井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，共含煤14层，其中主采2号、3号、6号、8号、9号煤层。
2矿山地质环境问题
矿区经过60a多的开采及周围小煤矿的私挖乱采，使矿山生态遭受不同程度的破坏，主要表现为地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡及含水层破坏。
2.1地面塌陷地裂缝
官地矿建矿至今已有56a，共对2号、3号、6号、8号、9号煤进行过开采活动，全部垮落的顶板管理方法使得地表变形较大，部分沉陷区域地下各煤层采空区相互重叠，大大增加了地表的移动变形量，煤层开采活动已形成塌陷面积约4632.14hm2，导致地表的最大下沉量达4.01m[2]。
2.2崩塌
官地井田地处中低山区，地表起伏较大，地下采煤导致的岩层移动破坏了岩体的完整结构，开采引起的附加应力改变了山体的原始应力状态，并使得山体内部和地表出现了开采裂缝。在山体较陡峭部位极易引起岩体的崩落。根据现场调查，井田范围内发现崩塌多处，多为小型崩塌，主要分布在太古路两侧。
2.3滑坡
a)风峪沟风机房南侧滑坡为矿井地下煤层开采所致。共有两处滑坡，滑坡面相连，滑坡平面上呈半圆形，滑坡1面积9900m2，滑坡2面积6270m2，为小型岩质滑坡。该滑坡地形地貌简单，最大高差约60m；滑体的主要地层为砂岩地层，滑床主要由二叠系上石盒子组煤系地层组成。该滑坡距离风峪沟风机房约500m，距离太古公路约400m，无威胁对象。滑坡造成的主要影响为对地形地貌景观的破坏，影响太古公路可视范围内的景观环境；b)官地沟滑坡位于井田中部官地沟水泥路南侧，该道路为狼坡生态园主要道路。滑坡体多为碎石土，棱角分明，堆积体上部薄，下部厚，厚度约0.3m～5m，滑坡前缘堆积较多块石，将坡底水泥公路、排水沟掩埋，坡下部分树木被冲断，出现“马刀树”现象。该滑坡宽约85m，体积约8350m3，坡顶标高1220m，坡底标高1185m。
2.4含水层破坏
采矿活动对地下含水层的影响主要是因为煤炭开采后煤层顶板发生垮落，形成垮落带、裂缝带（两者之和称为导水裂缝带），从而使含水层遭到破坏，导致地下水漏失，水位下降，并间接对与被破坏含水层有水力联系的其他含水层产生影响[3]。根据官地矿地质报告，矿井的水文地质条件相对简单，含水层有三层：第一含水层，主要由二叠系砂岩含水层组成，其间有泥岩、砂质泥岩隔水层，构成了多层裂隙承压水，但富水性弱。含水层主要为K5等砂岩，富水性弱；第二含水层，石炭系上统太原组各层石灰岩（L1、K3、L4、L5）为主要含水层，其中K3厚度较大，溶蚀裂隙较发育，富水性相对较强，其他含水层富水性弱；第三含水层，煤系基底的奥陶中统石灰岩岩溶含水层组是主要含水岩组，由二层含水层组成，为上马家沟组和峰峰组石灰岩含水层，富水性强。官地矿采煤影响的含水层主要是第一和第二含水层，奥灰岩溶水含水层位于煤层之下，含水层结构受采煤影响小。最上层煤2号煤的开采，破坏了上覆的K6砂岩裂隙含水层的结构，没有对埋藏较浅的孔隙含水层造成影响；2号煤和3号煤间距平均在8m左右，3号煤的开采直接贯穿2号煤层而破坏了K6砂岩裂隙含水层的结构；6号煤的开采破坏了其上覆的L5灰岩含水层和K5砂岩含水层的结构；8号煤层和9号煤层现状条件下开采较少，9号煤层开采形成的导水裂隙导水裂隙延伸至8号煤采空区，现阶段8号煤的开采产生的导水裂隙没有延伸到6号煤，8号、9号煤层的开采破坏了太原组L1、K3、L4几个含水层的结构。综上所述，开采活动破坏了二叠系太原组、山西组各含水层的结构，对含水层结构的影响严重。
3矿山地质环境保护与治理恢复原则
a)统筹规划、合理布局、协调发展的原则；b)以人为本、预防为主的原则；c)突出重点、分类实施的原则；d)因地制宜，宜农则农，宜林则林，宜渔则渔，宜建则建的原则；e)科技引领、创新施治，技术可行、经济合理的原则；f)工程措施与生物措施相结合的原则；g)严格施工质量控制的原则；h)经济效益、生态效益和社会效益相统一的原则；i)当前和长远相结合的原则[4]。
4矿山环境治理方案
a)地面塌陷、地裂缝治理。区内裂缝填充工作多与田面平整同时进行，采用挖机进行裂缝填充的同时，对田面进行整平工作；b)崩塌治理。太古路两侧及官地沟沿线部分崩塌点已采取治理措施，治理措施多为削坡减载、挂网、危岩锚喷，结合现场调查情况，挂网措施应注意挂网后对崩塌体进行定期清理。(a)削坡减载。用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度，而阻滑部分岩土体不应削减；(b)挂网喷面。坡面进行简单平整，坡面编制钢筋网片，钢筋网间300mm，喷水泥砂浆护面，面层厚度80mm；c)滑坡治理。官地沟沿线部分小型滑坡已采取治理措施，治理措施主要为挡土墙的修建及坡面防护，挡土墙高约3m、厚约2m，坡面工程多采用格构护坡，格构间距3.5m×3.5m；d)给排水治理。煤层开采后，导水裂隙将主要沟通煤层上覆太原组、山西组、下石盒子组的裂隙含水层。在部分地区可能通过塌陷裂隙与地表水或浅层地下水发生水力联系，但区内地形复杂，沟谷切割较深，地面坡度较大，地表水不易下渗，大部分经虎峪河流出矿区汇入汾河，对含水层及地下水补给量较少。未来的采矿活动对含水层结构破坏的面积不会再有大范围的增加，但重复采动影响会增加导水裂隙的发育程度，使其数量、连通性和导通长度增加。由于官地矿井排水均采取处理措施，达标排放，因而不会污染井田内浅层地下水，开采活动对深层地下水基本没有影响。因矿井排水主要为较清洁的矿井涌水，其中污染物含量较少，浓度很低，即使下渗到深层的含水层，对地下水产生影响较小。另外矿区内部分河道已进行了整治，整治措施为人工河床的构筑，结合现场调查情况，人工河床宽度2m～5m，坝高约1.5m，坝上底宽约0.7m，下底宽约1.0m，采用水泥块石构筑，并做好铺底，排水沟构筑时间应避开雨季。
5治理效果
5.1社会效益
官地矿位于狼坡狮子崖原生态景区下方，通过本次治理，目前，狼坡狮子崖原生态景区的生态景观得到了很好的恢复，景区内原生植被保存尚好，野生动植物种类也有不少，如野兔、野鸡、野猪等，泉水常年流淌，还有唐槐、宋榆、古庙等旧址遗存。景区建设已初具规模，与周围环境很好地结合在了一起，形成了当地一处有名的旅游观光点，不但促进了人与自然的和谐发展，同时也促进了自然与景区的和谐发展。
5.2经济效益
矿山地质环境保护与治理恢复工程是防灾工程，防灾工程的经济效益主要由减灾效益和增值效益两部分组成，并以减灾效益为主，增值效益为辅，或只有减灾效益而没有增值效益。本次治理矿方已对塌陷区域的部分地段进行了赔偿整治工作，矿区内部分区域已进行初步治理。但由于区内山高坡陡，塌陷区主要为林地，局部耕地受塌陷影响，由于该区干旱缺水，耕地瘠薄，土地生产力低，加之塌陷使土壤水分、养分、理化性状改变，土壤涵养水分能力降低，大部分村委会拿到补偿款之后，对塌陷耕地尚未采取任何措施。但通过保护与治理，保护了建筑物安全和人身安全，避免了更大的经济损失。
6结语
矿山地质环境治理是一项长期的工作，任重而道远。各个矿区应结合自身的特点进行恢复治理。通过保护与治理，保护了建筑物安全和人身安全，对当地经济社会发展带来了巨大变化。同时，应加强对各类矿山地质环境监测，做到提前预报提前预防，避免或减少地质环境破坏或地质灾害发生造成的经济损失。
参考文献：
［1］范立民.矿山地质环境亟待治理［J］.中国地质灾害与防治学报，2004，15(3)：140.
［2］姚志勇.环球经济学［M］.北京：中国发展出版社，2002.
［3］张琦，王文武，王生志，等.辽宁省主要矿山地质灾害及防治对策探讨［J］.化工矿产地质，2004，26(1)：6-10.
［4］刘传正.地质灾害勘查指南［M］.北京：地质出版社，2000.
作者:甄华 单位:太原理工大学 西山煤电(集团)有限责任公司官地矿
