一、矿山环境地质问题
以沙峪煤矿为例,沙峪煤矿矿区范围内分布着4个行政村,农业人口2000余人。矿区内沟谷发育,地形破碎,土地较贫瘠,受采煤的影响,使原本脆弱的生态环境日趋恶化。土地退化、荒芜、房屋裂缝、水源干枯等环境地质问题日益突出,居民的基本生存条件受到严重威胁。煤炭的大规模开采造成了对矿山环境的较大破坏,采空塌陷、地面裂缝、区域地下水位下降、煤矸石堆放、矿坑排水等一系列地质灾害和地质环境问题相继发生和出现。
1、地下水位下降
据调查,沙峪煤矿现采***煤,矿坑排水主要来自其顶板(多层)砂岩裂隙水,达300~500m3/d,由于其集中排放,改变了地下水运移状态,周边地下水向井下巷道汇流,地下水位呈下降趋势,使煤层之上含水层储水结构遭到破坏。矿区中部出露于二叠系石盒子组砂岩中的1眼天然泉以及各村中8处水井,浅层均先后干枯,使矿区内的村庄、居民及大小牲畜用水受到不同程度影响。而矿坑排水大多数直接排放,造成了水资源的浪费。
2、采煤引发的地面裂缝、塌陷等地质环境问题
3、煤矸石堆放的潜在危害
据相关资料,煤矸石对环境的危害主要有以下三点:
1)煤矸石自燃对环境的污染
2)煤矸石对水体和土壤的污染
煤矸石经雨水淋溶进人水域或渗入土壤,会影响水体和土壤,并被植物根部所吸收,影响农作物的生长,造成农业减产,同时还会通过食物链进入人体,危及人类健康;
3)矸石山造成的滑坡和泥石流
矸石山堆积过高,坡度过大,就容易造成滑坡;由于降雨等作用使得矸石山的含水量达到饱和状态时便可能形成泥石流。
二、治理与恢复方案1、避让搬迁
2、采空塌陷、裂缝的治理与恢复耕地
首先清理旧村庄,用推土机推平,通过压道机、推土机和运送汽车往复压实,及时覆盖黄土。对因采空塌陷造成破坏的耕地采用人工或机械方式进行填埋(夯实)裂缝和陷坑,平整田面,因地制宜,修筑相应的田间道路及排水工程,并在各级梯田的外边缘修筑护田堤,控制水土流失,保护坝田,恢复农田的耕种功能。土地复垦后,耕作层的土壤大部分变为生土,不利于作物的生长,需要在深翻的同时,配方施肥,培肥土壤。同时,为了保持人工土壤中的水分,宜尽量在其底部回填约0.5m的亚粘土或粘土,形成人工隔水层,然后再回填亚砂土。恢复耕地后种植一些抗旱性强的乡土植物。
3、煤矸石堆放场的治理
4、修建回风竖井地下储水仓,解决居民人畜用水
区内奥陶系岩溶水埋藏深,富水性不均匀,施工深井风险较大,增设井下储水仓将新施工的回风竖井井下排水作为供水水源加以利用,既避免水资源浪费,又降低了施工深井带来的风险。同时,可满足矿区居民供水。
三、治理工程工程量
1、农田整治与恢复
对已破坏的60hm2农田进行整治与恢复,复垦工程程序及标准为:
①将田面阳土剥离集中堆放一边;
②农田内塌陷、裂缝填平、夯实;
③田面平整,田面平整为梯田形式,梯田单级高差宜根据地形变化而定,一般控制在2~5m之间,各级梯田田面基本保持水平,并向内侧略有倾斜。
④因地制宜,修筑相应的田间道路及排水工程;
⑤在各级梯田的外边缘修筑护田堤,控制水土流失,保护坝田;
⑥地表覆盖阳土,厚度0·5m以上,并适度压实,覆盖土壤ph值为7~8·5[3]。
2、煤矸石的整治3、回风竖井井底储水仓及供水配套
（1）、回风竖井井底储水仓
区内奥陶系岩溶水埋藏深,富水性不均匀,施工深井风险较大,增设井下储水仓将新施工的回风竖井井下排水作为供水水源加以利用,既避免水资源浪费,又降低了施工深井带来的风险。同时,可满足矿区居民供水。
回风竖井井下储水仓的井下平面布置由煤矿实施,必须做到既保证井下排水(来自煤层之上含水层)不受采煤的污染,又不影响煤矿正常生产。
（2）、供水配套工程
②配套4寸供水管道4200m。
③修筑井口蓄水池1个,高位蓄水池3个,容积分别为800立方米和400立方米。
④配置150kw专用变压器一台。
四、工程经费预算与工期
1、工程经费预算和工期
根据上述工程量,沙峪煤矿矿山环境整治与恢复工程共需经费479·44万元[4](表3)。沙峪煤矿矿山环境整治与恢复工程工期共需1年。
五、地质灾害的预防
综上所述,煤炭开采所引发的地质灾害直接危害了矿区居民的生命和财产的安全,地质灾害的产生和延续,使人们无法安居乐业,治理灾害的工程量巨大,耗资不菲,工期较长。在煤炭开采之前对可能引发的地质灾害进行预测是十分重要的环节,对于有可能产生的灾害应遵循“以防为主,避让和治理相结合”的方针。在煤炭开采过程中,对于可能产生地面蹋陷及地裂缝等地质灾害的煤矿,可采取特殊的开采方法和顶板管理措施,以防止或减少地面塌陷地地裂缝等地质灾害的产生,对塌陷的地表随时进行
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