本文是一篇 工程硕士论文，本文定性、定量地对峁底矿进行了地质环境评价，提出防治措施，为峁底矿的矿山生态保护与恢复提供了依据。
第 1 章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.1.1 研究背景
我国煤炭资源丰富，随着工业化程度的增加，我国的煤炭需求与日俱增，巨大的需求量决定了我国煤炭开采量逐年提高，煤炭总产量从 3000 多吨截止到2020 年底已达 38.4 亿吨[1]。长期以来大规模、超强度的煤炭开采，对矿山环境造成了严重的破坏，粗放型发展模式已经不再适合我国国情，煤炭产业应该走向科技、绿色、安全的发展方向。近年来，我国对资源环境问题的重视程度不断提升，对能源结构不断优化，煤炭在我国能源结构中的比重将逐步削减，2020 年煤炭占比56.8%，预计 2030 年控制在50%以内，到 2050 年煤炭的占比应小于 40%[2,3]。我们可以看到，即使煤炭产量逐渐削减，但短期内仍然是我国的主要能源，所以必须重视煤炭开采过程引发的一系列的资源环境问题。
由于历史局限性，我国长期不合理的煤炭开采方式，已经对矿山的地质环境造成了严重的破坏[4-7]。目前我国的矿山地质环境问题根据矿山开采所导致的结果有以下几种形式：
(1)压占土地面积。采矿活动中的露天矿场、工业广场、尾矿库、各种生活垃圾等压占了大面积的土地，其中压占的主要土地类型为耕地、林地、草地，严重破坏了我国农林经济的发展。
(2)地面变形问题。我国煤炭多为井工开采，所以矿山开采所导致采空区地面塌陷、地裂缝、地面沉降问题尤为严重，地质灾害不仅严重损害了矿区的经济发展，还造成了大量的人员伤亡。
(3)矿山“三废”问题。矿山气相废弃物主要包括碳氧化物、硫氧化物、悬浮颗粒等，废气导致矿区周围酸雨、酸性土壤问题，危害农作物的生长，采矿中产生的粉尘如若不按规定处理还会发生爆炸，威胁矿工生命安全。矿山的液相废弃物分为有毒和无毒废水，废水的排放会对矿区农业和生活用水造成危害。矿山固相废弃物造成的地质环境问题包括固体占用大量土地、破坏水土环境，还有可能引起山火灾害的发生。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 矿山地质环境研究现状
西方国家工业化完成的较早，由矿山开采引发的地质环境问题也普遍受到了西方各国的重视。1964 年加拿大举行的国际环境质量大会中深入讨论了已经完成工业化的国家今后的社会经济发展模式，首次提出了关于环境影响评价这一概念，会后各国也逐步制定一些相关的法律法规[11,12]来限制采矿带来的负面环境影响，并开始着手对已破坏的地质环境进行修复，环境问题越来越受到重视；20 世纪 70 年代，以美国、澳大利亚等矿业大国为代表的西方国家开始着力于矿山地质环境保护工作；1980 年在法国举行的第 26 届国际地质大会中着重讨论了地质灾害和环境地质方面的问题，西方国家已经建立起比较完善的治理体系和管理模式[13]；1992 年联合国环境和发展大会提出可持续发展的概念，发展中国家意识到环境问题重要性，开始了矿山地质环境的保护工作。
和国外的矿山地质环境的研究相比，我国起步较晚。19 世纪 80 年代我国的矿山发展模式主要为“先破坏，后复垦”，这种落后的发展模式严重破坏了我国的矿山地质环境，不利于矿区经济的可持续发展，部分科学技术工作者开始呼吁国家重视矿山环境的保护工作；1988 年，我国颁布的《土地复垦规定》中明确提出“谁破坏，谁复垦”的矿山土地保护管理的工作原则，这也是我国首次针对矿山开采工作中对环境破坏进行管控的一项法律规定，推动了我国矿山环境保护与管理工作的积极开展；1995 年以后我国才开始系统的开展矿山地质环境问题调查工作[14]；2006 年国家规定了各省市制定矿山环境治理恢复保证金制度，企业需开设专门账户缴存保证金，在国家相关部门的监督下，开展对矿山生态环境保护和恢复治理的工作[15]；2010 年原国土资源部提出建设绿色矿山的行业发展远景，计划在各地建立绿色矿山的典范，以点带面，全面推动绿色矿山发展；2020年我国绿色矿山计划已经初步完成，大中型矿山严格按照相关法律法规进行生产作业，小型矿山也在逐步向规范化管理推进。
第 2 章 研究区概况
2.1 矿山概况
2.1.1 地理位置及交通
峁底矿位于山西兴县奥家湾乡西南 6km（图 2-1），地理坐标为北纬38°25′54″~38°27′39″，东经 111°09′47″~111°11′23″。矿区内近期新建公路一条与省道相连，距离最近的岢岚火车站 59km，距离太原站 256km，矿区周围公路网较为完善，交通运输方式主要为公路运输。
2.1.2 矿区及周围社会经济概况
矿区周边分布有 7 个村庄，其中峁底、石畔村村庄位于井田西部煤层采动地表变形范围内，王家崖村与曲家沟村位于矿界范围内煤层风氧化带以东无煤区，其余车家庄、乔家沟、张家塔村村庄距矿界范围较远，只有少量土地位于井田采煤影响范围内。矿区内土地多为耕地、居民用地、采矿用地、其它草地等。据调查区内无其它工矿企业，当地经济以农业为主，多种植玉米、谷子、土豆等农作物。由于峁底矿未大面积开采，区内居民饮用水源多取自浅层水井，基本满足区内居民生产、生活的需求。煤炭开采增加了周围村民的收入，为解决当地的民生问题做出了贡献。
2.2 地质环境背景
2.2.1 地形地貌
井田地处黄土高原，矿区内多为山地地形，整体地势南高北低，最大高差为206m。地表季节性冲沟较多，整体呈树枝状，沟谷发育，深度较大，边坡坡度30~70°，延伸较长，一般在 500～2000m 左右，分布方向以南北及近南北向为主。
2.2.2 地层岩性与地质构造
2.2.2.1 地层
根据矿区相关钻孔数据、地质资料等对井田内出露的地层按照由老到新的顺序进行描述：
(1)奥陶系中统峰峰组（O2f）。为一套黑色灰岩地层，厚度介于 60~110m，平均厚度为 85m。
(2)石炭系中统本溪组（C2b）。为一套灰黑色泥岩夹薄层煤线地层，探明有少量的黄铁矿，厚度介于 15.8~23.5m，平均厚度 18.4m，与下伏地层关系为平行不整合接触。
(3)石炭系上统太原组(C3t)。为一套灰色砂岩、泥岩及煤组成的地层，是井田内的主要含煤地层，厚度介于 88.6~130m，与下伏地层关系为整合接触。
(4)二叠系下统山西组（P1s）。为一套黑色泥岩、粉砂岩及煤组成的地层，是井田内的主要含煤地层，厚度介于 35~52m，与下伏地层关系为整合接触。
(5)二叠系下统下石盒子组（P1x）。为一套浅黄色粗砂岩、灰色泥岩夹薄层煤线地层，厚度介于 0~8m，平均厚度 1.8m，与下伏地层关系为整合接触。
(6)新近系上新统（N2）。为一套浅黄色粘土、砂土地层，底部夹杂少量石灰岩角砾，厚度介于 0~14.5m，平均厚度 3.5m，与下伏地层关系为角度不整合接触。
(7)第四系上更新统（Q3）。为一套浅黄色砂土、黄土状土地层，厚度介于0~55m 之间，平均厚度为 25m，与下伏地层关系为角度不整合接触。
第 3 章 研究区矿山地质环境评估............................ 17
3.1 评估范围.................................... 17
3.2 评估级别......................................... 17
第 4 章 矿山地质环境质量评价......................... 33
4.1 评价原则与评价程序.................................... 33
4.1.1 评价原则................................ 33
4.1.2 评价程序......................... 34
第 5 章 矿山地质环境恢复治理建议............................. 57
5.1 矿山地质环境保护与恢复治理目标............................. 57
5.2 矿山地质环境保护与恢复治理对策.................................... 57
第 5 章 矿山地质环境恢复治理建议
5.1 矿山地质环境保护与恢复治理目标
在矿山开发和运营过程中，要注重提高矿山地质环境保护意识，加强对地质环境恢复治理的投入，预防和控制地质灾害，降低其造成的经济损失，保障矿区居民生命财产安全，促进矿区经济可持续发展，由此实现经济与生态协调发展的绿色矿山美好愿景，具体要达到如下目标：
(1)提高矿区及周围地区人员的防范灾害意识，使地质灾害和安全隐患能够得到有效的预防，避免给矿区带来不必要的财产损失，避免造成重大人员伤亡。对研究区域的地质灾害防治要达到百分之百，消除研究区域内存在的地质灾害和安全隐患。
(2)组织开展矿山地质环境监测，对矿山地质环境进行综合整治，及时发现、治理、预防矿山地质环境问题。
结论
全面收集峁底矿相关地质资料和野外调查的基础上，确定了评估工作级别和评估范围，对峁底矿地质环境进行了现状、预测评估，全面分析了峁底矿矿山地质环境的各项影响因素，构建评价指标体系，采取综合权值法确定各指标权值，建立改进模糊综合评价模型进行地质环境质量评价，得到如下结论：
(1)全面系统的分析了峁底矿的地质环境问题，矿区内有大面积形成较早的采空区，采空区内发现一条地裂缝与两处不稳定边坡，存在崩塌滑坡的隐患，地质灾害危险性较小。13 号煤层上覆含水层遭到破坏，部分含水层被疏干，影响面积为 2.122km²，含水层破坏影响程度较大。工业广场的建设占地 6.73hm²，挖方填方破坏了林地和草地，对地形地貌、土地资源影响严重。
(2)以“矿山地质环境评价”为目标层，从“地质环境背景”、“土地资源与环境”、“水资源与环境”、“地质灾害”4 个方面选取“地形地貌”、“年均降雨量”、“植被覆盖度”等 12 个因子构成评价指标体系，并划分各评价指标的等级，评价指标体系能全面体现峁底矿存在的地质环境问题。
(3)将层次分析法与熵值法相结合，利用综合权值法确定各指标的权值，结果兼具主观性和客观性。结果显示要素层中土地资源与环境的权重为 0.3303，占主导地位，对该要素影响程度最大的指标为土地压占面积，权重为 0.5384，对峁底矿影响最严重的环境问题是矿山建设中对土地资源的破坏，尤其是工业广场对土地的压占。
(4)利用不规则网格划分法将评估区划分为 13 个评价单元，将研究区内对地质环境影响较大的工业广场、采空区划分至同一单元内，避免了均一性较好的区段割离。引入有效度和置信度准则改进模糊综合评价模型对各评价单元的矿山地质环境质量进行计算，根据计算结果划分为地质环境质量较好区 0.369km2、一般区 5.313km2、较差区 0.376km2。评价结果与实地调查一致，证明所采取的改进模糊综合评价模型，可对最大隶属度原则失效情况进行处理，对研究区具有良好的适用性。
参考文献（略）