贵州地质工程勘察设计研究院 贵州贵阳 550008
摘要：贵州毕节地区煤矿资源的开发利用，引发各类煤矿山地质环境问题，在新时代生态文明建设过程中，制约了地区经济与社会的全面协调可持续发展。
关键词：环境地质；煤矿山；毕节
0背景
贵州省毕节地区煤矿资源丰富，是我省煤矿资源丰富的地区之一。较长时期以来，煤矿业已成为毕节地区重要的经济社会发展的支柱产业，在毕节地区经济发展中具有极为重要的作用。但是，伴随煤矿资源的开发利用，产生了诸如煤矿山地质灾害、土地与植被资源破坏、地下含水层破坏、地貌景观破坏、矿山水土污染等一系列的煤矿山地质环境问题，在新时代生态文明建设过程中，制约了地区经济与社会的全面协调可持续发展。
1煤矿山开发利用现状
全区矿产在改革开放30年以来，以煤为重点的矿产资源得到广泛的开发利用。煤矿资源开发遍及全区各地，开发规模、煤矿资源产量不断增加，是全区矿业的主体。毕节市各县分布（区）煤矿518个，其中国营矿山7个，其它经济型矿山511个，大型矿山16个，中型矿山30个，小型矿山472个。
煤矿资源开发利用总体规模小以及矿山地质环境问题日益突出等问题。矿山企业数量多、规模小、大矿小开、整矿零开，较缺乏大、中型骨干矿山企业，矿山生产技术含量较低，集约化程度较差，开采方式粗放，的生产规模不合理，盲目投资，重复建设，资源浪费严重。矿产资源利用开发引发、诱发和加剧次生地质灾害、破坏地质地貌景观、植被和区域水环境、压占和破坏大量土地资源等矿山地质环境问题。
2煤矿山地质环境问题的危害及分布特征
2.1地质灾害的危害
毕节市矿山地质灾害和环境地质调查毕节市各县（区）地质灾害：崩塌63处，滑坡13处，地裂缝62处，地面塌陷85处、泥石流1处，共计224处。其中221处地质灾害为煤矿山开采引发，矿山开采过程中引发的地质灾害已对全区生态环境和当地居民生产生活造成严重影响，造成经济损失上亿元。
图3 毕节市矿山地质灾害空间分布直方图
矿山地质灾害发育类型多以地面塌陷、地裂缝及崩塌为主，滑坡、泥石流次之；灾害多为煤矿山开采引发，集中发育于煤矿上伏地层第四系（Q）、T1f、P3c+d、P3l中，共发育各类地质灾害221处，其中崩塌地质灾害多发育于陡斜坡或陡崖地段，岩性以灰岩为主，滑坡地质灾害多发育于T1f、P3l地层中，岩性以泥岩、砂岩、粘土岩为主，地面塌陷及地裂缝发育于第四系（Q）地层残坡积层中，下伏地层为T1f、P3c+d、P3l地层中。
区内存在矿山地质灾害231处，其中滑坡15处，崩塌65处，地裂缝64处，地面塌陷86处，泥石流1处，矿山地质灾害共造成直接经济损失19764万元，目前尚威胁5327户20710人生命财产安全，学校3所，师生600余人；公路5Km，基本农田7hm2，威胁资产高达109657.7万元。
2.2地貌景观与土地的破坏
煤矿山开采过程中，其工业广场的修建、煤矸石堆填、地质灾害，破坏了原有的地形地貌及土地类型。全区矿山面积2040.5096km2；其工业广场的修建、煤矸石堆填、地质灾害、采空塌陷、矿区公路等对生态环境、土地资源及地貌景观的占用、破坏总面积约为2879.1303hm2，破坏土地类型以草地、耕地、林地为主，园地、建筑及其他次之。
表4 矿业开发对地形地貌及土地的占用和破坏方式及面积统计表
2.3含水层的破坏
全区矿山在建矿、采矿过程中抽排地下水以及采空区覆岩移动变形使地下水、地表水渗漏，严重破坏了水资源的均衡，导致地下水补、径、排条件发生变化，导致矿区及周围水均衡系统破坏、地下水位下降、泉流量下降甚至干枯。根据调查矿山的种类不同，矿床水文地质类型主要为裂隙充水矿床和岩溶充水矿床，其中裂隙充水矿床多以煤矿山为主，岩溶充水矿床以石灰石矿及砂石矿山为主。矿山采矿活动影响的含水层类型为孔隙含水层、裂隙含水层及岩溶含水层，井下疏排水活动引起各含水岩组水位有不同程度下降。浅层地下水减少或枯竭，地表井、泉流量减少或断流，影响至严重影响矿山临近村寨生活、生产用水。
矿业开发对水体的影响和破坏：地表水流量减少或断流，破坏矿区生态平衡，引起矿区水源破坏，供水和矿群关系紧张，地区工农业生产和人畜饮水安全问题突出。
2.4废渣与废水的危害
矿山生产过程产生的矿坑废水部分未经处理直接外排，煤矸石和固体废弃物渗滤液直接排放，造成土壤和地表水环境遭到严重污染，岩溶管道、裂隙、落水洞和地下暗河成为矿坑废水的排泄通道，地下水污染严重。其中以煤、锰、铁、硫铁、汞矿等矿种开采造成种形成的三废排放污染较为严重。
全市矿山排放矿坑水年产出量15064.4395万吨，年排放量为8602.6262万吨。矿坑水及生活废水排放去向主要直接就近排放到附近河流溪沟、水库、湖泊或岩溶洼地中。污染区域主要分布于调查区金沙、黔西、大方、百里杜鹃管理区、织金及纳雍等县区。废石（土）渣、尾矿及煤矸石的排放污染主要是一些金属矿山和煤矿山，全区矿渣及尾矿456处，累计积存煤矸石及废石堆2565.8779万吨。采矿工程活动中剥离的废石土及选矿后的尾矿有毒有害物质含量较高，废石土及尾矿就地堆放，雨水淋溶，对土壤、地表水、地下水造成严重污染。
3 矿山地质环境问题形成的主要因素分析
3.1矿山地质灾害的形成因素分析
对于硐室开采的矿山而言，由于大多数矿山回采过程中未采取回填、注浆等保护措施，一旦回采后多形成采空区。当矿层采区顶板覆岩厚度小于矿层安全开采深度的时候，采空区的出现易使采空顶板应力发生变化，顶板失去支撑出现开裂垮、冒落，逐渐形成垮落拱，随着顶板冒落带裂隙的不断向上延展，垮落拱不断增高，当冒落带裂隙逐渐接近地表，必然导致地表形成沉降变形带，从而造成矿体上部岩层发生开裂变形。
矿山在掘进和开采过程中，采空区顶板受应力变化产生破坏，将矿层顶板以上的上覆碳酸盐岩含水岩组与矿层直接沟通，含水岩层的地下水向采空区汇集。为保证矿山开采安全，矿山则必须将涌入矿坑的地下水排出来，从而导致上覆含水岩层地下水位迅速下降，导致地表岩土层失水收缩，进而引起地表建筑物变形破坏和引发地质灾害。形成因素：硐室开采矿山在掘进和回采过程中，往往要用到炮采工艺。对于矿层顶板厚度较薄的矿区，特别是在地质环境条件脆弱区域，易因放炮震动造成矿层上覆岩体裂隙增大、松动；第四系土体的力学性质强度降低、产生附加沉降、松动和触变等，在外因（如降雨）作用下引发地质灾害。
3.2地下含水层破坏形成因素分析
全区矿山在建矿、采矿过程中强制性抽排地下水以及采空区上部塌陷开裂使地下水、地表水渗漏，严重破坏了水资源的均衡、地下水系统补、径、排条件，导致矿区及周围水均衡系统破坏、地下水位下降、泉流量下降甚至干枯。开采方式常是采用放炮开采，矿区顶板上部存一定厚度的隔水岩组，再往上才是含水岩组。由于放炮震动，岩溶含水层中的裂隙受震动影响进一步扩大连通，含水层中下部的储水空间扩大，进而导致含水层地下水位下降。矿山在掘进和开采过程中，采空区顶板失去支撑而对上覆岩体造成破坏，将矿层顶板以上的上覆碳酸盐岩含水岩组与矿层直接沟通，含水岩层的地下水向采空区汇集。为保证矿山开采，矿山则必须将涌入矿坑的地下水排出来，从而导致上覆含水岩层地下水位迅速下降，造成区域地下水位下降，地面原有的井泉流量减少乃至干涸。在矿山掘进和开采过程中，揭穿底板与下伏岩溶含水层沟通，下伏含水岩组中地下水汇入采空区，矿区排水导致区域地下水位下降。有些矿体和矿体本身就富集在碳酸盐岩水岩组中，岩体坚硬程度大多为较硬—硬，顶、底板稳定性好，多数不存在顶板塌落现象，但矿体和碳酸基岩直接接触，矿山和开采过程中需要排放大量地下水，从而造成区域性地下水位下降，泉水流量减少或干涸。以磷矿、铅锌矿较多。
3.3地貌景观及土地的破坏形成因素分析
矿山开采过程中对地形地貌景观类型的破坏多集中于斜坡、沟谷地段；其破坏方式主要为矿山工业广场建设、煤矸石堆、废石（土、渣）堆场及崩塌、地面塌陷、滑坡、地裂缝等地质灾害；土地破坏类型以耕地、林地为主、草地、荒地及其他次之；据统计全区矿山破坏土地总面积为2879.1303hm2。
4 结语
毕节地区煤矿资源的开发利用，引发各类矿山地质环境问题，其分布特征与煤矿的开采及地形地貌相关。矿山地质环境问题在各县区均有分布，但主要分布在毕节市七星关区、金海湖新区、金沙县、黔西县、织金县、大方县、纳雍县、赫章县和百里杜鹃管理区等六县3区矿山集中分布区域。矿山地质环境问题严重制约了经济与社会的全面协调可持续发展。
致谢 在本文撰写过程中，得到贵州地质工程勘察设计研究院徐一帆高级工程师、贵州职业技术学院汤培英教授以及贵州地质工程勘察设计研究院全体同事给予的无限支持、指导与帮助，在此一并致以衷心地感谢。
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论文作者:何涛,贺安慧
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/5
标签：矿山论文; 煤矿论文; 顶板论文; 地质灾害论文; 地下水论文; 地质论文; 含水层论文; 《防护工程》2019年第1期论文;