矿山塌陷区地质环境治理与生态修复路径探索

李冰倩 董起广

摘要：为了满足社会和经济发展对矿产资源的使用需求，矿产企业逐渐加大对矿山资源的开采力度。但是，开采力度过大，对矿区的地质生态环境造成了严重的破坏，甚至形成大量的塌陷区。我国持续提高对矿山开采生态效应，就必须对矿山塌陷区的治理与恢复予以高度重视，借助科学合理的生态修复措施减少各种地质灾害。基于此，本文重点以张家峁煤矿为研究对象，对矿山塌陷区地质环境治理与生态修复路径进行分析，以供参考。

关键词：矿山；塌陷区；地质；生态修复

项目名称：《基于矿山动态监测体系的陕北矿区生态环境评价方法研究》

项目编号：2022SMHKJ-B-J-54

煤炭资源是一种非常重要的能源资源，社会需求量较大。张家峁煤矿位于陕西省神木市滨河新区，矿区面积51.9798平方千米。在不断扩大煤炭资源的开采规模形势下，当地的生态环境发生了较大的变化。塌陷区的形成，让矿区及其周围面临较大的地质灾害和生态环境隐患。在这种情况下，为了实现张家峁煤矿的持续开采，有必要加强矿山塌陷区的地质环境管理，做好塌陷区的生态修复工作。

一、矿山塌陷区对地质环境的影响

（一）矿山塌陷区面临的地质灾害威胁

1.泥石流

相关部门对张家峁煤矿的塌陷区进行分析，发现存在大量的废渣和建筑垃圾等物质。这些物质堆积在一起，形成了松散状堆积体。如果当地出现暴雨等极端恶劣天气，就可能引发泥石流灾害，并对周围的生态自然环境产生破坏，对居民的生命财产安全和身体健康产生威胁。

2.不稳定边坡

煤炭资源大多深埋在地层300m以下。针对煤炭资源的开采，一般以竖井地下开采和露天开采方法为主。煤层底板以黏土岩和砂岩为主。在竖井的影响下，部分塌陷区周围存在很多的边坡。这些边坡属于岩质边坡，以砂岩和泥岩为主要岩质。另外，这些边坡非常陡峭，存在不同程度的风化和裂缝，稳定性较低。一旦遭遇暴风、暴雨等恶劣天气，塌陷区边坡的地质环境就会发生较大的变化，甚至出现边坡崩滑。

3.滑坡

目前，煤矿塌陷区经常出现滑坡地质灾害，并对塌陷区的稳定性产生严重的影响。煤矿塌陷区的常见滑坡类型主要楔形体岩质滑坡、岩质滑坡、黄土滑坡三种。

（二）矿山塌陷区对生态环境的影响

1.对地面建筑物的影响

煤矿塌陷区会引起不同形式的地表变形问题。对附近建筑工程的地基稳定性产生影响，使地面建筑物出现不同程度的变形或破坏。另外，如果某些煤矿城市出现塌陷灾害，不仅会引起地面建筑物的倒塌，还有可能对通信系统、交通系统及供水系统等产生破坏，对当地居民的正常生活与生产带来诸多不便。

2.对地表水体的影响

在引起地表变形问题后，还有可能对地下管线产生影响，使城市中的积水无法正常排出，甚至出现饮用水、污水与塌陷区地表水混合在一起的问题。这不仅会对当地居民的正常用水产生影响，还有可能引发城市倒灌，对水体环境产生破坏。另外，煤矿在开采过程中产生的污水存在大量污染物质。如果不能妥善处理这些污水，使其直接与地表水混合在一起，将会污染水体环境。

3.对地面气体的影响

煤矿塌陷区的存在，已经使当地出现严重的水体污染问题。长时间会产生大量污染气体，对空气质量造成影响。例如，煤矿在开采过程中，会产生大量的煤矸石，煤矸石堆积在一起，容易发生自燃现象，生成大量的二氧化硫、氮氧化物和硫化氢气体等气体，对大气环境产生污染。另外，煤矿塌陷区出现的道路破坏与建筑物倒塌等问题，会产生大量灰尘，引起扬尘污染，对居民的日常生活产生不利影响。

二、矿山塌陷区地质环境治理与生态修复的基本原则

在明确煤矿塌陷区对地质与环境的不利影响后，塌陷区的地质环境治理与生态修复是一项迫在眉睫的工作。为了保证社会经济的稳定发展，针对塌陷区的治理与修复，需要遵循以下几项原则。

（一）以农业生产为主的原则

张家峁煤矿位于陕西省神木市滨河新区，当地不仅拥有极为丰富的煤矿资源，还拥有170万亩的耕地面积，其中，农作物播种面积约102万亩，果蔬种植面积约2.2万亩。煤矿资源的开采，会对耕地面积产生影响，减少居民的人均耕地面积，激发矛盾。鉴于此，在对煤矿塌陷区进行地质环境治理与生态修复时，必须坚持以农业生产为主的原则，维持农业资源生产与耕地面积之间的平衡。

（二）因地制宜原则

在地质环境治理与生态修复的过程中，应当遵循因地制宜原则，即结合塌陷区的具体地质条件，选择发展对象。如果塌陷区的地质条件适合发展农业，就采取发展农业的治理措施；如果塌陷区的地质条件适合种植树木，则采取发展林业的措施。另外，可以同时发展农业、林业、渔业和旅游业，在改善塌陷区生态环境的同时，对环境资源进行合理利用。

（三）经济效益与生态效益相结合原则

需要遵循经济效益与生态效益相结合原则，即对塌陷区的地质条件、复垦土地适宜性等进行分析，并在此基础上选择相应的发展模式，协调塌陷区的治理与煤矿资源开采之间的关系，将塌陷区打造为集休闲、娱乐、生产于一体的现代化生态模式，兼顾经济效益与生态效益。例如，针对张家峁煤矿塌陷区的治理与修复，相关部门需要对煤炭开采引起的矿山地质环境破坏、土地损毁、矿山地质环境治理恢复、生态修复、生态功能提升等方面进行监测，对矿山土地利用、土地损毁和生态环境状况进行全面了解，对矿区复垦土地和生态环境修复情况进行评价，并以此为基础选择与应用相关的发展模式。

三、矿山塌陷区地质环境治理措施

（一）植树造林

针对大规模的塌陷盆地环境，植树造林不仅可以防风固沙，解决水土流失问题，还可以推动当地林业发展，提高城市绿化工程建设质量。大规模的塌陷盆地环境，并不代表矿区地表出现积水。如果采用传统的回填治理方法，就会产生巨大的工程量。植树造林不仅可以有效改善塌陷区的地质环境，还可以提高当地对闲置土地的利用率。需要注意的是，部分塌陷区的水资源并不丰富，在植树造林的过程中，为了满足树木生长对水分的需求，可以采用滴灌技术进行灌溉，以此提高树木的种植成活率。

这种治理模式适用于地表没有大量积水且塌陷规模不大的塌陷区。在正式开始植树造林之前，施工单位需要先对塌陷区进行回填处理。

（二）发展养殖业

部分塌陷区存在极为严重的积水现象。相关部门要对这一区域进行养殖业的开发。例如，如果塌陷坑内存在积水，根据现场情况，在积水较多的区域设立鱼塘；在积水较少的区域播种水产作物；在积水区域周边种植蔬菜瓜果。

需要注意的是，这种治理方式适用于气候条件相对湿润、降雨量偏大、长期存在积水的塌陷盆地区域。这样的塌陷区域存在的塌陷量差异较大，塌陷区地表积水比较明显，再加上地表特征的影响，形成的地表弯曲带非常典型。另外，这种塌陷区域中的地层土壤以黏性土壤为主，不具有较强的渗透性。相关部门需要对积水区域形状、积水厚度、塌陷量特征等重点分析，并根据分析结果进行个性化产业模式的设计。

（三）打造矿山地质公园

如果塌陷面积相对较小，或者与主城区距离不远，则可以结合塌陷区的形态特征、变化规律和城市的建设规划方向，在不改变原有地形多样化特点的基础上进行矿山地质公园的建设。这样不仅可以改善塌陷区的地质环境，而且可以发展旅游业。例如，如果塌陷区域的面积相对较大且存在积水，则可以打造湖泊或湿地景观，将当地历史、文化与景色结合在一起，形成个性化的旅游资源。

在应用这种治理方式时，需要注意以下几个方面。首先，塌陷区应当临近城市，且塌陷面积不大，塌陷区域的地表具有多样化特点。其次，在建设矿山地质公园时，需要将现场比较典型且具有代表性的塌陷景观保留下来，并以此为基础加大旅游事业的发展力度。

（四）打造农业生态园

针对浅塌陷坑、塌陷槽、地裂缝和波状地形等情况，建议采用回填治理方法，通过大面积恢复耕地将塌陷区转变为农业生态园。这样不仅可以有效改善塌陷区的地质环境，还可以实现农业经济的稳定发展。需要注意的是，这种治理方式仅适用于塌陷区地表塌陷坑相对较小的情况。因为塌陷量较小，所以在回填施工方面的工程量不大。

四、矿山塌陷区生态修复措施

（一）树立科学的发展观念

要加强矿山塌陷区的生态修复，需要树立科学的发展观念，设立专门的生态修复组织机构，构建完善的生态修复法规与标准体系，以此实现矿山塌陷区生态修复工作的统一安排、协调与实施。

一方面，要对生态修复组织机构中工作人员的工作职责加以明确，对矿山企业各部门的责任与义务加以明确，确保在塌陷区生态修复出现问题时，不会相互推诿扯皮。

另一方面，在“谁开发谁保护、谁污染谁治理、谁破坏谁恢复”的原则下，进行矿山塌陷区的生态修复，并根据矿山塌陷区的实际情况建立专门的水土保护机制、土地复垦机制和生态恢复机制等。

（二）积极筹备资金

在对矿山塌陷区进行生态修复时，只有积极主动筹集资金，才能够保证各项生态修复工作的全面实施与有效落实。在传统的发展理念下，我国很多煤矿企业没有意识到生态环保的重要性。煤矿的过度开采使矿区生态遭到严重的破坏。只有通过多种不同渠道，向社会各界力量进行公共资金的筹集，才能够从整体上提高受损土地的修复工作质量。

（三）加强科学技术的应用

生态修复时还需要加强科学技术的应用。首先，对塌陷区的水体、土壤、空气等特点进行研究，了解塌陷区的演化趋势，制订科学合理的煤炭资源开采方案，减少煤炭资源开采对生态环境的影响。其次，加强对塌陷区各类动植物资源的保护，在模拟自然群落的基础上，积极引进成活率较高的植物品种，加快塌陷区的生态修复速度。

（四）加强市场经济手段的运用

最后，需要加强市场经济手段的运用。一方面，对现有的土地修复法律法规进行分析，然后明确矿山企业应当履行的责任与义务，通过缴纳税款、上缴土地修复保证金等方式，实现矿山水土保持的可持续性。另一方面，将土地复垦制度、排污收费制度等落到实际的塌陷区生态修复工作中，加强土地生态修复工作的质量。

五、结语

综上所述，提高矿山塌陷区地质环境的恢复与综合治理效率，不仅可以改善当地的生态环境，还可以为区域经济的可持续发展提供保障。要加强矿山塌陷区地质环境的治理，可以采用植树造林、发展养殖业、打造矿山地质公园和农业生态园的方式。加强矿山塌陷区的生态修复，不仅要树立科学的发展观念，还要积极筹备资金，加强科学技术与市场经济手段的应用。只有结合矿山塌陷区的实际情况，制订科学合理的治理与修复措施，实现经济效益、社会效益与生态效益的协调发展，才能将塌陷区地质环境的治理价值充分发挥出来。

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