摘要：由于众多小煤窑长时间的无序开采，致使义马市境内遗留大量废弃矿井，造成了矿山地质环境破坏，威胁着当地人民的生命财产安全。因此，文章研究了采用废弃矿井填充、工业场地平整(废弃建筑拆除、场地平整)、生物绿化等工程措施对项目区进行综合治理。
关键词：煤炭学报,废弃矿井,矿井治理,矿山地质环境,小煤窑,煤炭开采
煤是义马市的优势矿产和特色矿产，集中分布在义马市西南部，在义马市的经济发展中起着决定性作用。义马煤田煤质牌号为褐煤-长焰煤，其特点是低-中灰(局部富灰)，中-富硫，高挥发份，发热量相对较低，主要用于发电和民用，在河南省具有重要地位。历史时期众多小煤窑长时间的无序开采，致使义马市境内遗留大量废弃矿井，造成了矿山地质环境破坏，威胁着当地人民生命财产安全，因此开展义马市废弃矿井治理研究对于保护义马市生态地质环境、促进义马市社会经济的可持续发展具有重要意义。
1 自然地理
义马市位于河南省西部，面积112km2，隶属三门峡市，为大陆性季风气候，四季分明。总人口为16.3万余人，综合经济实力居全省第5位、全国中小城市百强第50位。
义马市义马煤田是河南省境内唯一有巨厚煤层形成的中生代煤田。煤田内大面积被中上侏罗统及白垩系砾岩覆盖。煤炭品种有长焰煤、焦煤、贫煤、瘦煤四个煤种，煤质优良。据史料记载，公元前6～7世纪的春秋战国时期，这里的煤炭已被发现，唐宋时期已开始开采利用，先后经历明清、民国、日伪与国民党统治以及新中国成立后多个开采时期。1958年3月20日经省人民政府批准成立义马矿务局，1997年11月改制为义马煤业(集团)有限责任公司，是国家重要的动力煤生产基地。至2003年底累计生产原煤2.894亿吨，上缴税金14.53多亿元，为国民经济的恢复、建设和发展做出了重要贡献。20世纪80、90年代义马煤田还存在星罗棋布的小煤窑，目前均已经闭坑，遗留大量的废弃矿井。
2 废弃矿井概况
研究区主要分布在义马市二十里铺、三十里铺等区域，位于义马市市区南1～2km，地理坐标东经111°45′11″～111°51′05″，北纬34°41′36″～34°43′16″单个矿井直径为3m，井深为150m。截至2006年3月，共计有4个废弃矿井进行了回填，堆弃在工业广场的废渣已经清理完毕，恢复了地貌，整理出可耕种土地近50亩，达到了治理恢复的预期效果。目前，仍有70个废弃矿井尚未回填，对周边安全及矿山地质环境破坏严重，且相对集中连片，具有一定规模。
3 废弃矿井引发的安全及矿山地质环境问题
3.1 废弃矿井引发的安全问题
据野外现场调查，废弃矿井平均直径为3m左右、深度150m左右，如此深度的矿井，其中大多数周围又没有任何警示标志，是当地人民生命财产的巨大安全隐患，多年来，已发生多起牲畜坠落矿井内死亡的事件。如不治理，今后废弃矿井的存在对于当地人民仍是巨大安全隐患。
3.2 废弃矿井引发的矿山地质环境问题
3.2.1 土地资源遭到破坏。废弃矿井及周边工业广场、遗留渣堆占用大量的土地，据调查，单个废弃矿井占地12～15亩，平均占地14亩，尚未回填的废弃矿井70处占地约为980亩。与此同时，由于废弃矿井及周边工业广场、遗留渣堆占地，使土地的种植功能基本丧失，村民土地减少，目前无法耕种，出现土地荒芜的景象。
3.2.2 地形地貌景观破坏严重。由于计划经济时期矿山开采秩序混乱，在采矿活动结束后，未进行整治，使其发生的各种破坏状态保留至今，废弃矿井及周边工业广场、遗留渣堆破坏了地形地貌形态。
3.2.3 引发地质灾害。矿井遗留的废渣随处堆放，形成高陡边坡，易引发崩塌、滑坡等自然灾害;由于地下开采，引发矿区内地表严重变形，致使周围居民房屋也随之发生变形、裂缝，对人民的生命财产安全构成了严重的威胁。
4 治理措施与方法
4.1 矿山地质环境问题恢复治理的原则
在充分掌握地质灾害危害特点的基础上，利用科学的方法和手段，治理措施必须遵循安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便的总原则。主要应遵循以下原则：(1)以人为本、防灾减灾;(2)因地制宜、因害设防;(3)注重效益，分区、分段治理的原则;(4)经济合理、安全可靠。
4.2 总体思路
恢复治理措施应在充分掌握矿山地质环境问题的形成条件、发展趋势、危害程度的基础上，利用科学的方法和手段，因地制宜、因势利导，实事求是、经济、合理、有效地布设治理工程。坚持注重效益、分区实施以及工程措施与生物措施相结合的原则，顺势而治，尽量少挖少填，以最小的资金取得最大的治理效果。
4.3 治理方法
针对本区环境地质问题特点，主要采用挖方工程、填方工程、混凝土工程对废弃矿井进行填埋，采用生物绿化工程等措施对荒芜区进行综合治理。
4.3.1 废弃矿井填充。拟对分布在研究区范围内的70眼废弃矿井进行集中整治。
废弃矿渣和废弃工业设施清理产生的废渣利用小型自卸车人工运至废弃矿井井口，按照每填10m矿渣再填2m混凝土的原则穿插回填，废弃矿渣按10m填至井口，混凝土高度不足2m时，减小矿渣回填高度，混凝土高度按2m回填，10m废弃矿渣回填后用钻杆或实心钢筋棍捣实后，再回填2m厚的混凝土。按照本设计要求，钻杆或实心钢筋棍捣实时间不小于10分钟，混凝土标号不小于C25，即水、水泥、砂、石子配合比不小于0.44∶1∶1.42∶3.17。
挖方主要采用挖掘矿井周边高地黄土及废弃矿渣和废弃工业设施清理产生的废渣，填埋矿井深部。
工作量按单个矿井直径3m、井深150m、总井数70个计算。
总挖方量计算公式：
V=nπr2h
总挖方量为74182.5m3。
4.3.2 工业场地治理。对填充废弃矿井后的工业场地进行废弃建筑拆除、场地平整，平整后的场地进行覆土工程，覆土厚度0.3m。废弃建筑拆除工作量1050m3，场地平整工作量58330m3，覆土工作量175000m3。
4.3.3 生物绿化工程施工。生物绿化工程实施主要起到覆盖地表、稳定边坡、控制水土流失、改善矿区生态环境、提高工程措施使用年限等作用。本次生物绿化工程选择的树种是适应当地生长的速生杨，主要是达到美化环境和增加经济的双重目的。
工作内容：挖坑→栽植(扶正、回土、提苗、捣实、筑水围)→浇水→覆土保墒→整形→清理→养护。
生物绿化工程施工要求：选好树苗后，按一定的间距放线布置好树坑，挖好树坑，树坑规格根据树种不同选好栽种规格。做好养护工作，确保成活率在90%
以上。
5 结语
(1)研究区内计划经济时期遗留的废弃矿井引发的安全问题及土地资源破坏、地形地貌景观破坏、次生地质灾害等矿山地质环境问题严重;(2)本治理主要研究采用废弃矿井填充、工业场地平整(废弃建筑拆除、场地平整、覆土工程)、生物绿化等工程措施对项目区进行综合治理，治理方法经济技术可行;(3)项目实施后有明显的巨大的经济效益、环境效益、广泛的社会效应。该项目是一项利国利民、造福子孙后代的工程项目，其实施意义重大而深远。
