矿区地面环境工程综合评价体系构建

莫倩雯 林澎

（昆明市生态环境工程评估中心 云南昆明 650000）

截至2019年12月，自然资源部发布《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》，要求地方各级自然资源主管部门通过做好核定矿区土地利用现状地类、强化国土空间规划管控和引领、鼓励矿山土地综合修复利用、盘活矿山存量建设用地、合理利用废弃矿山土石料等方式，带动社会资本加速矿山生态修复进程。从现实角度出发来看，矿山生产过程往往要对当地矿山开采区域地质结构进行现场开挖，这必然会对区域地质环境造成破坏，且矿山生产期间，随时间推移，各类影响地质环境的风险因素也会反复出现，最终便会导致相应矿山区域地质环境治理难度全面增加的状况发生，如矿区周边植被稀少、绿化率低、水土流失严重、粉尘污染明显等对我国自然生态成可持续化发展模式形成较大阻碍［1］。

1 矿区生态环境演变的科学问题

第一，矿区生态环境各要素的时空变化特征及其差异性。由于受煤矿开采的干扰，生态环境遭受了不同程度的破坏，无论是地表水、地下水，还是土壤植被等，都随着时间和空间的推移呈现出持续性的变化。然而，它们的变化规律又不是完全一样的，在对地表水、地下水及土壤和植被的各个指标做出深入的分析探索后，了解了它们变化的不同之处，能够帮助人们充分地掌握在煤矿开采的大环境下生态环境究竟发生着怎样的变化。

第二，矿区开采修复活动对生态环境的要素影响机制及各要素协同演变规律［2-5］。煤矿开采会引起生态环境发生一系列的变化，当然，生态环境的变化也会反过来影响煤矿环境例的改善，这同样是人们探究环境变化的关键所在。如，随着开采越来越频繁，地下水会越来越少，从而引起地表坍塌，裂缝越来越多，水就会不断地变成水蒸气飞向空中，土壤就会变得干枯，一旦地下水量供应不足，植物就没有办法正常生长，而植物的枯萎会进一步打破生态平衡，进而影响到生态环境的其他方面逐渐地恶化下去。另外，当环境遭到破坏后，煤矿区域的环境改善也将难以进行，那么，无论是地表水、地下水，还是土壤、植被等，都会在“你影响我、我影响你”的条件下持续地变化着。

2 地质灾害预测评估

2.1 开采引发地面塌陷灾害的预测

为了有效地判断地面的塌陷情况，就需要合理分析煤矿究竟在地底下的什么地方、具体施工时需要挖多深及相应的有效深厚比，来确切地了解当前的地表所处的状态，然后，结合《煤矿环境地质灾害与防治》就可以获得地面的塌陷等级。一般情况下，如果深厚比不超过20，就代表塌陷情况相当厉害，那么在更广阔的区域内就会出现地面裂缝；如果深厚比处于20～200的区间内，那么不同区域的地面裂缝有的厉害，有的不厉害；如果深厚比超过200，地表只是稍微产生一些裂缝。按照现阶段煤矿所制定的等级来看，如果深厚比在35 以下，对周围建筑的破坏属于第一等级，是非常厉害的；如果深厚比处于35～60之间，那么对建筑的破坏属于第二等级，是相当厉害的；如果深厚比处于60～200之间，那么属于第三等级，是一般程度的破坏；如果深厚比超过200，则属于第四等级，是轻度破坏。另外，如果深厚比处于23.04～28.54的范围内，那将意味着当开采逐渐深入的时候，地表随时可能出现裂缝，对周围建筑物会带来不可估量的损失。

2.2 采矿活动可能遭受崩塌灾害的预测评估

当开采活动持续深入地进行，极易遇到地面崩塌的情况，但有时候这些都是难以预料的，所以对此进行全面的分析，并做出有效的判断，能从一定程度上降低崩塌对环境造成的破坏。

3 矿山地质环境治理现状分析

3.1 地质灾害治理效果相对比较有限

现阶段所进行的矿区环境修复情况并不太好。就现在的状态来分析，随着经济水平的不断提高，需要越来越多的矿产来支持生产。而当前的情况是凡是能开采的地方都已经开采完了，所以为了支持经济的快速发展，必须加大开采力度，向更深的地方进行挖掘。但这样一来，肯定会对地质造成一定的不良影响，那么环境修复起来肯定会难上加难，还有可能会引起地表结构紊乱，并存在踩空的安全隐患，这些都超出了人们的可控范围。尽管目前针对多数的矿区，上级单位也根据实际情况颁布了相关的法律条文，制定了必要的标准和规则，促使矿产开采能够进行标准化施工，然而现在的问题是多数矿区的地质破坏都是以前所造成的，特别是有些岩溶结构，使得矿区环境修复难以发挥相应的作用，即便是想尽一切办法，效果也并不明显。而有些地方由于受气候的影响，各种环境破坏累加在一起，使得地质更加恶化，一定程度上增加了环境改善的难度，这些都制约着我国生态环境改善的有效推进。

3.2 环境水文地质问题

由于开采的阶段不一样，第一阶段的开采就造成了水位逐渐降低，引起地面裂缝等情况的出现，甚至呈现出岩溶状态，而第二阶段的开采使得地下水严重不足，土壤中水分较低，难以支持植物的生长，引发了更恶劣的地质情况。

4 矿山地质灾害预防措施

（1）崩塌灾害的预防措施。第一，结合相应的标准，科学地制定坡比，进行黄土灌浆。第二，科学有步骤地放置矸石，并在此基础上确定出有效的边坡角。

（2）岩溶地面塌陷的预防措施。第一，对存在岩溶地面塌陷危险的矿区进行全面有效的监管，特别是对易积水的地方采取必要的防渗办法，或者是把一些坑都填上土，确保水不会慢慢漏下去，在长年累月的作用下，土壤逐渐下沉而形成地面塌陷。第二，对目前已经存在塌陷的地方，要么用土填平，要么用水泥浇灌，以免塌陷的地方逐渐延伸，将损坏控制在最小范围。填土的时候，要按照块石、砾石、粗沙的步骤依次填入，这样就可以起到反滤的效果，最后再放入黏土，特殊情况下，需要对其加以灌浆。第三，在一些浅坑的地方，如重晶石坑和部分水塘，最好用黏土填平，以免自然水会直接渗漏进去。

（3）地面沉降变形［6］的预防措施。有时将地下水进行排出的过程中会使得水位变低，还有部分煤矿开采结束的地方都有引发塌陷地危险，应采取以下方法做好防护。第一，要加大宣传力度，鼓励周围居住的人们时刻注意他们的房子是否有出现裂缝或地面下陷的情况，倘若有的话，要在第一时间内向上级部门反馈，并疏散老百姓。第二，盖新的楼房时，尽量选择在相对比较安全的地方，所以要提前做好实际调查，在掌握详细情况的基础上，制订好必要的施工方案，再实施建造，地基要尽可能地立于整个基岩中上。第三，对煤矿开采结束区域要进行系统全面的动态监管。

（4）采空区地面塌（沉）陷的预防措施。由于采空区会越来越多，导致风险会逐渐加大，所以，回采完成后，要在第一时间内做好防护，具体操作如下。第一，回采完成后，要立马关闭可以进入的所有道路，以免人和各机器装备发生危险，同时避免漏风的情况出现。第二，要把深井下的采空全部填平，最好在尾砂胶结充填的基础上，再配合非胶结充填交替进行。

5 生态环境治理理念与工作思路

要对矿区开展实际调查，并综合考虑当前的环境情况，科学地分析其中存在的问题，尤其是高原高寒矿区应该采用何种防护措施，以及改善环境质量需要解决哪些关键问题，树立“山水林田湖草是一个生命共同体”的思想意识，认真贯彻落实“节约优先、保护优先、自然恢复为主”的政策，从“技术可靠、经济合理、依法依规”角度入手，参考以前的成功案例，结合“因地制宜、分区管控、消除隐患、贴近自然”的环境修复原则，把地质危险预防和环境的改善所采用的方法和手段全部纳入系统全面的管理体系，促使其能逐渐地进行自我修复，看护好大自然的大门，全面提高环境的综合质量，尽量做到与周边环境融合，打造近自然、免维护、可持续的高原高寒矿区生态景观。

6 生态环境治理工程具体措施

6.1 土地环境破坏恢复治理措施

众所周知，采矿必然会产生大量矿坑，如果不能在第一时间内填埋好，那么地面就会变得坑坑洼洼，存在坍塌的危险，时间长了，土壤就会慢慢枯竭而失去利用价值。另外，实施采矿的时候，其旁边的地面上几乎寸草不生，原有的生态平衡被打破，又极易引发塌方和泥石流等各种灾害，所以，人们长期处于一种不安全的状态中，严重制约了经济的顺利推进。无论是开采的过程，还是结束之后，都能够通过种植相思树、芒花或爬山虎等对环境加以修复。例如，对于公路两边、矿区外围及长期使用的边坡和工人日常居住的场所比较适合种植大叶相思树，而采坑周围种芒花就非常好，这样能够达到被绿树环绕，地表绿化的生态现象。除此之外，就连矿区和工业区也能够采用植物种植的方法达到环境改善的效果。

6.2 环境污染治理措施

如果区域内已经遭受了不同程度的环境污染，要立马找到污染的根源在哪里，并及时地解决掉，然后把污染的区域进行封控管理，以免其逐渐扩大延伸，接着就可以用化学的方法去除其中的有害物质，另外，通过生物降解也能达到同样的效果。

6.3 废弃矿坑空间资源综合利用工程

一些工业区大都会排放过多的固体废物，现在还没有办法完全处理掉，存在极大的安全隐患。众所周知，市区也不具备将其进行全部填埋的条件，所以要结合具体情况，采用必要的措施对其进行统筹处理，例如，寻求区域内没用的矿坑，改造成临时的填埋区，这样，固体废物就能进行合理的处置了。然而，通常情况下，占地790万m3的废物填埋区大概使用的时间是8a，这样，一方面可以使市内的固废得以有效处理，另一方面矿坑也得到了有效的填埋，不用再寻找其他的填埋物了，正可谓一举两得，并且还节约了环境修复的成本，不需要额外的经济支出，还节省了一定的人力资源。

6.4 生态系统功能恢复重建措施

最重要的是对地面进行绿化。第一步要提前制订出环境绿化的方案，其中包括要达到什么样的效果、坚持什么样的原则、采取什么样的方法等，然后对矿区的生态情况做出综合分析。第二步找出适合在矿区生长的各种植物，然后根据气候条件开展种植。第三步在人工培育的基础上促使其自然扩散，以便没有人为参与的情况下能够自然生长。

6.5 露天矿坑封闭圈以上矿山废弃地生态恢复

因为对于一些没有采取封控措施的矿坑下一步还要开展环境修复，所以要提前对已经封控的矿区实施环境治理。

（1）高陡岩质边坡生态恢复。经过对矿区各参数进行核算，并结合当前的具体情况，把矿区划分为好几个部分，实施针对性环境改善，由于处于+80～+95m范围内土化非常厉害，适合选择“修坡+锚杆固定+钢筋混凝土框格梁+框架内喷播植草复绿”的修复方法，而超过+95m的，则适合选择“危岩清理+清坡+挂网+客土喷播复绿”的修复方法。

（2）周边废弃地生态恢复。一般坡度不超过2/3的非封闭矿坑，需要先给予简单的整理，在填入不超过5dm的土壤的基础上，再加以夹竹桃植被覆盖。同时，还要在反方向设置2%坡面，以便多余的水能够流向排水沟而顺利排出，避免水沿着正向的坡面流出。

7 矿区生态环境治理工程综合评价体系构建

借助于系统全面的评价机制，就可以对矿区的各个环境要素实施动态的监测，能够随时了解诸如地表水、地下水、土壤、植被等各个时期内的详细情况。另外，由于资本压力太大，使得有些矿坑并没有填平，以至于在很长一段时间内都可能有发生滑坡的危险。所以，必须对环境的各个成分实施系统化监管，以便能够找出它们之间的内在必然联系，参考国际上成功案例的前提下，对一号井实施适合其特点的综合质量管理，其中分别涉及水体、土体和大气等各个方面，另外，还要开展冻土管理、植被管理，充分利用遥感技术探测边坡的变化情况，这样就能够获得关于矿区环境全面有效的信息数据。那么，在这样“空—天—地”三方面技术有效结合的综合管理下，可以把环境没有治理时的面貌样子、治理期间的样子及治理后的样子做出充分的对照归纳和研究，以便能够及时将可能发生的危险消在灭萌芽状态，从而为科学地开展评估给予必要的参考。

8 结语

由以上可知，第一，矿区的地质环境错综交错，而煤矿的开采对周边环境造成了极大的破坏，不仅导致地下水位下降、土壤干枯，而且还产生了大量的固废，使得其修复起来非常麻烦。第二，为了改善环境，采取了必要的修复措施，如矿坑填埋；为了防止雨水渗漏，还进行了灌浆，并改进坡度使水能够顺着排水沟顺利排出。以上方法都在环境治理中发挥了积极的效果。第三，还要对环境监管模式做出有效的调整和优化，加大力度实施监测，并设置必要的预警机制，以便对可能存在的地质危害做出有效的防控。