煤礦地質(zhì)災(zāi)害

一、內(nèi)蒙關(guān)于煤炭地質(zhì)災(zāi)害防治相關(guān)政策內(nèi)蒙古自治區(qū)國(guó)土資源廳有關(guān)人士日前透露，2008年內(nèi)蒙古將投入財(cái)政資金5億元，強(qiáng)化礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作，以防范礦山地質(zhì)災(zāi)害。與2007年地質(zhì)環(huán)境治理投入相比，今年內(nèi)蒙古投入成倍增加，這主要是因?yàn)榻陙韮?nèi)蒙古礦產(chǎn)開發(fā)勢(shì)頭迅猛。據(jù)介紹，內(nèi)蒙古今年投入的資金將重點(diǎn)用于礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境。二、相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害主要有：滑坡崩塌地面塌陷地裂縫地下透水瓦斯爆炸據(jù)調(diào)查，內(nèi)蒙古因煤炭開采引起的生態(tài)環(huán)境破壞至少有如下7類：誘發(fā)煤層自然、透水、瓦斯爆炸在煤炭開采過程中，經(jīng)常會(huì)誘發(fā)煤層自燃、透水、瓦斯爆炸3種地質(zhì)災(zāi)害。破壞原本脆弱的生態(tài)環(huán)境在煤炭露天開采、掘井過程中，由于剝除礦體表層土壤，破壞了地表植被，加速和擴(kuò)大了自然因素所引起的土壤破壞和巖石的侵蝕，造成水土流失。破壞了礦區(qū)地貌由于采礦導(dǎo)致礦區(qū)原有地貌發(fā)生變化，改變?cè)芯坝^，甚至造成地表局部塌陷等。侵占、破壞了土地資源任何開采方式都不可避免地需要占用一定數(shù)量的土地，用來修筑道路，固定井架，建立料場(chǎng)及必需的生活設(shè)施，以保障礦山開采的順利進(jìn)行。除露天采掘直接破壞大量土地外，采煤排出的廢石、廢渣也侵占了大量土地。采煤過程中產(chǎn)生的廢渣和工業(yè)垃圾，不僅侵占了大量土地，而且破壞了植被和生態(tài)環(huán)境，加劇了水土流失和土地沙化。自治區(qū)西部的一些礦區(qū)已成為沙塵暴的主要沙源。例如，內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田沙化面積已占煤田總面積的21%，其中11%為嚴(yán)重沙化土地。產(chǎn)生的尾煤和廢水污染環(huán)境采煤產(chǎn)生的廢水大部分不經(jīng)處理自然排放到河流和滲入地下，造成地表水和地下水質(zhì)嚴(yán)重污染。另外，大量煤矸石、石灰石等固體廢物堆積，既造成大量土地資源廢棄，又對(duì)水土、資源、環(huán)境造成破壞和污染。同時(shí)，矸石山自燃會(huì)排放大量的一氧化碳、硫化氫等有害氣體，亦導(dǎo)致大氣嚴(yán)重污染，使礦區(qū)的環(huán)境更趨惡劣。引發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害煤礦區(qū)因開采引發(fā)的主要地質(zhì)災(zāi)害有滑坡、泥石流、地面塌陷、土地鹽漬、沙漠化、水土流失、煤層自燃等。特別是在煤礦區(qū)，采煤造成的土地塌陷帶來的最直接的后果是土地資源的毀壞。礦區(qū)水均衡遭受破壞由于煤炭開采過程中的井坑需要疏干排水，煤礦區(qū)地下水水位下降十幾米，造成大面積疏干漏斗，破壞了整個(gè)地表水、地下水的均衡系統(tǒng)。煤炭發(fā)電帶來的環(huán)境污染煤炭發(fā)電的污染物主要有煙氣、粉煤灰、爐渣和廢水。煙氣中的主要污染物包括二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳和懸浮顆粒等。其中二氧化硫是常規(guī)煤電的首要污染物，將造成酸雨的形成；其次是氮氧化物，會(huì)造成光學(xué)煙霧，而且它產(chǎn)生的溫室效應(yīng)大約是二氧化碳的200-300多倍；二氧化碳可能會(huì)使全球氣候變暖；粉煤灰含有放射性元素；懸浮顆粒則會(huì)危害人的呼吸系統(tǒng)。大中型露天煤礦閉坑地質(zhì)災(zāi)害淺析摘要：未來10年，我國(guó)大中型露天煤礦將陸續(xù)達(dá)到設(shè)計(jì)服務(wù)年限，閉坑后的大中型煤礦,如果管理和治理不當(dāng)，將會(huì)誘發(fā)大量的地質(zhì)災(zāi)害，造成重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生態(tài)問題。文章根據(jù)大中型露天煤礦在生產(chǎn)過程中誘發(fā)的大量地質(zhì)災(zāi)害，提出這些礦山在閉坑后可能誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型及因素，并對(duì)防治措施提出建議。關(guān)鍵詞：露天煤礦；閉坑；地質(zhì)災(zāi)害；變形；滑坡；誘發(fā)地震；水系變化0引言我國(guó)有大中型露天礦山300多個(gè)，其中80%為金屬、建材和化工原材料礦山，煤炭露天礦雖在數(shù)量上不如其它露天礦山，但在規(guī)模和產(chǎn)量上卻有特點(diǎn)。大型露天礦年產(chǎn)量在1000萬(wàn)t以上的有130個(gè),其余中型露天礦都在300萬(wàn)t以上。大中型露天礦的開發(fā)、生產(chǎn)形成了眾多的資源依賴型城市，它們依存礦山的開采而發(fā)展。伴隨著資源開采的興衰,城市的經(jīng)濟(jì)與之對(duì)應(yīng)。大多數(shù)礦山已經(jīng)開采數(shù)10年，到了開采后期，如撫順西露天礦是我國(guó)最早開采的露天煤礦，已開采到最底部，預(yù)計(jì)2007年閉坑；阜新海州露天礦已開采50余年，接近達(dá)到設(shè)計(jì)年限，預(yù)計(jì)2008年閉坑；阜新新邱露天礦已在10年前閉坑；平莊西露天礦已開采40余年，設(shè)計(jì)年限為2011年。這些露天煤礦的特點(diǎn)是:(1)占地面積大。如撫順西露天礦和排土場(chǎng)占地為4216km2，占撫順市區(qū)面積的27%，阜新市的海州露天礦、新邱露天礦及其排土場(chǎng)占市區(qū)面積的1/4；(2)災(zāi)害種類多。歷史上，露天煤礦在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮或沒有充分考慮到生產(chǎn)過程中的各種災(zāi)害，對(duì)閉坑后出現(xiàn)的各種災(zāi)害更是難以顧及。生產(chǎn)過程中發(fā)生的災(zāi)害種類包括變形(邊坡變形、塌陷、地面沉降、地裂縫等；邊坡和排土場(chǎng)滑坡(平面滑坡、楔體滑坡、圓弧滑坡、傾倒滑坡、崩塌、復(fù)合滑坡、泥石流等)；地震(天然地震、誘發(fā)地震)；水系變化(地表水滲流、地下水位升降、成湖、水質(zhì)污染、軟化巖石、誘發(fā)地震；其它災(zāi)害(殘煤自燃，巖土風(fēng)化，水土流失等)；(3)發(fā)生頻率高。在露天礦，每年都發(fā)生數(shù)起較大規(guī)模的阻礙生產(chǎn)的大中型滑坡，尤其在春季融冰和雨季；(4)治理難度大。災(zāi)害一旦發(fā)生，治理就要花費(fèi)大量的人力物力。如撫順西露天礦在日偽統(tǒng)治的1945年下盤滑落巖石750萬(wàn)m3，埋沒了全部采煤工作面，致使東西兩大卷?yè)P(yáng)運(yùn)輸系統(tǒng)中斷12a，直到1957年才完成清理,恢復(fù)正常生產(chǎn)。結(jié)束阜新海州露天礦工作西部非工作幫發(fā)生大滑坡，滑落巖石16萬(wàn)m3,造成人車系統(tǒng)停產(chǎn)；⑸經(jīng)濟(jì)困難。礦區(qū)老化，災(zāi)害種類多，規(guī)模大，無足夠的資金進(jìn)行改造和轉(zhuǎn)產(chǎn)。1993?1995年3年間，撫順西露天礦災(zāi)害造成經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)4億元。如果不提前進(jìn)行研究，隨著閉坑時(shí)間的臨近，災(zāi)害會(huì)越來越嚴(yán)重，直接制約著老礦區(qū)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和環(huán)境改善等重大戰(zhàn)略問題，所以對(duì)露天煤礦閉坑后災(zāi)害發(fā)生的預(yù)研已刻不容緩。對(duì)大中型露天煤礦閉坑后災(zāi)害的研究，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。但在生產(chǎn)過程中發(fā)生的災(zāi)害，如果治理不當(dāng)，閉坑過程及閉坑后絕大部分災(zāi)害還會(huì)發(fā)生。本文以歷年露天煤礦在生產(chǎn)過程中發(fā)生的災(zāi)害為基礎(chǔ)，提出露天煤礦閉坑后災(zāi)害發(fā)生的類型及其防治對(duì)策，為同類露天煤礦防治災(zāi)害提供借鑒。露天煤礦生產(chǎn)過程中發(fā)生災(zāi)害簡(jiǎn)析表1為撫順西露天礦典型的地質(zhì)災(zāi)害一覽表，表2為阜新海州露天礦典型滑坡災(zāi)害一覽表。從兩個(gè)露天礦歷年近100次地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析,導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因主要有:(1)斷層的影響。由于礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層和不連續(xù)面控制邊坡的變形和滑動(dòng)，在近100次的滑坡災(zāi)害中，約有1/2受斷層和不連續(xù)面控制;(2)軟巖及斷層泥控制。煤系地層中多為沉積巖，其中含有大量的泥質(zhì)成份，遇水強(qiáng)度降低，產(chǎn)生軟化效應(yīng)。同時(shí)軟巖遇水膨脹,使變形能力也大大增加。斷層中的斷層泥與軟巖具有相似的性質(zhì)；(3)水與巖石相互作用。露天煤礦發(fā)生滑坡、變形、泥石流80%與水的直接或間接參與有關(guān);(4)震動(dòng)誘發(fā)。露天煤礦生產(chǎn)每天都須放泡、行車，故震動(dòng)誘發(fā)源主要來自放炮、行車等釋放的能量;(5)井工開采和露天開采相互影響。淺部煤炭資源采用露天開采，深部一般采用井工開采，兩者有時(shí)同時(shí)進(jìn)行，常?；ハ嘧饔?，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。大中型露天煤礦閉坑后可發(fā)生的災(zāi)害閉坑后的大中型露天煤礦，由于停止生產(chǎn)，同樣的邊坡變形、破壞甚至滑動(dòng)，能否造成大規(guī)模災(zāi)難性的地質(zhì)災(zāi)害，除了與露天礦結(jié)構(gòu)、巖層分布、斷層賦存、環(huán)境條件等有關(guān)外，還與管理及防治有關(guān)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外露天煤礦生產(chǎn)過程所遇到的地質(zhì)災(zāi)害，閉坑后的露天礦可發(fā)生的災(zāi)害主要類型有：邊坡及邊幫影響范圍內(nèi)的變形由于露天礦的存在，使邊坡及邊幫影響范圍內(nèi)發(fā)生變形、塌陷、地面沉降、地裂縫等。如撫順西露天礦北幫變形影響范圍內(nèi)包括國(guó)家特大型企業(yè)石油一廠、發(fā)電廠、水泥廠等。不均勻變形造成石油管道破裂、廠房地基下沉、廠房墻體破裂甚至倒塌。其周圍的商業(yè)區(qū)及附近的居民區(qū)也受到不同程度的影響。加之礦坑和北幫與勝利礦深部多年大規(guī)模地下開采使露天礦北幫幾乎全部處于井工采動(dòng)后的巖移擾動(dòng)范圍，向北影響范圍近1km。根據(jù)最新觀測(cè)結(jié)果,變形仍在進(jìn)行，局部尚有加快趨勢(shì)，直接威脅附近人民的生命安全，造成城市地質(zhì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。邊坡和排土場(chǎng)滑坡由于大中型露天煤礦開采深度大，形成高大陡邊坡。如撫順西露天礦最深處已達(dá)442m，最終坡角為30?3415°;阜新海州露天礦設(shè)計(jì)最深處為350m。隨著時(shí)間的推移，深度加大，所暴露的弱面就越多，開挖使巖體結(jié)構(gòu)越來越弱化，圍巖的支承能力逐漸減?。煌瑫r(shí)，為了更多地開采煤炭，剝離與開采的矛盾日益突出，整個(gè)露天礦的結(jié)構(gòu)趨于不穩(wěn)定，具有發(fā)生大規(guī)模滑坡的潛在危險(xiǎn)。排土場(chǎng)為松散的粒狀材料，隨著時(shí)間的推移，風(fēng)化加劇，不利于排土場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定?；碌姆N類主要包括：平面滑坡、楔體滑坡、圓形滑坡、傾倒滑坡、崩塌滑坡、復(fù)合滑坡和泥石流等。無論何種形式的滑坡，對(duì)整個(gè)露天礦都可造成災(zāi)害。地震礦區(qū)地震可分為天然地震和誘發(fā)地震。許多礦區(qū)地處地震帶，根據(jù)地震發(fā)生的周期性，近10a又是地震發(fā)生的活躍期，天然地震是礦區(qū)巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的大敵。礦區(qū)發(fā)生誘發(fā)地震的條件是充分的，一是地下開采，破壞了原有地層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，打破了原系統(tǒng)的平衡，使采礦過程中不斷誘發(fā)地震。如阜新礦區(qū)和撫順礦區(qū)地下開采所發(fā)生的沖擊地壓(巖爆或煤爆)、瓦斯突出等就誘發(fā)了地震，最高震級(jí)已達(dá)4級(jí)以上，震源距離地表很近。一般來說，誘發(fā)地震盡管強(qiáng)度低但烈度大，危害不小。二是露天礦生產(chǎn)過程中的開挖和閉礦后積水成湖,使水位升降，由此會(huì)引起地層應(yīng)力發(fā)生變化。水弱化巖石，使巖體承載能力下降，加之地震動(dòng)力作用，邊坡的穩(wěn)定性明顯降低。研究表明，地震力作用，使邊幫圍巖不僅發(fā)生平行和垂直邊坡的振動(dòng)，而且由于邊坡臺(tái)階和巖層分布的不均勻性及地震力來源的隨機(jī)性，邊幫圍巖還將發(fā)生扭動(dòng)變形。水系變化露天礦生產(chǎn)過程中，每年要花費(fèi)大量的資金攔截疏導(dǎo)地表水，聚集在坑底的積水也要通過排水系統(tǒng)疏干。閉坑后，坑內(nèi)水源主要有：大氣降雨、地表水滲流、河流滲透、工業(yè)和民用廢水排放及地下水補(bǔ)給等。如不加強(qiáng)管理，及時(shí)治理，露天礦閉坑后就可形成人工湖泊，并且可能并發(fā)地下水質(zhì)污染、邊坡巖石軟化、誘發(fā)礦區(qū)地震等相關(guān)災(zāi)害。如撫順西露天礦閉坑后形成一個(gè)10多億m3的大坑，據(jù)測(cè)算，每年可匯入坑內(nèi)的水量約有4000萬(wàn)m3,如果不加治理,10?20年后，西露天礦就有可能形成一個(gè)大型人工湖。由于露天開采與地下井工開采相連，造成地下井工系統(tǒng)排水，使地采系統(tǒng)積水，排水困難，甚至直接影響正常生產(chǎn)。215其他災(zāi)害在閉坑過程和閉坑后，露天礦和排土場(chǎng)還會(huì)發(fā)生伴生災(zāi)害，如殘煤自燃、巖土風(fēng)化、水土流失等。殘煤自燃，影響城市的大氣環(huán)境。巖土風(fēng)化、水土流失不僅會(huì)污染城市地下水資源，同時(shí)還給礦區(qū)城市的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成很大影響。防治建議隨著一些大中型露天煤礦閉坑期限的臨近，現(xiàn)提出以下建議，供參考。綜合治理正如大中型露天煤礦立項(xiàng)設(shè)計(jì)、投入生產(chǎn)一樣，其閉坑也是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，它涉及到政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、法律、環(huán)境、生態(tài)、技術(shù)等方面的綜合問題不是哪一個(gè)部門或行業(yè)能夠解決的。單從技術(shù)方面來說，災(zāi)害研究涉及采礦、地質(zhì)、測(cè)量、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)電、環(huán)保等多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)。從時(shí)間上看，閉坑前的研究，只是一種預(yù)研，閉坑后隨著時(shí)間的推移，災(zāi)害發(fā)生的范圍、程度在不同時(shí)間地點(diǎn)會(huì)有不同的特征，提出何種防治措施，要依據(jù)當(dāng)時(shí)的條件而定。提前規(guī)劃、超前研究大中型露天煤礦閉坑時(shí)間是可預(yù)測(cè)的，這樣就可根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益提前規(guī)劃，超前研究。在總結(jié)歷年來各個(gè)大中型露天煤礦生產(chǎn)過程中發(fā)生災(zāi)害的基礎(chǔ)上，究其原因，尋其根源，為以后研究相關(guān)災(zāi)害提供依據(jù)。同時(shí)，對(duì)大中型露天煤礦閉坑可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)估，尋求發(fā)生災(zāi)害的機(jī)理，建立防災(zāi)減災(zāi)的理論，為防災(zāi)減災(zāi)做好理論基礎(chǔ)。加強(qiáng)監(jiān)測(cè)閉坑后發(fā)生的災(zāi)害，往往是生產(chǎn)過程中變形破壞的積累，利用現(xiàn)有的理論對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)可能引起災(zāi)害的現(xiàn)象，提前采取相應(yīng)措施。兼顧生產(chǎn)與治理現(xiàn)在正在生產(chǎn)的大中型露天礦，距離閉坑尚有一定的時(shí)間，要邊生產(chǎn)；邊治理。特別是與環(huán)境和生態(tài)有關(guān)的治理工程，如殘煤自燃、巖土風(fēng)化、水土流失等。提前進(jìn)行就會(huì)節(jié)省時(shí)間，達(dá)到閉坑后再治理所起不到的作用。關(guān)于煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理論文關(guān)鍵詞:地質(zhì)災(zāi)害地面塌陷地裂縫煤矸石災(zāi)害治理論文摘要:本文以沙峪煤礦為例，論述了煤炭開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害以及對(duì)礦區(qū)居民生活造成的危害。詳細(xì)闡述了沙峪煤礦的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及地質(zhì)災(zāi)害類型，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的地面塌陷、房屋塌陷、地裂縫以及煤矸石所造成的潛在威脅進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查分析，提出了因地制宜治理地質(zhì)災(zāi)害的綜合方案,對(duì)于沙峪煤礦地質(zhì)災(zāi)害治理的工程量進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，并依據(jù)建筑工程定額進(jìn)行了預(yù)算，指出了地質(zhì)災(zāi)害治理耗資不菲、工期較長(zhǎng)，進(jìn)一步提出地質(zhì)災(zāi)害要以防為主，治理與避讓相結(jié)合的方針。分布在山西省91個(gè)縣（區(qū)、市）的小煤礦絕大部分是縣及縣以下煤礦，多數(shù)誕生于20世紀(jì)80年代。改革開放以來,山西省煤礦發(fā)展迅猛，最多時(shí)有10000多座小煤礦。長(zhǎng)期以來，煤礦多、分散的格局和粗放落后的礦業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式給山西帶來了嚴(yán)重后果，資源浪費(fèi)、環(huán)境污染、生態(tài)破壞，已直接影響到煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及當(dāng)?shù)鼐用竦纳姝h(huán)境。1礦山環(huán)境地質(zhì)問題以沙峪煤礦為例,沙峪煤礦礦區(qū)范圍內(nèi)分布著4個(gè)行政村，農(nóng)業(yè)人口2000余人。礦區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，地形破碎,土地較貧瘠,受采煤的影響，使原本脆弱的生態(tài)環(huán)境日趨惡化。土地退化、荒蕪、房屋裂縫、水源干枯等環(huán)境地質(zhì)問題日益突出,居民的基本生存條件受到嚴(yán)重威脅。煤炭的大規(guī)模開采造成了對(duì)礦山環(huán)境的較大破壞，采空塌陷、地面裂縫、區(qū)域地下水位下降、煤矸石堆放、礦坑排水等一系列地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境問題相繼發(fā)生和出現(xiàn)。沙峪煤礦是一個(gè)具有34年開采歷史的集體礦山，采掘生產(chǎn)機(jī)械化程度中等，回采率達(dá)65%，累計(jì)原煤產(chǎn)量110萬(wàn),t采動(dòng)面積約2.6km2。采煤活動(dòng)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞和影響，主要包括以下幾個(gè)方面。1.1地下水位下降據(jù)調(diào)查，沙峪煤礦現(xiàn)采2#煤,礦坑排水主要來自其頂板（多層）砂巖裂隙水，達(dá)300?500m3/d,由于其集中排放，改變了地下水運(yùn)移狀態(tài)，周邊地下水向井下巷道匯流,地下水位呈下降趨勢(shì)，使煤層之上含水層儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)遭到破壞。礦區(qū)中部出露于二疊系石盒子組砂巖中的1眼天然泉以及各村中8處水井，淺層均先后干枯,使礦區(qū)內(nèi)的村莊、居民及大小牲畜用水受到不同程度影響。而礦坑排水大多數(shù)直接排放，造成了水資源的浪費(fèi)。1.2采煤引發(fā)的地面裂縫、塌陷等地質(zhì)環(huán)境問題沙峪煤礦采用長(zhǎng)壁式采煤法，全冒落頂板管理,回采率65%以上，煤礦投產(chǎn)34年來，采動(dòng)面積達(dá)2.6km2,因井田地處低一中山區(qū),地表大面積黃土覆蓋，松散層厚度30?70m。據(jù)實(shí)地調(diào)查,在采空影響范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)地裂縫20余處，礦區(qū)內(nèi)部分民居于1997年末開始出現(xiàn)地裂縫（圖1）,地裂縫寬度L5?2cm,最大降幅1cm,最大寬度5cm。農(nóng)田中也可見到多條地裂縫，寬度10~20cm,最大降幅15cm,最大寬度38cm。采空塌陷面積達(dá)0」km2，造成33-3hm2土地破壞（圖2）,房屋輕微破壞51間，嚴(yán)重破壞32間,給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活造成極大危害。1.3煤矸石堆放的潛在危害據(jù)相關(guān)資料，煤矸石對(duì)環(huán)境的危害主要有以下三點(diǎn)：1）煤矸石自燃對(duì)環(huán)境的污染據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大約有1/3的矸石山發(fā)生過自燃，放出大量的SO2、H2S、CO、CO2和氮氧化物等有害氣體并伴有大量煙塵（圖3）,對(duì)礦區(qū)環(huán)境造成嚴(yán)重污染[1];2） 煤矸石對(duì)水體和土壤的污染煤矸石經(jīng)雨水淋溶進(jìn)人水域或滲入土壤，會(huì)影響水體和土壤，并被植物根部所吸收，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，同時(shí)，還會(huì)通過食物鏈進(jìn)入人體,危及人類健康[2];3） 矸石山造成的滑坡和泥石流矸石山堆積過高，坡度過大，就容易造成滑坡;由于降雨等作用使得矸石山的含水量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)便可能形成泥石流。沙峪煤礦現(xiàn)有廢石堆放場(chǎng)2處，分別堆放于主井口西側(cè)的山坡和風(fēng)井附近的溝谷中,堆放量分別為8萬(wàn)m3、12萬(wàn)m3,形成了約38。的松散邊坡。高度分別達(dá)12~20m、8~10m。廢石堆放既壓占土地，破壞植被，又存在引發(fā)相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的隱患。主井口附近的廢石堆距東-夏公路僅10?15m，在極端暴雨條件下極可能形成滑坡，嚴(yán)重威脅過往車輛、行人安全。風(fēng)井附近廢石堆距風(fēng)井約10m，在極端暴雨條件下極可能形成泥石流,從而對(duì)風(fēng)井造成毀壞，給煤礦安全生產(chǎn)帶來極大隱患。廢石露天堆放，在降水淋濾下還會(huì)造成地下水的污染。2治理與恢復(fù)方案2.1避讓搬遷由于煤礦的多年開采，采空塌陷面積達(dá)0-1km2，造成村民房屋不同程度的破壞,目前塌陷還在不斷擴(kuò)大。村莊地下淺層水疏干，人畜吃水困難，對(duì)村民生命財(cái)產(chǎn)均造成威脅,需采取部分避讓搬遷方式進(jìn)行治理。選取的新村址范圍內(nèi)地形地貌較好，有一定量的地下水資源，可基本滿足當(dāng)?shù)厝诵笥盟?。耕地、植被情況較好，水土流失輕微，僅有挖方量較小的交通、居住、耕作方面的人類工程活動(dòng)，交通方便，無采空區(qū)、地面裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，適宜建筑［3］。2.2采空塌陷、裂縫的治理與恢復(fù)耕地首先清理舊村莊,用推土機(jī)推平，通過壓道機(jī)、推土機(jī)和運(yùn)送汽車往復(fù)壓實(shí),及時(shí)覆蓋黃土。對(duì)因采空塌陷造成破壞的耕地采用人工或機(jī)械方式進(jìn)行填埋（夯實(shí)）裂縫和陷坑，平整田面，因地制宜，修筑相應(yīng)的田間道路及排水工程，并在各級(jí)梯田的外邊緣修筑護(hù)田堤,控制水土流失，保護(hù)壩田,恢復(fù)農(nóng)田的耕種功能。土地復(fù)墾后，耕作層的土壤大部分變?yōu)樯粒焕谧魑锏纳L(zhǎng)，需要在深翻的同時(shí)，配方施肥，培肥土壤。同時(shí)，為了保持人工土壤中的水分，宜盡量在其底部回填約0-5m的亞粘土或粘土，形成人工隔水層，然后再回填亞砂土。恢復(fù)耕地后種植一些抗旱性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物。2.3煤矸石堆放場(chǎng)的治理沙峪煤礦每年矸石排出量1萬(wàn)?L5萬(wàn),t現(xiàn)在較大的煤矸石堆放場(chǎng)2處，累計(jì)堆放量20萬(wàn)m3,本次治理工程擬修筑一條煤矸石壩,并將殘余煤矸石堆進(jìn)行平整，表面覆蓋0-5m黃土,然后種草植樹，盡可能減輕或消除對(duì)生存環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的危害。2.4修建回風(fēng)豎井地下儲(chǔ)水倉(cāng)，解決居民人畜用水區(qū)內(nèi)奧陶系巖溶水埋藏深,富水性不均勻，施工深井風(fēng)險(xiǎn)較大，增設(shè)井下儲(chǔ)水倉(cāng)將新施工的回風(fēng)豎井井下排水作為供水水源加以利用，既避免水資源浪費(fèi)，又降低了施工深井帶來的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，可滿足礦區(qū)居民供水。2005年4月，沙峪煤礦在草橋村閆家莊北約600m的溝谷中新建回風(fēng)豎井,豎井垂直深度402m,在84-80-90-91m和156-63-159-14m穿過兩層砂礫石層，地下水微具承壓性，松散層之下2#煤層之上的K10（厚2-62m）、K9（厚6-99m）、K8（8-39m）砂巖中均含有豐富的地下水，水質(zhì)良好，豎井揭露上述含水層后，排水量較為穩(wěn)定，枯水季節(jié)450m3/d，雨季過后600m3/d。為使礦區(qū)村民吃上衛(wèi)生方便的自來水,可在回風(fēng)豎井井底修建井下主、付儲(chǔ)水倉(cāng)各1個(gè),配套建設(shè)井下泵房及管道倉(cāng)，用于儲(chǔ)存上述含水層中的地下水，并配套建設(shè)井上蓄水池、鋪設(shè)供水管道，解決藺家莊、曹家莊、閆家莊、韓家莊4個(gè)村的人畜用水。3治理工程工程量3.1農(nóng)田整治與恢復(fù)對(duì)已破壞的60hm2農(nóng)田進(jìn)行整治與恢復(fù)，復(fù)墾工程程序及標(biāo)準(zhǔn)為：將田面陽(yáng)土剝離集中堆放一邊；農(nóng)田內(nèi)塌陷、裂縫填平、夯實(shí)；田面平整，田面平整為梯田形式,梯田單級(jí)高差宜根據(jù)地形變化而定，一般控制在2?5m之間，各級(jí)梯田田面基本保持水平,并向內(nèi)側(cè)略有傾斜。因地制宜,修筑相應(yīng)的田間道路及排水工程；在各級(jí)梯田的外邊緣修筑護(hù)田堤，控制水土流失，保護(hù)壩田；地表覆蓋陽(yáng)土，厚度0-5m以上，并適度壓實(shí)，覆蓋土壤PH值為7?8?5[3]。根據(jù)沙峪煤礦農(nóng)田整治區(qū)的地形情況粗略計(jì)算，達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)共應(yīng)動(dòng)用土方量約497610m3,工程量見表1。表I衣由整治與噥復(fù)工程是序號(hào)工程名稱數(shù)土蝕治理丁-程6()2勉的"上剝離既.放7啤SO3田商餐平，塌陷.4414.20裂琵職平，窖實(shí)4田間道略IJ/T程27(55護(hù)田堤土方匚程3切）6地表陽(yáng)國(guó)蓋20頑總計(jì)331743.2煤矸石的整治采用漿砌石修筑一條煤矸石壩，壩長(zhǎng)205m,高6m,頂寬1m,底寬2-85m，外側(cè)坡角約72°，基礎(chǔ)底寬4-9m,頂寬3-65m,內(nèi)外側(cè)坡度均為72°,深2m,砌筑石方4120-5m3。在煤矸石壩下部預(yù)留三排排水孔，最下一排位于壩體底部，每?jī)膳排潘字g的垂向距離為1m,每?jī)蓚€(gè)排水孔之間的水平距離為1-5m,三排排水孔呈“梅花形”布置,基礎(chǔ)開挖動(dòng)用土石方2173m3。將殘余煤矸石表面整平、壓實(shí)，覆蓋厚約0-5m黃土，然后進(jìn)行種草、植樹,預(yù)計(jì)土方工程5000m3,樹苗10000株。3.3回風(fēng)豎井井底儲(chǔ)水倉(cāng)及供水配套3.3.1回風(fēng)豎井井底儲(chǔ)水倉(cāng)區(qū)內(nèi)奧陶系巖溶水埋藏深,富水性不均勻，施工深井風(fēng)險(xiǎn)較大，增設(shè)井下儲(chǔ)水倉(cāng)將新施工的回風(fēng)豎井井下排水作為供水水源加以利用，既避免水資源浪費(fèi)，又降低了施工深井帶來的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，可滿足礦區(qū)居民供水?；仫L(fēng)豎井井下儲(chǔ)水倉(cāng)的井下平面布置由煤礦實(shí)施，必須做到既保證井下排水（來自煤層之上含水層）不受采煤的污染，又不影響煤礦正常生產(chǎn)。本工程設(shè)井下主、付儲(chǔ)水倉(cāng)各1個(gè),配套建設(shè)中央水泵房，管道倉(cāng)和水泵房繞道倉(cāng)。主、付儲(chǔ)水倉(cāng)及中央水泵房、管道倉(cāng)、水泵房繞道倉(cāng)的斷面形態(tài)均為門洞形（下部為矩形，上部為拱形）。主、付儲(chǔ)水倉(cāng)長(zhǎng)分別為113-8m和52-3m,橫斷面下部矩形寬3-6m、高1-8m,上部拱形半徑為1-951m,拱高1-2m（圖3）;中央水泵房長(zhǎng)17m,下部矩形寬4m,高1.8m,上部拱形半徑為2-168m,高1-2m;管道倉(cāng)和水泵房繞道倉(cāng)長(zhǎng)分別為22-6m、33-6m,下部矩形寬為2-5m,高1-7m,上部拱形半徑為1-355m,拱高0.8m。以上工程均采用機(jī)械挖掘成倉(cāng),倉(cāng)壁噴厚200mm的混凝土倉(cāng)壁，工程量見表2。表2回風(fēng)豎井井下儲(chǔ)水倉(cāng)等工程括序號(hào)單頊成妤項(xiàng)工程名稱挖掘工程侵嘖射I：程量晶斯如力巽hu方量1主水每113-S14,48164S2()2S4-432討水牡52.314.487572()107.743中央水泉房1714.5