單家村煤礦地質(zhì)環(huán)境治理研究與實(shí)踐
礦產(chǎn)資源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，大規(guī)模的礦山開采為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但同時(shí)也破壞著人類賴以生存的自然環(huán)境，造成一系列的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，給社會(huì)帶來(lái)一定的不安定因素，引發(fā)了種種社會(huì)問(wèn)題。因此開展礦山環(huán)境治理工作，不僅是礦山經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要，也是人與自然和諧統(tǒng)一、構(gòu)建和諧社會(huì)的需要，是每個(gè)礦山義不容辭的義務(wù)和責(zé)任。
單家村煤礦位于兗州煤田曲阜井田的西北部，曲阜市以西約12km，兗州市東北約6km，礦區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，為第四系沖積平原，礦區(qū)范圍內(nèi)除有六個(gè)村莊外（根據(jù)開采塌陷理論在開采前首先對(duì)可能影響到的村莊進(jìn)行了搬遷，目前除礦井東北部的孔家村因?qū)ΦV井開采影響較小未搬遷外，5個(gè)村莊均已搬遷），主要的土地利用類型為農(nóng)田耕地，僅有少量的果園。礦井于1977年建井，1990年正式投入生產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬(wàn)噸/年，目前年產(chǎn)量80萬(wàn)噸。
1、礦山開采對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響
單家村煤礦自1977年建井以來(lái)，由于采礦活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成的影響主要是地表沉陷、礦山固體廢棄物堆積和礦井廢水的排放。
1.1 地表塌陷
單家村煤礦自建礦以來(lái)，一直進(jìn)行地下開采，造成一定范圍的采空區(qū)。主采煤層為3煤，平均煤厚7.67米，冒落法管理頂板，使上方巖體失去支撐，向下陷落，形成地表塌陷，也是本礦井存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。在以往開采過(guò)程中發(fā)生的采空塌陷，最大塌陷深度為5.40m，局部已形成積水區(qū)。由于開采塌陷使礦區(qū)地面建筑物破壞、地表面積出現(xiàn)積水受淹、裂縫和地表傾斜。受淹使土地水漬化，導(dǎo)致土壤中空氣缺乏，影響植物和農(nóng)作物的生長(zhǎng)；裂縫的產(chǎn)生，使耕地漏水、漏肥，影響農(nóng)田耕作、土壤保墑和農(nóng)田灌溉，造成農(nóng)作物減產(chǎn)；地表傾斜使水平耕地變?yōu)槠碌�，增加了水土流失，�?duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)十分不利。這些都破壞了礦區(qū)的土地資源和生態(tài)環(huán)境，不僅使礦區(qū)內(nèi)正常耕地面積急劇減少，而且會(huì)造成企業(yè)與周邊群眾的矛盾。
1.2地面固體廢棄物堆積
單家村煤礦固體廢棄物包括矸石、工業(yè)鍋爐渣和生活垃圾三部分，礦井自1990年正式投產(chǎn)以來(lái)平均每年開采排放約4萬(wàn)噸的煤矸石，選煤廠也有一定的煤矸石產(chǎn)出，這樣煤矸石堆積形成一座矸石山，不僅占用了土地，也對(duì)環(huán)境造成一定的污染。工業(yè)鍋爐渣年產(chǎn)300噸，用于鋪路、造磚、保溫材料、房基材料等，利用率100%，生產(chǎn)生活垃圾進(jìn)行定點(diǎn)收集，集中填埋。因此礦井固體廢棄物主要為矸石堆積。
<!--[if !supportLists]-->1.3 <!--[endif]-->礦坑水的排放
礦坑水是煤礦正常開采產(chǎn)生的地下涌水，采礦過(guò)程中將大量涌水排出地面。單家村煤礦根據(jù)井下排水泵排水量記錄統(tǒng)計(jì)，年均產(chǎn)出礦坑水約水10萬(wàn)米3。由于大量礦坑水的排放，地下水位下降，影響了地下水的平衡。另外由于礦坑水為含硫的酸性水，未經(jīng)治理的礦坑水排放地面后，首先污染地表水系、土壤與耕地，進(jìn)而危害農(nóng)作物及人類健康。單家村煤礦地下水類型為第四系松散巖類孔隙水、3煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水、三灰?guī)r溶裂隙水、十下、十四灰?guī)r溶裂隙水以及奧灰?guī)r溶裂隙水。根據(jù)單家村煤礦開采情況，由于礦井正常開采受影響的沙層為第四系孔隙水，礦坑排水對(duì)第四系孔隙水的影響較輕。因此礦坑水排放主要是對(duì)地表危害。
<!--[if !supportLists]-->2、 <!--[endif]-->礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理實(shí)踐技術(shù)
根據(jù)單家村煤礦地質(zhì)環(huán)境破壞現(xiàn)狀及治理要求，多年來(lái)礦井不斷加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理的研究工作。在綜合分析的基礎(chǔ)上，多種方法并舉，因地制宜，綜合治理，有效防止了礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的破壞，提高了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。經(jīng)過(guò)多方面的分析論證，主要采取了塌陷地治理、固體廢棄物的合理利用、礦坑水的綜合治理等技術(shù)。
2.1 塌陷地治理技術(shù)
在塌陷地治理方面，結(jié)合國(guó)家和當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)政策規(guī)定，遵循“占補(bǔ)平衡”和“土地總量動(dòng)態(tài)平衡”的原則，增加投資力度開展礦山環(huán)境恢復(fù)治理和土地復(fù)墾工作，具體措施是經(jīng)專家設(shè)計(jì)、因地制宜多種模式逐步進(jìn)行塌陷地治理：
2.1.1排矸填充治理模式：
對(duì)即將塌陷地區(qū)實(shí)施起土措施，對(duì)礦井采選出的矸石由原來(lái)向矸石山排放，改為直接向未沉穩(wěn)塌陷地排放，利用煤矸石回填塌陷區(qū)，穩(wěn)沉后表面覆土達(dá)到1.5米，然后復(fù)墾為耕地。
2.1.2挖深墊淺治理模式：
在塌陷區(qū)的深部取土填在淺部，淺部復(fù)墾成耕地，深部建塘養(yǎng)魚，坡地栽樹植草。
2.1.3借勢(shì)利用治理模式：
以改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、發(fā)展高科技農(nóng)業(yè)為目標(biāo)，按照農(nóng)、漁、牧、副業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，水、林、路、電綜合配套的方法，借勢(shì)開發(fā)，用于發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖、休閑度假等，重建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。
2.1.4淺層平整治理模式：對(duì)于季節(jié)性積水區(qū)及淺層塌陷區(qū)，實(shí)行挖溝排水、削高填洼，繼續(xù)耕種。
2.2固體廢棄物的綜合利用技術(shù)
固體廢棄物包括矸石、工業(yè)鍋爐渣和生活垃圾三部分。礦井自1990年正式投產(chǎn)以來(lái)平均每年開采排放約5萬(wàn)噸的煤矸石。多年來(lái)，礦井除將矸石用于塌陷地充填和道路鋪設(shè)外，99年10月，對(duì)矸石山進(jìn)行了改造，利用廢舊材料修筑了臺(tái)階，安全防護(hù)欄，、石桌、石凳、涼亭等，植樹3000多棵，美化了環(huán)境，成了人們休閑娛樂(lè)的好地方。2002年投資1800萬(wàn)元建成一座中型矸石磚廠，利用煤矸石加工空心磚，年生產(chǎn)空心磚5000萬(wàn)塊，年消耗矸石約12萬(wàn)噸，既取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益,又減少了土地占用。
工業(yè)鍋爐渣年產(chǎn)300噸，用于鋪路、造磚、保溫材料、房基材料等，利用率100%，生產(chǎn)生活垃圾進(jìn)行定點(diǎn)收集，集中填埋。
2.3工業(yè)廢水和生活廢水的處理
工業(yè)廢水主要是井下煤炭開采過(guò)程中產(chǎn)生的礦井水和生活污水。從井下排向地面后與生活污水一起經(jīng)污水處理廠統(tǒng)一處理，經(jīng)處理各指標(biāo)均滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。處理后的廢水一部分循環(huán)輸送至井下，用于采掘工作面的噴灑降塵，一部分用于地面綠化澆灌、地面噴灑降塵和沖廁，只有少量一部分排出礦外。
<!--[if !supportLists]-->3、<!--[endif]-->社會(huì)效益和環(huán)境效益
單家村煤礦通過(guò)實(shí)施地質(zhì)環(huán)境綜合治理，改善了礦區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，減輕了對(duì)地質(zhì)地貌景觀的破壞，使得區(qū)內(nèi)農(nóng)、田、水、林、路得到綜合治理，道路暢通，交通方便，糧、棉、果、菜大增產(chǎn)，效益提高，各類社會(huì)服務(wù)體系得以健全和完善，并能安排大批從業(yè)人員，使農(nóng)民收不斷提高，安居樂(lè)業(yè)，社會(huì)安定。取得了良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
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