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浅析矿山地质环境问题与防治建议

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摘要:矿产资源开发引发了一系列的矿山地质环境问题,主要包括耕地资源破坏、地形地貌景观破坏、地下水环境破坏等。论文以济宁市为例,介绍了济宁市矿产资源开发利用情况,分析了矿产资源开发引发的矿山地质环境问题,并针对非煤矿山地质环境问题和采煤塌陷地综合治理提出了具体的防治措施。

关键词:济宁市;矿山地质环境;治理

济宁市是矿产资源大市,矿业开发历史悠久,矿产资源丰富,是典型的资源型城市。矿产资源的开发利用极大的促进了济宁市经济社会稳定发展,为城市建设发展提供能源、建材、材料等。随着矿产资源开发利用强度的增加及历史上的无序开采,资源储量急剧下降的同时,也引发了一系列的矿山地质环境问题[1-3]。矿山开采矿山地面建设工程占用、固体废弃物堆放、破损山体及露天采坑开挖等破坏耕地资源;露天采矿造成山体破损、岩石裸露、植被破坏,形成大面积破损山体、露天采坑,地形地貌景观遭到破坏;同时,地下开采造成地下水环境破坏,甚至引发地下水污染。生态文明建设和绿水青山就是金山银山的发展理念对矿山地质环境防治提出了更高的要求,因此,深刻分析济宁市矿山地质环境问题的紧迫性和严重性,准确把握矿山地质环境防治形势,防治并举,加强地质环境管理和矿山地质环境保护。

1济宁市矿产资源开发利用现状

济宁市矿产资源储量丰富,种类较多,已发现各类矿产资源39种,可分为煤矿与非煤矿山[4]。

1.1非煤矿山

济宁市开发利用的非煤矿产资源主要有铁、轻稀土、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩、重晶石、砖瓦用粘土、水泥配料用泥岩、建筑用花岗岩、饰面用花岗岩、矿泉水等,主要分布在曲阜市、泗水县、邹城市、微山县、嘉祥县、汶上县等县(市、区)[5]。截至2017年底,全市共有生产非煤矿山54座,其中铁矿5座,水泥用灰岩矿7座,建筑石料用灰岩矿23座,建筑用花岗岩矿12座,稀土矿1座,水泥配料用泥岩矿1座,重晶石矿1座,砖瓦用粘土矿1座,砖瓦用页岩矿1座,矿泉水厂2座。

1.2煤矿

济宁市已探明煤炭储量149.7亿吨,占全省探明总储量的45.1%。其中:保有资源储量128.8亿吨,保有基础储量39.6亿吨,保有可采储量22.4亿吨。济宁市含煤土地3920平方公里,占全市土地面积的36.7%,境内含煤地层主要分布在平原良田区,主要煤田有兖州煤田、济宁煤田、滕县煤田、巨野煤田、梁山煤田、宁汶煤田、金乡煤田等。境内煤炭矿井57对,其中:生产矿井44对,在建矿井2对,停产矿井2对,关退矿井9对,设计产能9650万吨(含在建矿井)。

2济宁市存在的主要矿山地质环境问题

2.1耕地资源占损

露天非煤矿山矿业活动剥离挖损土地导致土地原有功能丧失,损毁土地资源;开采产生的废弃物占用土地资源。煤矿地下开采引起大面积的开采沉陷,由于地面潜水位较高,造成大面积积水,耕地减少;同时破坏农田灌溉、排水、防护设施,造成地表倾斜,加剧水土流失,耕地质量下降。

2.2地形地貌景观破坏

非煤露天矿山开采造成山体破损、岩石裸露、植被破坏,形成大面积破损山体、露天采坑,直接改变了原有地形地貌景观,成众多残垣断壁和采石坑,造成强烈视觉污染和严重的崩塌地质灾害隐患矿业活动对地形地貌景观影响和破坏严重。煤矿地下开采沉陷后,改变原有地形地貌,塌陷坑分布,影响整体景观。

2.3地下水均衡破坏及地下水污染

矿产资源开发时产生的渣石、粉尘易污染地下水。此外,矿井水疏排对地下水环境的影响较大,一方面,矿井长期疏干排水容易形成大面积的疏干漏斗区,致使采矿影响范围内的浅层地下水枯竭、泉水断流、供水井干枯等问题发生。另外,地下开采产生的导水裂隙带,造成上部地下水疏干,严重破坏地下水平衡[6]。另一方面,矿坑排水引发地表水、地下水污染,包括闭坑矿山塌陷、导水裂隙带导致不同含水层产生“串层污染”以及地下水位下降改变含水层地球化学环境导致的地下水污染等。另外,地下水超采导致地面沉降,德州、滨州、菏泽、东营、济宁等地尤为严重。

3矿山地质环境治理

3.1非煤矿山地质环境治理

①治理分区。根据区位位置和地质采矿条件,将济宁市划分6个非煤矿山地质环境重点治理区,分别为汶上县白石镇花岗岩矿重点治理区、泗水县柘沟镇北花岗岩矿重点治理区、邹城市大束镇北-曲阜市息陬镇南石灰岩矿重点治理区、微山县两城镇石灰岩矿重点治理区、嘉祥县纸坊镇北-经开区马集镇西石灰岩矿重点治理区、嘉祥县纸坊镇南石灰岩矿重点治理区[7,8]。②治理措施。根据地质采矿条件和周边环境,露天非煤矿山地质环境治理工程选择自然恢复、工程治理、景观再造、土地整治等适宜的治理方式,以较小的成本实现治理工程经济效益、社会效益和环境效益的最大化。露天非煤矿山地质环境治理措施见表1。

3.2采煤塌陷地综合治理

①治理分区。依据采煤沉陷区的特点,结合当地经济、社会结构及区位优势,围绕土地利用总体规划、土地整治规划、城乡规划与相关农林、水利、生态、旅游和产业等规划及政策规定,综合考虑发展定位和发展需求,遵循“集中连片、规模治理、分类推进”的原则,将济宁市采煤沉陷区划分为四大治理区。即,济宁市西北部矿区农业综合治理区、济宁市中部矿区城市功能开发治理区、济宁市东部矿区生态景观治理区和济宁市南部矿区湿地保护与特色产业治理区,见表2。②治理措施。对于轻度采煤塌陷地,如济宁市西北部矿区农业综合治理区的义桥煤矿、能煤矿、新驿煤矿、鲁西煤矿、梁宝寺煤矿、红旗煤矿、宏阳煤矿等,通过划方平整、取土充填等措施,以恢复农用地为主,建成高标准农田。治理应充分结合各县特色农业经济,重点发展农产品生产基地和农产品深加工产业,如金乡县大蒜产业、嘉祥县园林苗圃产业、汶上县绿色蔬菜产业、梁山县畜牧养殖产业等。对于重度沉陷积水区,采用渔业、光电、人工湿地和农业观光等治理模式,重点营造城市湿地,实现“绿心”功能,发展休闲农业。其中,深度积水区,采取造岸、护坡、绿化等工程措施,建设生态湿地、平原水库和光伏电站,涵养水源、调蓄雨洪,提高采煤塌陷地利用率[9-11]。对于城市、城镇周边采煤塌陷地,作为城市潜在发展区,重点营造城市服务功能用地,主要采用城市湿地、生态观光农业等治理模式,通过挖深垫浅、土地平整法治理,恢复建设用地。对于南四湖范围采煤塌陷地,将严格执行退耕还湖、退耕还湿、退耕还林等措施,通过自然修复,逐步恢复湖泊和湿地的历史面貌。

4结论

济宁市矿产资源开发引起了一系列的矿山地质环境问题,主要包括耕地资源占损、地形地貌景观破坏、地下水均衡破坏及地下水污染等。区分非煤露天矿山地质环境治理和采煤塌陷地综合治理进行分析。将非煤露天矿山6个非煤矿山地质环境重点治理区、将采煤塌陷地划分为四个治理区,并有针对性的提出了治理措施。

参考文献

[1]冯现辉.浅议矿山环境治理恢复瓶颈及解决方案[J].环境与可持续发展,2016,41(03):211-213.

[2]蒙永辉,许燕,王集宁,等.山东省矿山地质环境治理工作形势分析[J].山东国土资源,2016,32(09):26-29+35.

[3]张丽霞,王鲁林,江泳,王顺仓.新形势下山东矿山地质环境保护与管理工作探讨[J].山东国土资源,2017,33(07):44-49.

[4]乔冈,徐友宁,何芳,等.采煤塌陷区矿山地质环境治理模式[J].中国矿业,2012,21(11):55-58.

[5]吕军,李利,侯俊东.矿山地质环境治理主体间的博弈分析[J].中国人口•资源与环境,2012,22(11):124-129.

[6]胡博文,张发旺,陈立,等.我国矿山地质环境评价方法研究现状及展望[J].地球与环境,2015,43(03):375-378.

[7]孙伟,王议,张志鹏,等.矿山地质环境监测对象及要素研究[J].中国矿业,2014,23(07):57-60.

[8]王逸文.露天开采矿山地质环境治理问题研究——以吉林市船营区为例[J].统计与管理,2017(12):159-160.

[9]王佳红.矿山地质环境综合评价方法研究与管护对策建议——以广东省为例[J].西部探矿工程,2018,30(03):135-137+141.

[10]蒙永辉,颜堂,罗梅,等.论山东省矿山地质环境现状及存在问题[J].山东国土资源,2018,34(09):36-41.

[11]王羽,冯五一.矿山环境地质与地质灾害评价与防治研究[J].金属矿山,2009(S1):734-735+739.

作者:胡莹 单位:山东省鲁南地质工程勘察院

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