攀枝花摩梭河地区矿山环境恢复治理研究

摘要

摩梭河片区属于攀煤（集团）公司太平煤矿一采区，原为攀煤集团职工生活区，区内因矿山开采造成的环境问题较为严重，需进行矿山环境恢复治理工作。
　　为了准确、全面的揭示研究区内现存的环境问题，科学的评价研究区内环境问题的形成机制，制定系统有效的环境恢复治理方案，本文主要开展了以下研究工作:
　　(1)对研究区地质环境条件与水文地质条件进行调查分析;
　　(2)在研究区内采集土样、水样;
　　(3)对所采试样进行化学性质和物理力学性质分析;
　　(4)对研究区现存环境问题进行调查，确定现有环境问题类型;
　　(5)对研究区内环境问题的规模和形成机制进行定性和定量的分析;
　　(6)针对现有环境问题，通过植被恢复试验及理论分析等手段，探求研究区环境恢复的合理有效方案;
　　(7)建立科学的监测评价体系，对研究区环境恢复治理的成效进行监测。
　　取得的主要成果如下。
　　(1)研究区位于金沙江一级支流摩梭河西岸，整个研究区呈双面斜坡状地形，东部较高，而西部较低，在区域微地貌上属于低中山区的构造剥蚀地貌及摩梭河的二、三级阶地地貌单元。区内摩梭河为季节性河流，水流由南向北横穿太平煤矿井田东部后注入金沙江，河水随季节变化较大，雨季河水猛涨，旱季涓涓细流，两岸悬崖陡峭，河谷强烈深切，呈明显的“V”型。
　　(2)针对区内现存的环境问题，制定了土壤、水的采样及实验方案，并进行了化学性质和物理力学性质分析，查明研究区内土壤属弱酸性土壤，土壤中总镉和铅的含量存在超标现象，土壤存在轻微污染状况，土壤肥力满足后期植被恢复要求;区内地表水和地下水未受到污染，满足后期灌溉要求。
　　(3)通过现场调查和实验分析等手段，查明研究区内存在的环境问题主要为采空塌陷、不稳定斜坡、矸石堆积占地及土壤重金属污染和水环境的破坏。
　　(4)通过对研究区及周边煤矿采掘情况的调查，采用公式计算得出研究区内采空区的范围及变形机制分析，得出研究区内煤矿采空影响区面积为1.4×105m2，研究区内塌陷变形破坏的可能性很大。特别是煤层埋深浅的地区，倾斜变形大大增加，变形曲率较大，倾斜变形明显。
　　(5)根据对研究区内发育的X1不稳定斜坡进行的现场调查及稳定性计算的结果分析，该不稳定斜坡在天然自重状态下处于稳定状态，在暴雨饱水状态下，该不稳定斜坡整体处于稳定—基本稳定的状态。在强降雨影响下，产生整体滑动的可能性较小，但是由于该不稳定斜坡坡体组成物质为松散的冲洪积物，且前缘临空，在强降雨条件下，可能产生小规模的表层溜滑。
　　(6)研究区内进行了多年多种植物的生长试验工作，这其中既有当地原有的土生植被，也有桉树等人为筛选后的外来树种。试验结果表明，在管护措施到位和未出现极端恶劣天气条件的情况下，所选取树种大部分成活率较高。从经济及社会效益等方面分析，结合当地村民种植经验，研究区内植被恢复工作最终选定的树种为乔木是桉树和黄槲树，灌木为铁线草和芒果。
　　(7)为对研究区环境恢复治理效果进行有效监测和评价，在研究区建立了治理效果监测体系，总计布设了7处监测点，组成了监测网络，用于环境恢复治理成效的监测。
　　(8)矿山地质环境的恢复治理是国土综合整治的重要组成部分。攀枝花地区位于长江上游的川南山区，矿山密布，矿山地质环境的恢复治理将促进该地区经济的发展，同时可为攀枝花地区众多废弃矿山的环境恢复治理工作提供理论依据和示范样板。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区自然地理和地质环境条件

2．1 自然地理条件

2．1．1 地理位置及交通状况

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气象及水文

2．2 地质条件

2．2．1 地层岩性

2．2．2 地质构造与地震

2．2．3 水文地质条件

2．3 矿山开采历史

2．3．1 矿山属性

2．3．2 研究区及周边主要矿井及开采情况

第3章 研究区环境问题现状

3．1 研究区取样

3．1．1 取样方法

3．1．2 取样内容

3．2 实验方法

3．2．1 土壤物理力学性质实验

3．2．2 土壤化学性质实验

3．2．3 水样化学性质实验

3．3 实验结果

3．4 环境问题分布

3．4．1 地面塌陷

3．4．2 废弃矿井

3．4．3 煤矸石堆积占地

3．4．4 不稳定斜坡

3．4．5 水环境问题

第4章 研究区环境问题分析

4．1 采空区计算及分析

4．1．1 矿坑冒顶

4．1．2 采空影响区计算

4．1．3 采空影响区变形分析

4．2 不稳定斜坡稳定性计算与分析

4．2．1 形成机制分析

4．2．2 物理力学参数取值

4．2．3 稳定性计算与评价

4．3 煤矸石成分分析

4．3．1 矸石营养元素分析

4．3．2 矸石孔性、结构性及可耕性分析

4．3．3 矸石中水分、空气和热量状况分析

4．4 土壤重金属污染分析

4．4．1 实验结果分析

4．4．2 超标元素分析

4．4．3 超标元素对研究区环境质量的影响

第5章 研究区环境问题恢复治理研究

5．1 恢复治理技术路线

5．1．1 指导思想

5．1．2 技术路线

5．2 地质灾害问题治理

5．2．1 采空塌陷治理

5．2．2 不稳定斜坡治理

5．3 土地复垦研究

5．3．1 意义

5．3．2 方法

5．3．3 植被选取

5．3．4 矸石堆植被恢复研究

5．4 治理效益分析

5．4．1 经济效益

5．4．2 社会效益

5．4．3 生态效益

5．5 恢复治理成效监测

5．5．1 监测工作的任务与目的

5．5．2 监测工作方案

5．5．3 监测工作技术设计

5．5．4 监测工作注意事项

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得学术成果

附图一：摩梭河片区矿山环境问题现状总平面图

附图二：摩梭河片区矿山环境恢复治理工程布置总平面图