安徽省阜阳市矿山地质环境调查及恢复治理探讨

唐 毅

(安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽 六安 237010)

阜阳市位于安徽省的西北部,地形平坦开阔。境内地形西北高、东南低,地面高程19～41 m,地面坡降1/8000～1/9000。受煤矿采空塌陷的影响，颍上县和颍东区境内局部地区地面塌陷并积水成湖。阜阳市属暖温带湿润季风气候，气候温和，光照充足，四季分明。多年平均降水量900 mm左右，年均气温14.9 ℃，最大冻结深度19 cm。阜阳市河流属淮河水系，主要有淮河及其支流颍河、泉河和西淝河，均自西北流向东南；其次有黑茨河和谷河等，其中颍河、泉河为两条较大河流。

1 地质环境背景

工作区内前第四系地层属华北地层大区晋冀鲁豫地层区淮河地层分区淮北地层小区，第四系隶属华北地层区淮河地层分区宿县—阜阳地层小区。工作区全被第四系覆盖[1]。

阜阳市大地构造单元属中朝准地台华北坳陷南端，新构造分区属豫皖断块区，处于周口凹陷和淮河台坳区内。区内主体隐伏构造线的走向为近东西向和北西向，横贯全区，起控制作用，如刘府断裂等；次为北东向和南北向构造带，如阜阳断裂等，对本区地貌轮廓具有控制作用。区内褶皱、断裂比较单调。

阜阳市位于许昌—淮南地震带，该带地震活动总体特征是地震活动强度弱、频度低。根据《中国地震动参数区划图(GB 18306—2015)》，阜阳市境内地震动峰值加速度中部为0.10 g，相应地震基本烈度为Ⅶ度外，其余均为0.05 g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，地震动反应谱特征周期大部分为0.35 s，局部为0.40 s。对区域地质资料进行分析，认为区域地壳稳定性较好。

2 矿山主要地质环境问题及其危害

2.1 矿山地质灾害

阜阳市矿山地质灾害主要为中煤投新集能源股份有限公司的刘庄煤矿和口孜东煤矿以及淮南矿业(集团)有限责任公司的谢桥煤矿进行地下开采引发的采空塌陷。截至2015年底，煤矿矿业开发共形成采空塌陷区总面积累计达到42.91 km2，其中部分塌陷区已积水成湖，衔接成片。采空塌陷引发各类土地利用问题，尤其对耕地的影响较大，造成全市耕地面积减少，耕地质量下降，严重者土地用途发生变化。同时对塌陷区内道路、沟渠等基础设施造成严重破坏。

2.2 资源破坏

阜阳市土地资源破坏主要表现为煤矿地下开采引发的采空塌陷、砖瓦用黏土矿露天采场、工业广场及煤矿工业广场、废土、煤矸石及尾矿堆场对土地资源的损毁破坏。土地资源破坏总面积达108.0615 km2。

阜阳市砖瓦用黏土矿矿体均位于当地侵蚀基准面以上，矿山开采对地下水资源影响与破坏作用小，可忽略不计。阜阳市矿业开发对水资源的影响最大的地区主要是三个煤矿矿区，矿山采矿活动及矿井疏干排水对地下水资源的影响主要表现在含水层结构破坏和地下水水位影响两个方面。

2.3 矿山废水、废渣污染

根据对阜阳市煤矿的调查统计，阜阳市全年废水产量约822.624万吨，年利用量约509.6万吨，排放量约313.024万吨。矿坑水年产出量为516.6万立方米，年利用量为465.6万立方米，年排放量为51万立方米；生产废水主要为洗煤水，年产出量为40万立方米，年利用量为18万立方米，年排放量为22万立方米；生活废水的年产出量为266.024万立方米，年利用量为26万立方米，年排放量为240.024万立方米。

阜阳市矿山废渣为废土石、煤矸石及粉煤灰。截至2015年，全市固体废物累计积存量506.69万吨，其中废土石累计积存量48.1万吨，煤矸石及粉煤灰累计积存量458.59万吨。矿山废渣年产出量409.6万吨，其中废土石年产出量26.4万吨，煤矸石及粉煤灰年产出量383.2万吨。矿山废渣年综合利用量420.68万吨，其中废土石18.3万吨，煤矸石及粉煤灰402.38万吨。废土石综合利用率已达69.3%，煤矸石综合利用率已达100%。矿山废渣的排放对土地资源造成了占用破坏。

3 矿山地质环境综合评价

3.1 评价原则

本次矿山地质环境影响评价分区主要是在矿山开发利用现状调查、矿山地质环境实地调查及各种矿山地质环境地质问题发育特点、分布特征、危害程度综合分析的基础上采用质量指数模型方法，对全市矿山地质环境进行影响评价分区。即按一定的标准，采用专家评分法，赋予各个评价单元所有的矿山地质环境评价因子一定的评价值，以表示各矿山地质环境地质问题在评价系统中的相对重要性，然后对每一评价单元均按矿山地质环境质量评价标准计算其质量指数，根据质量指数即按质量等级进行全区矿山地质环境分区。

3.2 资源破坏发展趋势分析

至2020年，砖瓦用黏土矿露天采场挖损及工业广场压占破坏的土地面积30.7984 km2将得到有效治理；至2025年，砖瓦用黏土矿露天采场挖损破坏的土地面积13.7577 km2及工业广场压占破坏的土地面积48.1743 km2，共计61.9320 km2，将全部得到治理。

随着煤矿矿山进一步开采及煤矿年产矿石量有可能会进一步提高，地下采空区空间将会进一步增大，碎屑岩孔隙裂隙水含水层结构会进一步遭到破坏。由于冒落带、裂隙带及弯曲下沉带不断变高，对松散岩类下部含水层局部地段的含水层结构造成的破坏也不断变大。

3.3 矿山废水、废渣污染发展趋势分析

随着矿山废水综合利用率不断提高，废水排放量将越来越少。各煤矿矿山均有较完善的废水处理设备，产生的矿山废水均达标排放。因此，矿山废水排放对周边环境污染趋于减弱。阜阳市煤矿矿山废渣年利用量大于年产出量，且每年额外处理库存废渣11.08万吨。随着规划期内煤矿矿山废渣库存量逐渐减少，对于矿山废渣压占土地面积也将逐步减少。因此，矿山废渣排放对土地资源的压占也趋于减弱。

4 矿山地质环境保护与治理

依据阜阳市矿山地质环境发展变化的总体规律特征，参照矿山地质环境影响评价分区结果，结合阜阳市经济和社会发展长远规划、矿产资源总体规划及相关规划，按照“区内相似、区间相异”的原则，将阜阳市矿山地质环境划分为重点保护区、重点治理区和一般治理区三个等级。

全市共划分为2个矿山地质环境重点保护区、2个矿山地质环境重点治理区和1个矿山地质环境一般治理区。

4.1 矿山地质环境重点保护区(A)

该区总面积355.09 km2，主要包括自然保护区、湿地公园等区域，共划分8个重点保护区。

(1)界首两湾国家湿地公园重点保护区(A1)：界首两湾湿地公园项目位于界首市代桥镇境内，距界首市区27 km，总面积约5.04 km2，主要由代桥镇境内的泉河河道、马湾与南季湾三个部分组成；(2)颍州西湖省级自然保护区地质环境重点保护区(A2)：颍州西湖省级自然保护区位于阜阳城西北一公里新泉河两岸，是颍河、清河、小汝河、白龙沟四水汇流处，总面积约110 km2。

4.2 矿山地质环境重点治理区(B)

该区总面积783.10 km2，主要包括城市规划区及煤矿矿山等区域，共划分2个重点治理区。

(1)阜阳市及各县城区规划区重点治理区(B1)：该区为阜阳市市区及各县城区规划区，是阜阳市经济、文化中心，本区面积157.60 km2。本区主要包括阜阳市区、界首市区、太和县城区、临泉县城区、阜南县城区、颍上县城区等城市规划区；(2)颍上—颍东煤矿区矿山地质环境重点治理区(B2)：该区位于颍上县北部、颍东区东部，治理面积约625.50 km2。对重点治理区内的煤矿和砖瓦用黏土矿进行综合治理。治理措施主要为采空区地面塌陷综合治理，砖瓦黏土矿矿山土地复垦等[2]。

4.3 矿山地质环境一般治理区(C)

阜阳市黏土矿矿山地质环境一般治理区(C)，即除矿山地质环境重点保护区与矿山地质环境重点治理区以外的地区，面积为8 979.81 km2。对一般治理区内的砖瓦用黏土矿进行综合治理。治理措施主要为砖瓦黏土矿矿山土地复垦等。

5 结论

阜阳市矿山开发所引发的矿山地质环境问题主要有：矿山地质灾害、资源破坏、矿山废水污染。

阜阳市采空区塌陷地质环境问题主要为地下开采煤矿资源引起，损毁土地共42.91 km2；砖瓦用黏土矿露天采场及工业广场对土地资源的损毁破坏共61.9320 km2；煤矿矿山工业广场、废土、煤矸石及尾矿对土地资源的压占破坏共3.2195 km2。

煤矿矿山开采进行的采矿活动及矿井疏干排水，对地下水资源的破坏主要表现在含水层结构破坏和对地下水水位影响两个方面。阜阳市煤矿矿山开采过程中逐渐将煤层掏空，使得碎屑岩孔隙裂隙水含水层结构破坏严重，对于上部新生界松散岩类孔隙水含水岩组下段的含水层结构也造成一定程度的影响。

阜阳市矿山废水主要为煤矿矿坑水、生产废水和生活废水。矿坑废水经过处理后，水中的主要污染物结果均符合《煤炭工业污染物排放标准》(GB 20426—2006)中的排放标准。各煤矿矿山产生的生产废水和矿区生活废水一般处理后排放，处理后废水均满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中的二级排放标准。