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摘要:
就煤礦區采煤塌陷形成的背景條件、發育特征及表現形式進行說明,并在此基礎上對于采煤塌陷區礦山地質環境的治理模式進行分析研究。
關鍵詞:
采煤塌陷區;礦山地質;環境治理
0引言
煤礦資源在中國的能源結構中占據著非常重要的位置,但是其在開發過程中所帶來的負面環境效益卻也不容忽視。在煤礦資源開采過程之中,經常會誘發地面塌陷及地裂縫等一系列地質災害,并且會造成該開采區地質破壞、水土環境污染等一系列地質環境問題,給煤炭企業造成嚴重的經濟損失。這就要求相關研究人員對于采煤礦區塌陷地質形成的原因及特征進行深入研究,并在此基礎上提出科學合理的采煤礦區地質環境治理策略。
1采煤塌陷區的主要災害類型
1.1泥石流
在采煤塌陷區中經常存在著類似廢渣與建筑垃圾等松散狀的堆積物,導致在出現暴雨等惡劣天氣時,會直接產生泥石流等自然災害,這樣不僅會對周邊環境造成嚴重影響,甚至會直接威脅到周邊居民的生命財產安全[1]。
1.2不穩定邊坡
在采煤塌陷區中,因為工程井及采空塌陷的共同作用,會直接導致其周邊存在眾多邊坡。而且這些邊坡多是巖質邊坡,坡體主要為泥巖與砂巖。在采煤塌陷區周邊存在的邊坡都非常陡峭,而且有較高程度的風化現象。這就導致邊坡上裂縫的發育速度比較快,整體的穩定性也相對較差,因此在遇到暴雨天氣或受到一些地質環境的影響后,也會直接導致該邊坡出現局部崩滑現象,這樣就會對當地地質環境造成極大的影響。
1.3滑坡
在采煤塌陷區中,還會因為挖掘原因而導致出現滑坡。一般情況下,滑坡有楔形體巖質滑坡、巖質滑坡與黃土滑坡這三種類型,并且穩定性較差。因此在采煤工況發生改變或出現暴雨等惡劣天氣的情況下,就非常容易出現邊坡滑動等一系列現象。
2采煤塌陷區的礦山地質環境治理思路
目前采煤塌陷區的礦山地質環境治理工作是中國經濟發展階段的一個產物,其主要原因是在進行自然資源開采及運用過程中,過分注重經濟效益,而忽視對地質環境的保護,并且對當地的生態環境造成非常嚴重的影響。在礦區和諧及生態和諧的發展目標下,就需要相關煤礦企業充分加強對采煤塌陷區礦山地質環境的治理工作,并在此過程之中不斷更新環境治理觀念及治理思路,這樣才能夠使采煤塌陷區的經濟效益、社會效益與環境效益有機結合在一起。一般情況下,進行采煤塌陷區礦山地質環境的治理思路有以下幾種。
2.1開發旅游資源
在進行采煤塌陷區域地質環境治理過程中,可以借助當地的歷史條件,根據塌陷區所形成的大面積積水區域,打造生態旅游的濕地景觀。借助在采煤塌陷區開發旅游資源的方式,為當地地質環境的治理提供一定程度的資金,并可以實現經濟效益與環境效益有機結合,借助于大力發展歷史文化工程及濕地旅游城市的方式,能夠實現旅游經濟效益[2]。
2.2開發養殖業
在采煤塌陷區中通常會存在大量的積水區域,因此當地民眾可以在一些積水相對較深的區域建立魚塘。 充分運用當地的水資源進行魚鴨等養殖作業。而在一些積水較淺的區域,還能夠進行水產經濟作物的種植,并可以建立一些生態蔬菜種植基地。運用這樣的做法能夠在一定程度上改善采煤塌陷區的生態環境及地質條件,并能夠在此過程中創造可觀的經濟效益。
2.3創建礦山地質公園
對于一些塌陷面積較小的區域,其地表的表現形式往往呈現多樣化的特征。因此當地政府可以充分借助這一特征,保留一些具有代表意義的塌陷場景,形成具有自身特色的礦山地質公園。
2.4植樹造林
在煤礦塌陷區地質環境治理過程中,植樹造林是一種常見的治理方式。在塌陷區域借助閑置的土地種植樹木,這樣能夠起到很好的治理環境及加固風沙的作用。但是一些塌陷區域水源較少時,可以運用先進的滴灌技術,有效解決干旱的煤礦塌陷區礦山的地質環境問題。
3案例分析
A地區是一煤炭礦業城市,隨著煤礦資源過度開采,使得該地區的地質環境遭到很大程度的破壞,并且形成了采煤塌陷區。在進行該地區采煤塌陷區礦山地質環境治理過程中,當地政府運用了植樹造林、打造農業生態園區及建立礦山地質公園等綜合治理方式,取得了顯著的治理效果。
3.1基本情況
該采煤塌陷區突出的地質環境問題已經嚴重影響到當地的人居環境、工農業發展及城市發展規劃,并且制約該地區的經濟的發展,其具體情況如下:a)采煤塌陷區的地形地貌景觀是“滿目瘡痍,蕭條破敗”,其惡劣的生態環境制約了城市的進一步發展;b)采煤塌陷區因長期的煤礦開采工作,使當地的工業及民用建筑產生巨大的變形破壞,并且對周邊居民造成了非常大的影響,使正常的生產生活難以繼續;c)采煤沉陷區中有內地裂縫、高陡邊坡及土壤侵蝕等諸多地質災害,地下水位也處于不斷下降的狀況,土地及水資源也都遭受到一定程度的破壞。圖1為該地區總貌。
3.2治理目標
根據當地政府規劃,需要對該采煤塌陷區的地質環境進行治理,并且需要達到“一帶二區三湖四點”為特色的城市生態公園。在這一大的治理目標下,可以將該項目分為以下三個目標:a)重新利用該塌陷區的大面積土地資源,并徹底改變該地區的地形地貌;b)進一步消除當地的內地裂縫、地面塌陷及土壤侵蝕等地質災害帶來的不利影響,并且需要有效遏制該采煤塌陷區的水土流失;c)實現該采煤塌陷區的植被覆蓋,從而達到改善該地區生態環境的效果。
3.3治理任務
在進行該采煤塌陷區地質環境治理過程中,需要充分結合當地具體情況,可以采用以下幾點具體的治理思路:a)對于該采煤塌陷區的裂縫發育區進行地貌重塑,并需要進行裂縫整治及塌陷坑填埋,需要在此基礎上將該塌陷區改造為坡度適合的地形,這樣就能夠為當地土壤重構及土地重新利用奠定良好的基礎;b)對當地基巖塌陷區及松散層塌陷區的土壤進行工程覆土及施肥改良,在一定程度上改善當地的土壤性能,恢復當地的種植功能;c)需要在積水塌陷區修筑擋土墻,有效防止該積水坑受到新煤矸石的再次污染;d)在該塌陷區之中實施綠化管網滴灌工程,有效確保該項目實施的林木生產條件;e)需要結合多林種的綠化工程設計,建立一個多林種相結合的生態防護體系及結構合理的生態系統,這樣就能夠使得當地的生態環境形成良性循環。
3.4技術路線
在進行具體的治理工作前,首先需要對該采煤塌陷區已經治理的狀況及待治理情況進行調研,收集該地區礦井開采資料,這樣就可以在國內外相關地質環境治理經驗的基礎上,結合當地的具體土地規劃情況進行切實可行的地質環境治理工作。
3.5具體治理措施
a)土地整理。對于一些沉陷坑需要運用煤矸石來進行填埋,并需要對當地的地裂縫運用人工與機械相結合的方式進行工藝填補,并需要對當地基巖裸露塌陷區進行高挖低填的施工工藝,需要將整理之后的地形坡度保持在2°~15°;b)防護工程。在治理區內需要對邊坡、常年的積水沉陷區及多年形成的工業垃圾堆進行防護處理。其中在進行邊坡治理過程中,需要運用坡面清理、覆土夯實的方式進行處理,并且需要運用六棱磚進行護坡。在進行積水沉陷區處理時,需要根據該沉陷區的積水深度及面積等因素針對性地處理,并將其作為一個生態景觀來進行施工。在此過程中為確保該地區的安全性,還需要在該積水沉陷區周邊修建低矮擋墻。對于生產垃圾則應當按照松散層垂直厚度1m進行處理后,并沿著矸石堆中的南側修建1.5m的擋土墻,這樣就可以防止因為矸石堆積而造成的環境污染。圖2為該地區的區域積水圖;c)綠化工程。因為長期的生態破壞,使得該地區存在嚴重的水土流失現象,這就需要在平整之后的土地規劃中采用林種混交等形式,來完成該治理區的綠化工作。
4結語
在進行采煤塌陷區地質環境治理過程中,需要理清治理思路,并結合當地實際發展情況,采取合理的治理模式,能夠在治理該地區地質環境的過程中創造一定的經濟效益和社會效益,從而取得良好的采煤塌陷區地質環境治理效果。
參考文獻:
[1]唐艷,錢衛明.探析采煤塌陷區礦山地質環境治理模式[J].世界有色金屬,2016(3):20.
[2]徐友寧,李玉武.寧夏石嘴山采煤塌陷區地質環境治理模式研究[J].西北地質,2015(4):183-189.
作者:郝曉安 單位:山西焦煤汾西礦業靈北煤礦