地质环境论文范文

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2矿山采后地质环境预测

2．1矿山开采影响范围

2．1．1放炮影响范围根据开发方案，采场每次布置3排钻孔，每排10个孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30个孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以确保爆破后台阶高度达15m。

2．1．2采矿可能引发的地质灾害影响范围矿山开采过程中采用自上而下台阶式分层开采，高度为15m；开采时工作台阶切向坡和反向坡最终开采的边坡角不大于55°。由此可确定采矿可能引发的地质灾害影响范围为矿区开采最终边界外延15m。综上所述：矿山开采影响范围为露天采场外延215m。

2．2地质灾害危险性预测根据开发技术方案，矿山开采后四周将形成5段高度为110m的边坡，边坡编号分别为AB、BC、CD、DE、EF，边坡位置详见福禄镇周家槽周家槽水泥用石灰岩矿山矿区范围及开采平面图。分析边坡稳定性：AB边坡位于矿区南东侧，边坡坡向301°，坡角55°，坡高约2～50m，长约600m。岩层倾向108°，倾角7°。据地面调查，岩体中发育两组高角度构造裂隙，第Ⅰ组裂隙产状为25°∠84°；第Ⅱ组裂隙产状为102°∠73°。作赤平极射投影分析AB边坡的稳定性，如图3所示；按照相同的方法，分析BC、CD、DE、EF边坡的稳定性。

2．3水文地质预测矿区范围内开采三叠系下统嘉陵江组三段（T1j3）石灰岩矿层，开采标高均高于当侵蚀基准面；开采范围内无河流、水库等地表水体；地下水与地表水没有必然的水力联系。矿山开采对岩溶裂隙水的补给条件破坏小，矿山开采后不会对含水层结构破坏，不会造成地下水水位下降、疏干等。对矿山地质环境影响程度较轻。

2．4地形地貌预测按照开发利用方案，矿山开采后将形成高度0～105m的边坡，矿山采矿活动对地形地貌景观影响严重。

2．5土地资源影响预测璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿不单独设置料场及废渣场，在矿区东侧采区50m外设置破碎站及运输道路，占用耕地资源4．41ha；工业广场修建占用耕地资源1．59ha；矿区为露天采场，占用耕地资源43ha；石灰岩矿山开采共占用耕地49ha。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对土地资源影响严重。

2．6建（构）筑物影响预测矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏。根据计算的爆破地震波安全距离为158．45m，计算的爆破产生飞石最远飞散距离为200m；对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对建（构）筑物影响严重。

3矿山地质环境防治针对矿山开采影响

范围及采后地质环境因素的影响预测结果，将矿山地质环境保护与治理恢复划分为重点区、次重点区、一般区，设计以下防治工程：1）矿山开采时应及时清除边坡上的掉块，特别是在BC边坡东段边坡可能会发生局部掉块。2）对矿山采坑四周形成的边坡采用生物工程护坡；对采坑坑底进行绿化或土地复垦。3）对矿区道路、破碎站和工业广场区域进行环境恢复。4）修建截排水工程。

3．1边坡防治工程

3．1．1边坡放坡根据开发方案矿山开采的最终边坡角为55°，自上而下台阶式分层开采，采高15m，台阶宽度约10．5m；AB边坡长约600m，高2～50m；BC边坡长约440m，高50～106m；CD边坡长约360m，高40～96m3；DE边坡长约526m，高17～42m3；EF边坡长约210m，高2～17m；放坡处理各段边坡。

3．1．2清理危石及时清理采场边坡上的危石，避免发生危石滚落伤人事故。按照“边采边治”的原则，对各边坡上的危石清理完成后，才能进行下一台阶的开采。

3．1．3截水沟矿区位于沥鼻峡背斜轴部，地形呈浑圆状的小型独立山包，自然排水条件良好，汇水面积小，在矿区DE、EF边坡顶部修建截水沟长约300m，以防治地表水进入矿区。在其余每个台阶坡面每隔50m，高差10～20m，设置横向和竖向的截排水沟，将边坡顶部的地表水汇入采坑内的排水沟，避免对坡面草籽植物造成冲刷，竖向的排水沟按急流槽设计。迎坡面沟壁需设置泄水孔。

3．2水文防治工程矿山开采后的采场地面标高高于当地侵蚀基准面，对地下水的影响小。对矿山地质环境影响程度较轻。故本次不对其进行处理。但未解决矿山生产、生活用水，需在工业广场内修建一个蓄水池。蓄水池尺寸为15m×15m×2m，墙体宽度为0．3m，预计砌筑工程量约为36m3。生产废水主要为清洗矿车及挖掘机所排除的污水，设计每个污水处理池采用尺寸为2．5m×2．5m×1．6m，容积10m3污水处理池3个，墙体宽度为0．3m。预计开挖工程量30m3；砌筑工程量约为14．4m3，污水经生化处理后由砼管排放。露天采石场的作业点应实行湿式作业和喷雾洒水，对采场及装载点设2台洒水器进行了洒水降尘，防止粉尘飞扬。

3．3地形地貌景观防治工程矿山环境恢复治理设计方案图。

3．3．1露天采场采坑地貌景观恢复根据划定矿界和开发方案，露天开采结束后采坑的平面面积为302013m2，矿山开采前矿区土地主要为耕地，以种植果树为主；矿山开采难以恢复原来的地面植物，故矿山环境恢复治理主要以绿化为主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，预计回填方量为241610m3；（2）平整场地，场地平整应采坑中间高，四周低，便于地表水排入排水沟中；（3）植树，行距×株距为5m×5m，预计12080株，建议种植樟树或果树等经济类树木；（4）排水，沿采坑边坡坡脚围绕采坑修建截排水沟，保证采坑内地表水排泄通畅，将矿区的地表水有序的排放到矿区东侧地形较低地段，用以灌溉耕地。排水沟采用梯形断面，底宽400mm，顶宽700mm，高800mm，壁厚300mm，预计长度约2350m。排水沟每隔10～15m设置一道伸缩缝，用沥青麻丝进行有效止水。

3．3．2采坑边坡地貌景观恢复采坑边坡采用坡面绿化＋截排水的矿山环境恢复设计方案。对于采坑边坡主要采取分阶放坡＋绿化处理。每级边坡分阶高度取15m，每阶平台宽度取10．5m，种植蔓藤类植物绿化坡面，在坡顶设置截排水沟。台阶边缘修砌墙体，墙体嵌入基岩0．1m，墙体截面0．3m×0．5m（宽×高）。墙背回填0．3m厚的土壤，蔓藤种植行距×株距为5m×3m。截排水工程在边坡防治工程中实施。

3．3．3矿区公路及破碎站矿区公路两侧及破碎站区域的空地进行植树绿化，预计植树60株。待矿山闭坑后，建筑垃圾清除干净，将表层1．0m范围土地掘松，种植樟树等经济类树木。矿区公路和破碎站的平面面积约为4410m2，可采用挖掘机松土，植树绿化，行距×株距为5m×5m，预计176株。

3．4土地资源的采后处理矿区主要的土地资源占用和破坏为矿区范围内的采场、矿区东侧的破碎站及工业广场，矿山闭坑后，采场及破碎站将对其进行地貌景观恢复，工业广场建（构）筑物提供给当地使用，不进行处理。

3．5地表建（构）筑物的处理矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏，对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。为保护村民的人身财产安全，对在影响范围内的村民实施搬迁。

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2煤矿采空区地质环境恢复的措施分析

2.1注重防治风沙灾害，加强植被建设煤矿采空区的环境恢复应该面对的问题就是注重防风防沙。对于煤矿开采区而言，当地的植被遭到了较为严重的破坏，因此，在煤矿开采完毕之后，应该采取强有力的措施，努力地改善当地的植被，尽快地恢复当地的环境，从而避免因为采矿而破坏植被，带来沙漠化，给当地带来不可挽回的损失。为了有效避免煤矿采空区出现土地沙化，应该加强当地的植被建设，采取有效的措施逐渐恢复当地的原有植被，遏制因为没有植被保护而发生的土地沙化，而且防风防沙工作应该与加强当地的植被建设同步进行。

2.2根据实际情况，因地制宜植树造林在煤炭采空区的环境恢复中，不能按照教条模式，不分青红皂白地栽种某种植物，而是应该根据当地的实际情况，结合农田的发展，因地制宜地进行植树造林。例如在一些沙化较为严重、水分严重缺少的地带，应该尽可能地栽种抗旱林木，从而保证该地带的林木成活率。不管实际情况只是一味地植树造林，反而会起到适得其反的效果。在农田周围修建防护林的时候，还应注意到的问题就是，尽可能地栽种较高的林木，为了避免风沙的侵扰才会在农田周围栽种防护林，而防护林的目的就是为农田挡掉风沙，因此应该栽种较高的林木保护农田。因此，在煤炭采空区进行环境恢复的时候，应该尽可能地根据当地的实际情况，具体问题具体分析，栽种适合当地地带的植物，从而实现植被收益的最大化。

2.3发展基本农田，促进林牧业发展在煤炭采空区进行环境恢复的过程中，应该采取两种最为基本的措施，分别是发展基本农田和大力促进林牧业的发展。这两种基本措施应该相辅相成，共同促进煤炭采空区的环境恢复。首先对于煤矿采空区的空地而言，应该将其充分地利用起来，那么发展和培育农田就成为了当下的首要工作，只有在空地上培育农田才能够物尽其用，真正实现煤炭采空区的后续价值。然而对于基本农田的发展也应该有一个合适的度，应该适可而止，应该与林牧业的发展有效地结合起来，两者之间共同协作才能促进环境的恢复。在基本的农田范围确定之后，还应该在农田周围建立起必要的防护林。一方面建造防护林能够有效地提升煤炭采空地区的植被覆盖率，促进该地的环境恢复；另一方面防护林还能够起到保护农田的作用，让农田免遭风沙的侵袭。这两个基本措施应相互配合，要根据实际情况，不断地促进煤矿采空区的环境恢复。

2.4实行三年保活验收移交制度，提升林木成活率对于煤矿采空区的环境恢复而言，仅仅在地表上植树造林是远远不够的，在树木种植结束以后，还应该有着一系列的后续工作，将林木成活率提高上去，才能真正地做到煤矿采空区的环境恢复。如果仅仅是栽种树苗，之后就不理不睬，任其自生自灭，那么起到的效果往往会差强人意，甚至会起到相反的效果，不仅不能促进环境的恢复，还会浪费大量的人力物力。因此应该采取有效措施，保证林木的成活率。找到树苗培育的第三方有利于保证树苗的成活率，从而促进煤矿采空区的环境恢复。三年保活移交制度是非常适于当下情景的，在栽种树苗之后，将树苗的培育工作移交给第三方，等到三年以后，按照树苗的成活率来付款。这样的形式会在很大程度上保证和提升煤矿采空区树苗的成活率，从而很好地促进该地区的环境恢复。

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2矿山地质环境综合治理方案

2．1局部治理通过对塌陷的分布规模、活动规律及成因进行研究，发现矿区的塌陷频发区主要集中在4种地方:第一种是金星岭背斜轴部和F3、F4等断层局部破碎带附近，由于下覆地层完整性差，地下水活动频繁，导致塌陷相对密集;第二种是浅部矿体附近，由于受到硫化矿体氧化影响，地下水呈酸性，导致岩溶特别发育，该地段塌陷相对密集;第三种是地下水主要径流通道，岩溶含水层原排泄方向上(金星岭至铁石岭)塌陷特别发育;第四种是河床地段及附近，岩性以松散的砂卵石为主，塌陷最容易发生。从以上塌陷密集区的特点分析，发生塌陷必须具备2个条件:地下水活动频繁和下覆地层岩溶发育。针对以上2个特点，制定如下措施:①对已经发生的塌陷和未暴露洞口的塌陷，先用块石、碎石回填，接近地表时用黏土回填，并夯实高出地面0．5m，防止周边水流向塌陷区;对暴露岩溶洞口的塌陷，先清除塌陷松散土层，然后在洞底打10～15cm厚的混凝土底板，彻底封堵基岩洞口后，分层回填;②矿区主要河床进行块石护坡，混凝土铺底加固防渗，局部取直改道，对流经塌陷区内地表水系进行截流改道。

2．2整体治理矿区水文地质条件平面特点:西部和北部为隔水层，东部和南部为含水层，是主要进水通道，西部、北部隔水层对岩溶含水层构成“”型的隔水边界。矿区水文地质条件在垂直面上特点:上部为10～20m的黏土层，其下为灰岩，是矿区的主要岩溶含水层，岩溶发育标高为－20～－40m，灰岩以下为隔水层。利用矿区有利的水文地质条件，横切矿区南部和东部的主要进水通道，实施帷幕注浆截流，从根本上解决矿床充水的问题，最大限度地减少矿坑排水量，消除岩溶塌陷的诱发因素。但是凡口铅锌矿地下动水强烈，且为生产矿山，要求帷幕工程施工时不能影响矿山的正常生产，而且必须有成熟的帷幕设计及施工经验。矿山地面帷幕在我国经过近30多a的实践发展，工艺技术已日趋完善，目前已完成了近40多条矿区截流帷幕，如济南张马屯铁矿帷幕长480m，堵水率达到了53%;水口山铅锌矿帷幕长560m，堵水率达到了55%;新桥硫铁矿帷幕长690m，堵水率达到了78%;大红山矿帷幕长530m，堵水率达到了60%。在借鉴以往成功经验的基础上，经过多年的现场调查，2007年8月在凡口铅锌矿进行工业试验，2009年下半年开始大规模建设，于2012年底竣工，累计完成地面帷幕轴线1560m，施工钻孔240个，注浆量18．6×104m3，耗用水泥6×104t，黏土6．5×104t，水玻璃3800t。

3综合治理效果

3．1塌陷防治效果可以看出，2006—2010年累计塌陷个数为850个，年平均塌陷170个，2011年的塌陷个数就下降到118个，2012年帷幕工程竣工，2013年矿区全年的塌陷仅为14个，说明帷幕注浆效果明显，塌陷得到了有效控制。结合矿区地下水位观测，凡口铅锌矿帷幕注浆施工后，疏干漏斗回缩到帷幕线范围内，涌水量及含泥量大幅降低，水质较清，幕外水位基本恢复到疏干前的状态，雨、旱季涌水量和地下水位相对稳定，有效地消除了地面塌陷产生和活动的因素，进而从根本上解决地质环境恢复治理的难题。

3．2矿区地下水资源保护1997—2007年凡口铅锌矿－40m截流巷道(矿区的主要疏干巷道)平均排水量为928×104m3/a。2012年底矿区地面帷幕工程竣工后，－40m截流巷的水量明显减少，现在排水量约为7801m3/d，地下水涌水量减少70%，估计年平均减少在66%以上，每年减少排水量612．5×104m3。同时按照矿区的实测涌水含水率的平均值反算，每年减少地下水冲刷搬运泥沙量6490m3，所以该技术从根本上解决了因疏干地下水导致水位下降和地面沉降等问题，同时为保护区域地下水资源起到积极作用。

4矿坑水资源综合利用

地下水是一种量大、质优的水资源，但由于采矿活动使得区域的地下水资源受到了污染和破坏，极大的浪费了水资源。对矿坑水资源充分利用，一方面可以减少排水及矿坑排水对地表、地下水的污染，另一方面可以减少生产对地表水的需求。结合矿山实际情况对矿区的矿坑涌水进行综合利用。0m中段水质清澈，流量稳定，约3000m3/d，在井下沉淀后用于生产;－160m中段有一裂隙水，水质清澈，流量稳定，约800m3/d，直接用于井下生产;帷幕施工完后，拟对－40m中段地下水管路进行改造，约2000m3/d地下水用于生产，井下生产全部利用地下水。

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为统筹地质环境保护与治理工作，我们开展了地质环境问题调查，摸清了全市地质环境现状和存在的问题，并用近三年的时间先后修编完成了《焦作市矿山环境保护与治理规划（2006～2015年）》、《焦作市资源枯竭型城市矿山地质环境治理重点工程三年实施方案（2010～2012年）》、《绿色生态焦作矿山地质环境综合治理三年行动规划（2012～2014年）》、《焦作市矿山复绿行动实施方案（2013～2015年）》等规划文件。文件规划了近期和远期治理目标，提出了地质环境整治与城市功能完善、旅游发展、矿业开发、土地综合利用相结合的“一体化”综合整治的全新理念。我市通过建设游园、主题公园、经济林、高产田等方式，赋予地质环境治理区不同的功能与价值。

（二）落实资金，为矿山地质环境恢复治理提供保障

一是积极争取全国资源枯竭型城市矿山地质环境恢复治理资金。自2010年以来，我市共争取资金2.9亿元。二是积极争取全省两权价款地质环境项目治理资金。近年来，我市共争取省财政支持资金8000余万元。三是认真落实矿山地质环境治理恢复保证金管理使用制度，积极督促矿山企业缴存并及时使用矿山地质环境治理保证金。

（三）创新治理机制，发挥治理资金综合效能

一是坚持矿山地质环境治理与完善城市功能相结合，因地制宜实施项目。二是坚持矿山地质环境治理与土地整治、解决耕地灌溉条件、改善耕地质量、增加农民收入相结合。三是坚持矿山地质环境治理与旅游发展、恢复生态和改善环境相结合。四是坚持矿山地质环境治理与矿产资源开发利用保护相结合。

（四）精心组织，打造矿山地质环境治理示范工程

一是制定工作实施方案。每年年初对当年度拟实施的地质环境项目进行详细安排部署，明确责任人、责任单位、完成时限。二是健全组织领导机制。焦作市政府高度重视，成立了由主管市长任组长，市财政局、市发展改革委员会、市纪检委、市国土资源局等负责同志为成员的焦作市矿山地质环境治理恢复工作领导小组。各县（市）区政府也成立了相应的工作机构，组织协调项目实施工作。三是组建市地质环境治理项目办公室，抽调专人负责。发现施工中存在的问题和困难及时协调处理，确保各项地质环境治理工程按时、保质、保量完成，着力打造精品工程、样板工程、放心工程。

二、地质灾害防治工作措施到位

一是高度重视隐患的排查工作。每年于汛前和汛期多次组织各县（市、区）对全市范围内地质灾害隐患点进行拉网式排查，对排查出的隐患点制定应急预案和防治方案，并按照地质灾害点的基本特征、威胁对象，明确防范责任单位，实行目标责任管理。二是对全市地质灾害群测群防人员网络系统定期进行更新完善，健全地质灾害应急抢险救灾队伍。三是每年都与市气象局、省地质环境监测院签订技术服务协议，在主汛期联合开展地质灾害气象预警预报。四是在全市组织开展地质灾害应急演练工作，提高地质灾害隐患点广大群众对突发地质灾害的应急能力。

三、地质遗迹保护工作成效明显

一是强化地质遗迹资源保护工作。我们组织专家对辖区内重要地质遗迹进行调查和安全评估，对地质遗迹的危险地段实施了工程保护。二是积极推进地质遗迹保护项目实施。2010年批复的1160万元中国云台山世界地质公园典型地质遗迹保护项目基本完工。三是注重培训与信息交流。对各园区300余名管理者及导游员进行科普，通过课堂讲解和野外实地讲解培训，导游员对地质旅游讲解水平有了大幅提高，更好地发挥了科普宣传员的作用。四是加强地质公园建设管理，实现统一宣传、信息共享、互惠互利，促进各园区协调发展。

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1．2开采方式的特殊性石油天然气采取井下开采的方式进行，开采孔开孔直径400mm左右，终孔直径200mm左右，开采深度千余米至七八千米，矿产天然气来源于深部岩体粒间（内）溶孔、粒间孔，其次为晶间溶孔和晶间孔，碎屑岩有效孔隙度变化在5％～30％之间，一般为10％～20％；碳酸盐岩储集层孔隙度一般小于5％。岩石的孔隙按其大小包括了管形孔隙（直径大于0．5mm）、超毛细管孔隙（裂缝宽度大于0．25mm）和毛细管孔隙（管形孔隙直径介于0．5～0．0002mm之间，或裂缝宽度介于0．25～0．0001mm）。在整个采气过程中，仅采出岩石孔隙或微细裂缝中的天然气，而岩石颗粒骨架和微细裂缝形态不变或者变化甚微，上覆层及地表形态不变。

1．3气田水伴生的特殊性气田水是采气过程中的伴生水，包括了凝析水和地层水。凝析水指在地下水蒸气进入气态或液态烃类物质中，随天然气产出时，由于温度和压力降低，从而凝结成液态，这种水产量低但普遍存在，凡气井都不同程度地产出凝析水［2］，其主要化学特征是：矿化度小于1，以Na＋和HCO3为主，Ca2＋和Mg2＋很少，SO2－4含量趋于0，K＋含量相对较高，微量元素Ba、Sr、Li、F、Br、I、B含量微或趋于0，Na／Cl常大于1，水型绝大多数为NaHCO3型；地层水是气田水的重要组成部分，与凝析水的化学性质有显著差异，主要表现为矿化度高（X000～100000mg／L），具有淡卤水特性，含特殊元素（如须家河组地层水富含Ba2＋、Br、I－）等，不同地层间产出地层水的化学成分差异很大，而同一层系的水化学成分相对稳定，变化很小。气田水的产出量相对较小，其原因一者是由其赋存介质决定的，二者气田水一旦进入井底，使气藏能量损失增大，井口压力降低，带水能力变差，造成气井减产或水淹停产，而失去了开采价值。

2矿山地质环境影响源分析

2．1矿山地质灾害及其隐患四川石油天然气矿山的站场、管线建设多位于山区、丘陵斜坡，以浅表层范围的挖、填为主的人工扰动影响，必将造成一定范围的地质环境条件改变，从而可能产生相应地质灾害隐患，其中绝大部分为崩塌、滑坡为主的斜坡地质灾害和不均匀沉降等。

2．2含水层影响评估四川盆地的气田钻井与采气作业基本处于基岩中，天然气气藏主要来源于深部砂岩、鲕状或晶粒结构的白云岩、灰岩，仅采出岩石孔隙或微细裂缝中的天然气，总体产出气田水量相对较少且不致改变含水层结构，如某气田矿区面积24．22km2，共布设8口探采井，滚动开发30余年，累积产水量13．07×104m3，2012年累积产水2．65×104m3，计算正常涌水量不足72．46m3／d，因而分析认为气田开采对含水层的结构、地下水位下降或减少影响较弱。而气田开采利用的整个过程中可能造成含水层影响的主要为钻井和采输作业，且以可能的水质恶化为主要形式。钻井作业中，对含水层可能造成的影响途径主要表现为钻井液漏失和钻井废水排放。钻井过程中表层套管及技术套管固井变径后，继续钻井数千米达到采气目标层。由于钻井过程中钻杆的不稳定或受压，其转动会对套管产生摩擦、碰撞，有可能破坏套管和固井环装水泥柱，特别是打斜井或水平井其破坏可能更大。套管和固井水泥柱破坏后，使含多种添加剂（Cd、Pd、Zn、As等重金属）的钻井液在高压循环过程中，从破坏处越流进入含水层造成水质恶化。采输作业中，对地下水环境可能造成污染的主要是气田水。气田水含有S2－、COD、油、SS等污染物，其次气田水的矿化度高，对人体健康和环境影响具有一定的危害性。气田水存放于废水池后定期运回（或管输）到回注井进行回注处理，污水回注同样可能对地下水产生影响，主要由回注层窜层引起，即回注废水由地层深处经井管越流至潜水层，从而造成浅层水的污染。另外，若遇废水池外溢、废水池垮塌或渗漏等情况，亦可能对浅表地下水环境产生一定影响，从而导致地下水的永久硬度升高，不利于开采利用。

2．3土地资源影响评估采矿活动对土地资源影响和破坏的方式主要为压占和毁损两类。天然气矿山建设对土地资源的压占包括永久压占和临时压占，其中以后者为主，且在进入后期的采、输阶段基本得到恢复治理；可能造成的损毁包括了站场和输运管线建设区域的水土流失和土壤侵蚀，受此类建设规模小和石油天然气深部开采的特点等原因所致通常影响程度较低。

2．4地形地貌景观影响评估采矿过程中的场地平整、道路开挖、管线埋设等前期建设阶段必将对原有地形地貌有所改变，包括农作物或林地植被破坏、土地毁坏、山体破损和岩石等，其影响范围主要为井场和管线建设范围以及相邻影响部分区域等。

3矿山地质环境保护与恢复治理措施

3．1矿山地质灾害的保护与恢复治理相比而言，天然气矿山地质灾害及其隐患相对较弱，一者是因为内深部开采的特点、而相应的单井场建设范围不大，采矿活动对周边地质环境的人为扰动较小；二者重视前期选址阶段的地质论证，在满足采气钻井地质目标的基础上，规避了地质灾害影响区和工程建设可能诱发的高风险区，从而降低了地质灾害危害；三者基于以上前提，在建站过程中采取专项的地质灾害预防措施，即可降低地质灾害的潜在威胁。

3．2含水层的保护与恢复治理措施为减轻或消除石油天然气矿山建设可能对含水层造成的影响而采取的措施包括以下方面。

1）严控钻井过程：包括钻井液设计、井身结构设计、固井措施等严格的钻井工艺，通过多层套管和水泥浆体固井以阻隔钻井液和采气工程与含水层的接触，以防止钻井过程水浸、井漏、涌水等可能使地下水水质遭受污染或含水层水量损失，以及钻井液的越流影响等。

2）气田水处置：包括了回注、处理后达标外排和综合利用三种方式。气田水回注是气田水处理的主要且相对成熟的方式（绝大部分气田水均采取了回注的处理方式，以保持地下水量和水质环境的相对平衡），即在水质处理后采取气田水回注装置回注到地下一定层位，所示，其流程强化了水质处理，避免了对地下水的人为污染。气田水达标外排处理中多是针对其中的S2－、COD等污染物的处理；同时，气田水是一种综合性的液矿资源，除含有S2－、COD、油、SS等污染物外，富含Na、Br、I、B、K、Li、Sr、Rb等多种元素，其含量能达到或超过工业标准，具有较高的利用价值，可采取综合利用。

3）地表预防措施：包括修建截排水沟预防措施，同时设置了沉渣池和废（污）水池等，确保雨污分离，对施工中和采气过程中产生的废弃固液进行集中回收处理，以及强化运行过程中的对池壁的防渗处理等。

3．3针对地形地貌的地质景观采取的预防措施前期勘定阶段回避周边的地质遗迹、自然和人文景观，尽量避免或少破坏耕地、林地和天然植被，包括井场合理布局、管线的合理走向和土地的优化使用等，最大限度减少可能对地形地貌的景观破坏；施工阶段在地质灾害预防的基础上进行，充分考虑挖填平衡、合理规划弃土堆放，尽量保持与自然环境相协调；生产运营阶段则体现在对非生产用地的自然恢复或人为植树种草、后期维护等。

3．4针对土地资源保护与恢复治理措施天然气气田的土地资源保护与恢复治理措施主要包括了两个方面：一者尽量少占或者减少对耕地的占用；二者对不再投入使用的或临时性的耕地进行及时的土地复垦等。前者包括选址阶段考虑地质目标的同时选择平缓地形、实施丛式井组开发、在老井场范围依照新的采气工艺布设新井、斜井或改变为后期的注水井、增压站等重复利用，以及尽量采取支挡措施等以避免或减少对耕地的占用。后者包括对管线开挖的临时占地，临时使用井、罐基础占地，各种池类占地等及时进行土地复垦。

4持续改进的保护与恢复治理措施

气田开采是个长期的过程，实施过程中随着外界环境条件的持续改变、采矿技术的提升等，需要动态的调整保护与恢复治理措施。

1）地质灾害方面：随着外界环境条件的改变或突变，周边地质环境有可能演化新的地质灾害，或既有的地质灾害防护措施年久失效等均可能滋生新的地质灾害风险，如5．12汶川震后、4．20芦山震后在相应重灾区范围内均诱发了一定的站场、管线地质灾害。需要动态补充与完善的保护与恢复治理措施。

2）地下水环境方面：客观来讲，石油天然气气田水处理是个复杂过程，其相关研究还有待完善。例如，目前气田水的治理及治理技术的开发还停留在治“标”不治“本”这一层面上，还少有从治“本”角度去认识气田水的治理问题，同时，不同气田、水质迥异的气田水如何建立针对性的回注标准等问题都需要进行更深层次的研究与探讨。

3）监测方面：监测工作是检验矿山地质环境保护与恢复治理效果的重要手段，亦是预防矿山地质环境问题危害的有效武器。矿山地质环境的监测工作包括了四个方面：①地质灾害，主要强调对已有治理工程和周边潜在地质灾害隐患地质环境的监测；②地下水水环境监测，包括钻井过程中的水质、水量，产出与回注的气田水的水质、水量监测，以及存放的废固液设备、设施的运行状况监测；③更为重要的是定期对某矿区范围地下水的抽检化验与评价；④地形地貌和土地资源方面监测，则强调可能的水土流失，地形地貌景观、土地资源可能遭受的二次破坏的监测。

5结语

1）四川石油天然气气田矿山开采由于其面广点小、单项建设规模不大、深部基岩储层的孔隙和喉道开采等特点而对地质环境影响总体较轻。

2）四川石油天然气气田的矿山环境地质问题在地质灾害、土地资源与地形地貌景观、含水层结构和地下水方面均有所呈现，其影响程度以较轻为主，局部为较严重。其中含水层的破坏方式以可能的水质恶化为主。

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1．2系统开发的原则(1)先进性原则。采用微软最新开发平台．net4．0框架进行开发，采用系统工程思想，满足系统性能可靠，易于维护的要求。并充分考虑矿山企业的业务发展和信息技术的进步空间，将业务和信息技术有效结合。(2)统一性与规范性原则。在结构上实现开放，基于业界开放式标准，在国家相关标准和行业标准的指导下，采用遵循统一、规范的信息编码和坐标系统、规范的数据精度与符号系统等。(3)可扩展性原则。系统在设计的过程中，采用标准的API接口，满足客户后续的定制需求。同时底层数据接口已经预留了扩充升级的余地，为今后系统升级奠定了基础。(4)适应性原则。为应对今后不断发展和完善的统计核算方法、调查方法和指标体系，系统采用了组合建模方式，具有广泛的适应性。(5)实用性原则。系统结构应简洁，功能方便、灵活，用户界面友好，便于操作。

1．3系统体系结构设计

1．3．1系统基础设施架构设计矿山地质环境代价核算系统是以融合基础架构(HPCloudSystemMatrix)作为基础进行设计，从逻辑上划分为3层，普通用户通过资源请求层获取资源，包括创建或者访问矿山地质环境代价核算业务系统，管理员用户通过资源请求层实现对矿山资源地质环境代价核算业务系统实例的生命周期管理，包括增加CPU、内存、硬盘空间、启动关闭实例等。当用户确定提交服务目录的资源时，云控制器会调用工作流引擎检查资源的有效性，反之，则返回错误提示资源不足。如果资源满足要求，资源交付层将会通过工作流引擎，通知资源供应层供应资源。资源供应层根据资源交付层的要求分配计算资源、网络资源以及存储资源，同时会调用相应的安装源自动完成系统的安装与部署。底层的资源管理器利用虚拟化资源层将具体的硬件资源(服务器，存储，网络)进行池化，形成服务器资源池，存储资源池和网络资源池供上层使用。资源的池化利用VMware的ESXi或者Mircosoft的HyperV以及Linux的KVM实现的，因而本设计方案支持客户多种虚拟化选择，资源的监控借助HP的InsightDynamic软件实现。

1．3．2系统逻辑业务架构设计(1)矿山地质环境损失核算。在矿产资源勘查开发利用过程中，由于采矿活动的影响而产生的地质环境变异或破坏事件，主要包括矿区地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡，含水层破坏损失补偿，地形地貌景观破坏造成的经济损失等。(2)矿山环境污染损失核算。在矿产资源开发过程中，所产生的废水、废气、废渣对环境造成损害，由此带来的经济损失。(3)水土流失损失核算。在矿产资源开发利用过程中，因施工或者开矿所产生的废石和矿渣引起土壤退化和植被破坏，造成土壤养分、水分损失等，由此带来的经济损失。

1．3．3系统空间数据库架构设计作为一个完整的矿产地质数据库系统，从业务的角度应该包含地质损害数据，未用矿产资源破坏数据，土地资源损失数据，森林生态系统破坏数据等，涵盖几乎全部进行地质环境代价核算业务技术工作数据。同时考虑到数据的易维护性和性能，将每个专题分别建库。另外，针对云平台的系统维护数据，譬如主机信息，系统资源池分配与回收信息等专门引入了一个云平台数据库进行保存。通过对整个系统进行总体分析，对数据进行层次划分，分别为基础数据层、专题代价核算数据层、专题空间数据层。基础数据层由云平台基础信息库、系统管理模块库组成，云平台基础信息库由HP云平台管理引擎自动维护和处理，主要维护数据包括云平台资源池信息，系统资源利用率信息，基础设施的生命周期信息等，系统管理模块库中主要包含用户权限信息，矿产资源信息，矿种信息，工业产值信息，人均GDP信息等;专题空间属性数据层能够对进行业务系统代价核算的成功数据进行查询，检索和保存。

2系统实现与自动化部署

2．1系统软件、硬件平台该平台采用HPCloudSystemMatrix(version7．2)作为底层资源平台，以C#作为主要开发语言实现，

2．2数据库设计

2．2．1空间数据库空间数据库存储图形数据，图形数据分为平面图形数据和遥感数据。建立平面图件库，首先利用计算机将平面图件数据栅格图形进行矢量化。平面图形数据又被拆分为3层———“图幅—层—目标”，根据地物分类和用户的实际需要，设计出相应的图层。并根据图形上不同的要素类型，将图形要素分为道路、水域、塌陷地、林(草)地、耕地、工矿用地、复垦区、地面建筑物、井下巷道、采掘工作面等10类，在矢量化过程中，将相同类别的图形要素放置在同一图层上，因此，一个平面图件被分为10个图层。遥感图像库存储的数据来源于利用遥感技术对矿山环境进行长期的动态监测获得的遥感数据，遥感数据包涵了地面物体的各种特征量，通过提取与分析这些数据实现对环境的监测与环境变化的反演，可为矿山环境管理提供直接、客观的数据支撑。

2．2．2属性数据库属性数据库主要存储矿山地质环境代价核算逻辑运算相关的数据和空间数据库中的图形上每一地物对应的若干属性数据。根据矿山地质环境代价核算的要求，设计各种表格，并规定各个数据项的类型、长度等，属性数据库具体的结构与矿山地质环境代价核算的逻辑业务关系表格一致。各数据表间通过ID号建立查询关系。

2．2．3成果数据库成果数据库主要为某地区矿产资源开发代价核算的成果数据，如:矿山地质环境损失代价核算、矿山环境污染损失代价核算、水土流失损失代价核算等。通过建设成果数据库可以系统地检查前期矿产资源开发环境影响评价工作过程中资料收集的完备性，提高下一步综合研究工作目标的清晰度，从而可以对该地区矿产资源开发的整体情况进行代价核算，为矿山地质环境保护工作奠定基础，为矿产资源开发和矿山环境的恢复治理工作提供决策依据。

2．3系统云图设计与自动化部署系统将业务处理模块部署在一台虚拟机(Min-eralApplication)上，将数据库服务器部署到另一台虚拟机(MineralDatabase)上，实现系统的自动化部署和升级。登录到云平台后，通过拖拽图标完成系统基础设施的构建，进行简单的连线与配置。通过该云图(矿产地质环境代价核算业务系统)，普通用户就可以利用该云图进行自动化部署。系统自动化部署成功后，登录系统，进入各个系统模块进行相应业务的代价核算。

3系统安全设计

私有云计算安全涉及数据异地访问风险、数据存放地风险、信息管理风险、数据隔离风险、法律调查支持风险、持续发展和迁移风险等内容。结合该系统特性，云平台的安全控制方案为:(1)硬件层次上，将服务器、网络、存储采用冗余技术，保证运算平台的高可靠性，同时利用HPVC虚拟化技术来实现整个刀片的“热插拔”，提高系统的可用性。(2)在软件层次上，由于所涉及的矿业数据安全级别要求较高，将不同运行模块的数据分别建立子数据库，既确保数据的安全，又有利于数据的备份和维护。引入设置权限域和角色的方式，有效管控权限域内的数据源，根据权限隔离数据，防止误操作和越级行为，还可以采取数据加密和身份认证作为进一步的安全管控措施。(3)利用HP云平台提供的安全监控技术，实时监控平台的数据流向，记录操作日志，并定期分析数据异常，防止机密数据或信息被窃取或篡改，防止网络被恶意渗透或监听，确保系统安全稳定运行和数据安全。

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1固体废弃物的治理和利用

20世纪70年代以来，我国对矿山固体废弃物的利用给予了重视，并取得了显著成绩。据统计，国有重点煤矿利用煤研石3470万吨，占当年排出量的48.5%，其中用于发电、燃料800万吨，建材原料590万吨，筑路材料360万吨，充填材料990万吨。尽管取得了一定成绩，但我国矿产资源和固体废弃物的综合利用水平还比较低，两者的利用率都只有30%左右。目前，我国矿产资源综合回收的矿种只占可综合利用矿种的一半，综合利用指标为50%，比国外低30个百分点左右，采主弃副、采富弃贫的现象仍较为普遍。

2废水治理

我国矿山排放的废水主要有酸性废水、含悬浮物废水、含盐废水和选矿废水等。煤炭采选业矿井水的处理和利用能力提高较快。1990年外排达标率为90.56%，利用量为12亿吨；洗煤水排放量及煤泥流失量减少，实现洗煤水闭路循环的洗煤厂1990年为100个。有色金属工业废水治理从单项治理发展到全面规划、综合治理。工业用水复用率逐年提高，1973年仅12%，1987年达到了58%，从废水中回收有价值金属己初见成效。

3废气治理

据统计，矿业采选行业中采盐和黑色金属废气处理率最高，高于40个行业的平均水平（406%），煤炭采选业处理率则最低，整个采选行业处理率为17.24%，低于全国40个行业的平均处理率。

4土地复垦

目前，我国政府每年拨专款加速矿山土地复垦工作。2001-2003年国土资源部共安排国家投资土地整理复垦项目731个，组织开展了矿山环境治理恢复工作，完成了河北省鹿泉市、江苏省盯胎县等18个典型矿山的生态环境恢复治理示范工程，项目建设总规模47.39万公顷。江苏省、浙江省矿山生态环境恢复治理取得实质性进展。

二矿山环境恢复治理存在的问题分析

1固体废弃物污染

矿山开采过程中产生的固体废弃物，由于没有经过规划而任意堆积，也没有结合实际进行及时有效的处理和合理利用，不但占压矿山边缘土地，毁坏地表植被地貌，而且受不良气候影响时容易产生安全隐患。

2废水污染

采矿活动使矿区周围地表水及地下水系遭到严重污染，由于矿井废水中含有各种有害物质，未经处理超标排放会对地表植被!农作物等造成破坏；矿井排水疏干了地下裂隙水，引起地下水位下降；采空区灌浆导致当地水资源日益匮乏，从而打破了整个区域水均衡系统，造成水资源逐步枯竭及河水断流等生态环境问题和矿山水资源短缺问题。

3废气污染

矿山开采中产生废气!粉尘等多种有害气体，使得长期坚守生产一线的职工成为矽肺患者；另外矸石山自燃，煤层自燃排放的大量有毒有害气体对矿区人体健康带来很大威胁；还有冬季采暖排出严重超标的烟尘、二氧化碳、二氧化硫等大气污染更不容忽视。

4地表环境的破坏

由于生产技术水平落后，多数矿山开采之后都没有进行有效回填矿坑，导致矿区采空区地表沉陷，严重破坏了部分建设用地和耕地，造成了我国大量土地荒废，生态环境恶化。同时也破坏了周边很多民用建筑和自然地貌景观，不仅使矿区与周围居民纠纷不断，而且极大影响了整个区域环境的完整性。在矿山投产建设和资源开采过程中，由于剥除和大量占用矿体表层土壤，严重破坏了矿区地表植被；对不断产生的固体松散废弃物（废石、废渣等）也随意堆放，长期经受雨水冲刷和风化影响极易发生流失，从而加速了对周边土壤的破坏，也使岩体失稳造成塌方和滑坡等地质灾害，给人们的生活和财产带来极大损失。

三治理措施与建议

1对矿山地质环境进行调查与评价

通过对矿山地质环境进行调查与评价，能够有效了解矿山地区地质环境和自然环境，为矿山地质环境监测、进行矿山生态环境治理工作提供有效的数据资料，也有助于相关部门决策提供科学合理的理论依据。

2对矿山地质环境进行监测

随着矿山环境破坏日趋严重，使得矿山环境污染程度加剧，进而引发多种地质灾害#针对这种情况，政府部门必须高度重视，加大对矿山环境和灾害源头的监管和治理力度，避免产生新的安全隐患。矿山企业在开采过程中要严格按照相关规范化、制度化、管理化及科学化的行业标准进行开采，合理开发矿产资源，促进矿山资源开采可持续发展。矿山企业要加强矿山地质灾害的防治措施，做好各方面预防控制工作，协调各方面的关系，加大先进技术和开采工艺的应用，减少矿山环境污染源，修建污水处理厂，减少废水排放量，保证矿山环境质量得到有效控制。

3加快矿山环境恢复治理

a)对已经封闭的矿山，政府机构要加大宣传力度，鼓励和支持社会企业投资开矿，相关部门要实行招商引资政策，通过租赁承包等方式，吸收社会资金进行矿山环境治理和生态环境改造，也可以向国家申请专项治理资金，对一些闭坑矿山的生态环境进行改造和治理，确保矿山环境质量得到有效控制，进而降低地质灾害发生率；b)政府部门和矿山企业要加强矿生态环境治理新技术、新方法的开发利用，根据不同的受污染程度，制定科学合理的治理方案。对多种地质灾害发生的特点，采取有针对性的预防治理措施，确保生态环境得到恢复，保证矿山环境地质灾害不再发生。要学习国内外先进的治理经验，结合自身实际情况，积极开展矿山生态环境保护和治理工作。

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2矿山地质环境影响评估

2.1地质灾害对于露天采区来说，主要是剥离及开采，未出现地裂缝、地面塌陷。根据现场调查，矿区岩石完整性较好，地表风化层薄，植被发育良好。矿区内各沟谷两侧崩塌、滑坡地质灾害不发育。在原罗家岔铁矿，多年露天开采形成露天采坑深30-50m，边坡坡角为50°-70°，由于剥离、降水及风化的影响，采坑边坡发生零星崩塌。现状条件下，研究区崩塌、滑坡、泥石流地质灾害不发育，地质灾害危险性小。未来开采，环宇铁矿共设计有三个采区，先期采用露天开采方式开采一采区上部矿体，露采结束后转入地下开采，根据矿体赋存条件分三个采区规划三套开拓系统开采区内剩余资源。预计随着采矿活动的持续进行，地下采空区面积不断扩大，顶板的物力力学性质也在发生变化，当达到某个临界值，就会出现顶板冒落，从而在采空区及其影响范围出现由开采沉陷引发的地面塌陷、地裂缝。根据矿体顶、底板围岩的特性及周围矿井的生产实际，本次确定的地表移动参数为：顶板、端部岩石移动角取65°，第四系沉积层移动角取45°。依据地表移动范围计算公式得出了地表塌陷范围面积约47.5hm2。对于各矿体开采沉陷范围来说，由于地裂缝、地面塌陷的存在，可能造成的直接经济损失小于100万元，受威胁人数小于10人。预测评估采矿活动对地裂缝、地面塌陷地质灾害影响程度“较轻”。当矿山各矿体采空区达到一定范围、开采深度逐渐加大，因开采沉陷地表可能出现地裂缝、地面塌陷，从而破坏开采沉陷范围内坡体的完整性，极易引发沟谷边坡发生岩体崩塌、滑坡，预测崩塌、滑坡可能造成的直接经济损失小于100万元，受威胁人数小于10人。预测评估采矿活动对崩塌、滑坡地质灾害影响程度“较轻”。根据娄烦县气象资料，多年（1974-2009年）平均降雨量420.2mm，大多集中在6-8月，年最大降水量563.5mm（1988年），年最小降水量为277.1mm（1999年），日最大降水量88mm（1997年7月18日），1小时最大降水量39.4mm（1994年7月23日12时28分），10分钟最大降水量7.8mm。本区暴雨强度指标为8.23，泥石流发生的机率＞0.8，根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T220-2006）可能发生泥石流的界限值，对比研究区所在区域的降雨量条件，初步判定矿区具备爆发泥石流灾害的降雨量条件。排土场所在范围汇水面积不大，上游所在沟谷植被覆盖良好，无松散的泥石流物源，且排土场堆积的废石及矿渣经分层堆放、压实后一般也不会构成泥石流物源，排土场沟谷在自然条件下遭受泥石流地质灾害的可能性小，预测评估排土场遭受泥石流地质灾害影响程度“较轻”。综上所述，现状条件下，矿区内地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流地质灾害均不发育，地质灾害危险性小。

2.2含水层影响现状条件下，经过多年的露天剥离及矿石的开采，对采坑所在范围的第四系冲洪积砂砾石孔隙含水层、矿带及顶底板岩石含水层造成彻底破坏，但由于含水层含水微弱或不含水，基本无矿坑涌水，露天开采对评估区地下水资源量影响小，现状评估采矿活动对含水层影响程度“较轻”。未来该矿采用露天和地下开采方式采矿，预测未来开采条件下，露天采区将形成深近200m的采坑，将会破坏矿体上覆含水层的结构，而采坑以上的含水层主要为矿带及顶底板岩石含水层、第四系冲洪积砂砾石孔隙含水层，此处均为弱含水层，基本无矿坑涌水或涌水量小，采矿对矿体以上含水层地下水资源影响小。预测评估采矿活动对含水层影响程度“较轻”。

2.3土地资源影响现状条件下，原罗家岔铁矿面积6.47hm2，经多年露天剥离及开采，批采标高以上资源基本已开采完毕，其土地类型为采矿用地。露天采矿活动对土地资源影响程度“较轻”。在原私挖滥采区，面积165.31hm2，其中旱地2.45hm2、有林地12.33hm2、灌木林地11.20hm2、其他草地35.31hm2、采矿用地104.03hm2；破坏土地资源面积61.29hm2，破坏土地类型为旱地、有林地、灌木林、其他草地，其中破坏耕地2.45hm2、林地面积23.53hm2、草地35.31hm2。露天采矿活动对土地资源影响程度“严重”。采矿活动对土地资源影响程度“严重”。未来开采条件下，一采区占地面积约31.74hm2，破坏土地面积约10.82hm2，破坏土地资源的类型主要为旱地、有林地、灌木林地、其他草地，其中旱地0.49hm2、有林地2.91hm2、灌木林地0.09hm2、其他草地7.33hm2；预测评估采矿活动对土地资源影响程度“严重”。

3防治对策

3.1矿山地质灾害防治对地裂缝、地面塌陷的整治以填埋裂缝、陷坑，恢复地表植被为主，具体应根据地形特点选择适宜的方法。对较小的裂缝、陷坑，可就地取土回填、夯实、局部整平；对较大的裂缝、陷坑，可先用废石回填至一定高度后，就近取土局部整平。地裂缝、地面塌陷填埋及崩、滑体清理后，及时恢复地表植被。清除影响区可能对人员及机械等有威胁的斜坡上的岩土体，降低临空面高度，减小斜坡坡度和上部荷载，提高斜坡稳定性，从而降低危岩（土）体的危险程度。同时加强（岩）土体形变监测，主要通过地面观察、形变测量等手段监测位移、裂缝变形。建立汛期巡查制度。

3.2矿山地质环境监测工程在矿体开采过程中，可能产生地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡地质灾害，对含水层和土地资源等造成破坏，因此必须实施矿山地质环境监测工程。

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2矿山地质环境影响评估的主要内容

矿山地质环境影响评估的主要内容有：评估采矿活动对水环境、水资源造成的影响，如地下水资源枯竭、水质污染、地表水漏失、水均衡破坏等；评估采矿活动引起的山体滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝和地面塌陷等地质灾害程度；评估采矿活动对土石环境、土地资源造成的影响，如土石污染、土地沙漠化、土地利用情况改变等；评估采矿活动对重要工程设施、自然环境等造成的影响；评估矿山工程及设施可能受到的地质灾害；根据各项评估结果，制定相应的环境治理措施及矿山土地恢复方案。

3矿山地质环境影响评估技术

3.1矿山地质环境现状评估

在进行矿山地质环境影响评估时，要对矿区存在的土地资源破坏、山体滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地下水资源枯竭、水质污染、地表水漏失、水均衡破坏等各种地质问题进行详细的调查，分析这些地质问题的危害程度、发展趋势。在评估矿山地质环境现状时，要充分掌握当地的气象条件、地形地貌、水文环境、地质构造、地层岩性等相关资料，从而对矿区的地质环境问题种类、特征、规模、发展趋势进行评估，并分析相邻矿山在采矿过程中的相互影响情况。由于不同的地质因素在局部区域存在一定的差异性，为保证评估结果的精准度，可以将评估区域划分为几个子单元，相同的评价单元其地质环境一致，这样就能保证不同的评价单元之间具有对比性。根据各个评价区域的地质环境条件，赋予评价单元不同的属性，最后根据这些属性对各区域进行地质环境影响评估。为保证地质环境评价指标的权重，在选取评价指标时，要坚持简明性、针对性、普适性、指标量化性、数据易取性、动静结合性的原则。选取好评价指标后，建立相应的数学模型，评估当前矿山地质环境情况，并预测采矿活动对矿山地质环境的影响。

3.2矿山地质环境预测评估

在矿山地质环境现状的基础上，根据矿山的类型、开发方案等确定矿山的开采深度、开采范围、废弃物治理方案，并预测接下来的采矿活动可能引起或者加剧的地质环境问题，评估矿山建设造成的地质灾害危害对象、影响程度、发展趋势、治理难度。矿山地质环境影响评估主要包括：评估采矿活动造成的地质环境问题种类、原因、规模、危害程度；分析采矿活动引起的地质环境问题的恢复治理难度等。

4矿山地质环境治理措施

4.1矿山废弃物治理

矿山废弃物治理是矿山地质环境治理的基础，矿山废渣、弃土、废石等对矿山的地质环境有很大的影响，矿山废弃物的长期堆积很容易对矿山周围的植被、土地造成破坏，对矿山原来的地形地貌及水文环境造成影响。同时重金属的废弃物经过长期的雨林、曝晒，会逐渐析出重金属元素，从而对矿山周边环境造成影响，因此，加强矿山废弃物治理是十分重要的。在实际工作中，可以利用废弃物回填矿坑，同时还可以配制废气矿石和砂石混合物，进行矿坑回填，这样不仅能减少矿坑回填的成本，还能达到矿山废弃物治理的目的，对矿山地质的恢复有很大的帮助。

4.2矿山地质灾害治理

在以往的矿山开采中，很少对矿坑进行回填处理，极容易引起地质坍塌等现象，根据矿山地质灾害的发生快慢程度，可以将矿山地质灾害分为突变性地质灾害和缓变性地质灾害两种情况，突变性地质灾害包括地震、山体崩塌、泥石流、水土流失等，缓变性地质灾害包括地裂缝、地面塌陷、土地沙漠化等。在采矿过程中，地下岩石的应力会发生变化，岩石的应力平衡受到破坏，加上矿山废弃物的随意堆放，当外力诱发时，很容易发生泥石流、崩塌等灾害。对于矿山地质灾害的治理，首先应先查明该地质灾害的成因和发展趋势，科学合理地采取相对应的地质灾害防治措施。其次要加快矿山植被的恢复速度，可以采用移植树木的方式恢复矿山周围的植被，从而减少泥石流、水土流失等灾害的发生。土地沙漠化也是矿山地质环境问题的一种，引起土地沙漠化的主要原因是在采矿过程中，水资源逐渐减少，河流干枯，植被的生存环境受到破坏，植被逐渐减少，造成土地沙漠化，土地沙漠化的治理是一个长期的工程，需要缓慢恢复矿山周边的土壤水分和植被。为保证矿山环境治理工作的顺利进行，还要加快矿山环境保护与治理人才的培养，从而利用先进的科学技术进行矿山环境治理，这不仅能提高矿山环境治理效率，还能减少矿山环境治理过程中的资源浪费。

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2露天开采所引发的主要的地质环境问题

在对矿产资源进行露天开采后会引发很多的地质环境的问题，这些的问题主要有对土地资源的大面积的占用，对地形地貌的严重的破坏，破坏了很多的自然的景观，影响了生态的平衡，甚至引发了严重的地质的灾害的发生，如坍塌和滑坡事件的发生就与现在的露天开采具有很大的联系。

2.1露天开采造成的土地资源的大量的占用

随着现在的矿产资源的不断的开采，矿业的开发的活动不断的持续，很多的地区都对天然的矿产资源进行了不同程度的开发和采集，在对矿区的矿产进行开采的时候，采用露天的开采方式更利于对矿产的资源的充分的利用，于是很多的土地资源都被征用，这就造成了很多的农田和土地受到了严重的破坏和影响，在开采中需要对土地的矿石进行爆理，开采完狂时候对开采区的破坏是无法进行修复的，这就造成了农田的失去，和土地类型的转变，造成了很大的土地的浪费现象。

2.2露天开采对土地的地形地貌以及自然景观的严重的破坏

很多的原生态的山林，因为矿石的开采而导致了当地的山林和丘陵以及很多的植被和生物链发生了严重的破坏，导致了植物退化，土壤贫瘠，这种严重的破坏之后，原有的生态平衡再难恢复，荒山荒地不断的增加。

2.3露天开采导致的滑坡和崩塌的地质灾害的发生

由于对矿石的开采需要对地表进行爆破和挖掘，这就需要对当地的岩石以及地质条件进行研究和考察，在开采中要做好相关的开采的边界以及开采的深度和很多的参数的确定，在开采中如果对这些的参数没有做好合理的安排和布局，就很容易造成对一些岩石的爆破的失稳，造成岩土的坍塌和岩石的滑坡的现象的发生。在开采的过程中，进行爆破的时候对开采的边坡比较陡的地方进行震动的时候或者在自身的重力的作用下，岩土进行了岩体的失稳，这就导致了滑坡和崩塌的现象的发生，这种地质灾害对施工的现场和人员设备的伤亡非常的严重。

3对矿山的地质环境的保护和恢复治理的措施

3.1对矿山的地质灾害的防护

如果已经发生了滑坡的事件，要对现场进行及时的清理和处理，以防事故的进一步的发展，做好台阶的处理。对矿石开采完毕后的闭坑的工作中要对可能发生的事故的隐患做好排查和处理，确保坡度的安全和减少岩石的崩塌的隐患的发生。做好警告牌的设立，和现场的管理和建设工作，做好安全的预防措施，尽量减少施工人员以及设备的破坏。

3.2地形地貌的恢复

对于一些开采后对地形地貌进行破坏的开采的矿区，要做好对废石场的填埋和修复美化的工作，主要是做好相关的措施来防止水土的流失和防止泥石流的发生。对一些矿场进行植树造林的绿化处理以及对一些矿坑的台阶进行美化处理。对工业的场地以及生活场地进行美化和生态的修复的工程，要对一些设施进行拆除来挖树坑，将客土进行回填工作，做好植被的种植和美化铬规划，修复生态环境。

3.3做好矿山的地质环境的检测工作

对开采的矿场进行灾害的隐患的检测和位置的确定，做好测量和检测结果的记录，及时发现及时汇报。还要做好水质的检测，在开采过程中尽量做好水质的保护工作，不要对地表水和地下水进行破坏，设置好水质的监测点，做好检测和记录。对土地的占用和地貌的破坏也要做好检测和报告，每月都要进行如实的调查和汇报。

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2.地质环境对水利工程的影响

地下水对水利工程的影响主要体现在以下两个方面：首先，由于岩土体与地下水的相互作用，会导致岩土的稳定性与强度降低，并且进一步引发多种地质灾害，如水坝渗漏，岩溶以及滑坡等，而这些灾害一般都会给建筑工程的施工和后期使用造成很大的影响，甚至引发安全事故。其次，因为地下水中富含大量的有害化学成分，容易破坏和侵蚀水位下的钢结构和混泥土结构，从而降低了建筑物的使用期。从地基和基础的层面来说，地下水水位的变化也会在对建筑工程造成不同程度的影响。如果地下水水位的变化在基础面之上，不会对建筑基础造成太大的损害；如果地下水水位变化在基础面以下，就会对建筑基础造成非常重大的损失。若是地下水水位上升，岩土体会软化，进而削弱建筑地基的强度。尤其当岩土体结构不稳定时，出现的软化现象会更加严重，而引发建筑物破坏、变形等后果。

3.水利工程地质勘测的主要手段

3.1山地勘探

山地勘探，是一种通过人工或机械剥土，开挖探坑、探槽、探井等，从而展示出地表浅层地质状况的勘探地质方法。山地勘探一方面可以直接有效地对地质现象进行试验、取样和观察，另一方面由于这种方法在使用的工具和技术方面不需要太高的要求，所以它大多数情况下是用来勘察地表浅层地质。由于它的勘探工具和技术简单，使得勘测的深度也有所限制，这也是山地勘探的缺点所在。

3.2工程物探

工程物探，它不同于山地勘探，它主要是用观测仪器对被勘探区的地球物理场进行直接精确的测量，然后对测量地球物理场所得的数据进一步处理来推断并预测地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置等其他具体属性的科学。工程物探方法主要包括重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等等，以及地震波勘探、电滋波勘探等。

3.3钻探

钻探，同山地勘探和工程物探一样，是一种勘察水利水电工程地质的重要方法。因为工程建设的地基条件和要求都变得越来越复杂，而且还出现了许多地质问题，比如软弱夹层的层位确定和取样，砂层取原状样，以及特硬地层的钻进等问题，如果只依靠常规的钻探方法，并不能得到理想的结果。我国的工程师为解决这些难题不断地钻研工作，最终取得一批效果良好的成果，如金刚石套钻取芯技术以及各种类型的砂层和软土层钻进及取样技术等。而且有很多技术都已达到了国际先进水平。

4.水利工程建设的工程地质环境分析

4.1地壳稳定性

地壳稳定性是指受到地球内因外因和工程共同作用下的断层移位，坡体的崩塌、滑坡、泥石流等。在水利工程地质勘察过程中主要对区域的地形地貌和地质构造等进行全面调查，分析制约系统应力场以及渗力场的规模以及强度的因素，最后获得这些工程地质现象发展的预测信息，从而可以提醒我们提前做准备，在最大程度上降低经济损失。除此之外，还要求对遭到破坏的现象进行应力应变反演算反分析，分析并找到影响稳定性的重要影响因素，然后尽可能地采取针对性的技术措施进行协调，从而达到系统的稳定。

4.2地基稳定性

水利工程中所指的地基稳定性指的不仅仅是水工构筑物的地基稳定性。坝基的稳定性所涉及的不仅仅是承载能力和变形问题，同时还涉及了坝体的抗滑移问题和坝基岩层的产状对坝基所产生的影响。由于水利工程的地基不仅要承受自身自重和水自重，同时还要承受水的作用所形成的各种荷载作用。地基在承受这些荷载之后，将会产生一定的变形，并且把应力能转化为应变能。尤其是岩基，在各种荷载作用之下，不仅是岩石的弹性发生变形，而且还会由于岩石的塑性变形或沿某节理裂隙发生剪切破坏引起基础沉降。

4.3地表稳定性

地表稳定性涉及的主要是地表层面的变形问题，它一般体现在动力工程地质现象中，各种地表变形破坏的情况中，以及地表岩土体的性质变化。仔细研究与勘测地表的稳定性会对这些工程地质现象的发育规模、发展速度及趋势的进一步预测带来便利。在研究地表稳定性的同时，还应该积极地提出工程技术措施来减弱这些变形破坏现象的发生。总而言之，在对地表稳定性进行分析时，要着重分析这些工程地质的物质基础岩土体的性质和这些岩土体在水作用前后性质的差异，而且要及时且科学地预测这些工程地质现象的规模、强度及发展趋势。

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2该隧道地段施工技术

2.1瓦斯地段隧道供风该地段含有煤层且沿隧道纵向不连续分布。煤层沿隧道纵向的长度不一，其中左线2处、右线1处的煤层均为20m，其余均不足5m。煤层厚度0～0.9m，变化较大，倾角62～75°。经现场检测及计算，煤层最大瓦斯压力0.403MPa，瓦斯含量为0.998m3/吨，瓦斯涌出量为0.015m3/s。本工程采用钻孔排放和通风的技术措施处理瓦斯问题。钻孔排放主要是防治煤与瓦斯突出。在掌子面处，沿煤层的竖直平面均匀布设4个水平钻孔，采用电煤钻湿式钻孔，长度不小于20m且穿透煤层。这些钻孔与地质预报的超前水平钻孔相结合，经检验，有效解决了煤与瓦斯突出的问题。隧道所需的风量根据爆破排烟、隧道内同时工作的最多人数、瓦斯绝对涌出量、允许最小风速、排除施工机械产生的废气等计算；同时考虑到开挖存在2个工作面（先行导坑与后行导坑），设置2个独立的主风机风管（抗静电、阻燃），对2个掘进工作面独立通风，通风方式采用送风式（压入式）。采用2个轴流式通风机，风管直径均为1m，隧道横断面左右侧各设置1个。主风机风管末端距离开挖工作面20～30m，同时为增强掌子面的通风效果，在风管末端设置局扇，局扇风管口距离开挖工作面的距离2～5m。通风风速要求大于1m/s，另外在瓦斯容易聚集的地方（开挖面上部、采空区、衬砌台车内部等）进行局部通风。

2.2煤层地段开挖方法与支护隧道开挖采用单侧壁导坑法，先行导坑宽度约0.5倍洞宽，先行导坑与后行导坑的掌子面之间距离20m左右。开挖时每循环进尺0.6m，预留变形量0.1m。揭煤施工采用微震动爆破法，过煤施工时在岩石炮眼中装药并采用松动爆破法。管棚采用外径89mm、壁厚6mm的热扎无缝钢花管；管体注浆孔孔径8mm、纵向间距15cm，呈梅花形布置，管体尾部2m作为止浆段。管棚长度20m，由每段长4～6m的钢管采用丝扣连接而成；相邻管棚的接头前后错开且不小于1m；同一断面上的管棚接头数量不超过50％。管棚施工前，安装管棚导向拱架，采用引孔顶入法施工。喷射10cm厚C25混凝土封闭工作面后，采用水灰比为1：1的水泥浆进行注浆，注浆压力1～2MPa，压力维持时间5～10min。注浆后及时清理管内浆液，插入钢筋笼，用水泥砂浆填充密实。超前导管采用外径50mm、壁厚5mm的热扎无缝钢花管；管体注浆孔孔径6mm、纵向间距15cm，呈梅花形布置，管体尾部1.05m作为止浆段。导管长度5m，环向间距0.4m、纵向间距1.2m，外插角10°。采用上述水泥浆进行注浆，注浆压力0.5～1MPa，压力维持时间5～10min。注浆前，同样采用喷射10cm厚C25混凝土封闭工作面；注浆超过8h后才能开挖掘进。两导坑界面处采用喷混凝土和临时钢支撑支护。经现场检测，变形满足要求，因此该处不再设置导坑锚杆。但考虑到安全需要，施工期间对临时钢支撑及该处的围岩变形进行持续监测。煤层地段开挖、支护等各项工序应尽量缩短时间、前后衔接紧凑，以降低安全风险。

3各种复杂地质条件下隧道施工技术

3.1溶洞地质条件的施工技术溶洞的溶蚀作用非常明显，在隧道施工中难免会出现溶洞现象，因此，在溶洞地区修建隧道过程中，应该明确溶洞分布范围、类型、岩层的稳定性、填充物以及地下水条件等，从而采取安全的施工方法。针对尚未发育的岩溶区，应该采取全面的预防措施，预防出现然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况，从根本上确保施工的安全。在隧道穿过岩溶区中，其岩层比较稳定，且溶洞发育应该完整，地下水量不大的情况下，可考虑采取探孔或物探等方法，以掌握实际的地质条件。如果溶洞穿越暗河水囊等岩溶区，首先应该采取超前钻探及时，提前解决施工中的排水问题。在突发量涌水、流石流泥、崩坍落石的情况下，可采取平导作为泄水通道，顺利开辟掘进工作面积。总之，“引、堵、越、绕”等方法可及时处理岩溶地段隧道出现的溶洞现象。

3.2松散地层地质条件的施工技术松散地层结构松散，容易出现坍塌现象。在此类地质条件下进行开挖隧道，应该尽量减少对围岩的干扰，大多遵循先护后挖、密闭支撑、同时挖边封闭的原则，或者采取超前注浆改良地层和控制地下水等方案。

（1）超前支护。在隧道开挖前，采取超前支护方法，可避免在坑道掘进过程中出现坍塌现象。超前支护主要包括：超前锚杆方法、超前管棚法等。工作面条件与支架适应条件对照表。

（2）超前小导管预注浆方法。超前小导管预注浆主要是根据开挖外轮廓线，按照规定的角度置入管壁带孔的小导管，在施加压力的同时，向管内压注水泥，以增强岩体的稳定性，起到超前预支护作用。

（3）降水、堵水方法。松散地层中的含水量，造成隧道施工中存在各种隐患。因此，在施工中综合采取辅助坑道内井点降水、深井泵降水、注浆堵水、洞外地面隧道两侧布点等方法。在隧道施工中，结合隧道埋深以及工程水文地质条件，综合考虑技术经济条件，从而采取可行性的技术，切实提高工程质量水平。

3.3流沙地质条件的施工技术流沙大多呈糊浆状，容易出现围岩失稳坍塌、支护结构变形等危险情况，不利于安全的隧道施工。因此，在治理流沙地质情况之前，应该先及时处理水流情况，特别需要减少沙层的含水量。在流沙地质条件下，可采取以下综合处理措施：首先了解流沙特性以及地质构成结构，分析粒径分布、塑性指数等，从而采取因地制宜的治理方案。在开挖过程中，采取自上而下分部进行，先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭，控制沙粒从支撑缝隙中流出。或者采取超前注浆技术，以改善围岩结构，再继续开挖，避免对洞身衬砌造成破坏。按照施工组织设计要求，结合施工现场实际条件，从而制定可行性、经济性的施工方法，确保施工质量的提高。