河北省关闭煤矿地质环境与剩余资源多要素综合调查与评价

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究进展参考文献

第2章 河北省煤炭资源开发及煤矿关闭状况

2.1自然地理概况

2.2煤炭资源开发状况

2.3煤矿关闭情况参考文献

第3章关闭煤矿资源环境多要素综合调查技术

3.1调查模式

3.2遥感调查技术

3.3无人机航测地质环境问题调查——以章村矿为例

3.4地球物理勘探技术

3.5 关闭煤矿地质环境问题调查数据库建设

参考文献

第4章 关闭煤矿地质环境多要素调查

4.1 地质环境问题概述

4.2地质灾害调查

4.3土地资源破坏调查

4.4土壤污染调查

4.5水资源与地下水调查

4.6水污染问题调查

4.7煤矸石对环境的影响

第5章关闭煤矿地质环境影响评价

5.1评价方法

5.2关闭煤矿地质环境问题影响程度单项评价

5.3关闭煤矿地质环境影响综合评价——以峰峰四矿为例

5.4关闭煤矿地质环境影响程度

5.5关闭煤矿地质环境保护与治理分区

第6章关闭煤矿资源及再利用研究

6.1关闭煤矿资源调查

6.2关闭煤矿剩余煤炭资源地下气化潜力评价

6.3关闭煤矿瓦斯再利用潜力评价

6.4关闭煤矿资源综合利用模式

参考文献

第7章结论与建议

7.1结论

7.2存在问题及建议

附图

1.1.1关闭煤矿引发的主要地质灾害

露天矿地质灾害主要表现为边坡不稳定、排土场不稳定和采场水土流失等，并工煤矿则存在地表塌陷、开裂、变形等地质灾害（李柯岩，2019）。如果关闭煤矿的废弃地下空间一直不加以处理，各类废弃地下空间的围岩随时间会出现失稳，引发巷道、硐室或采空区的垮塌。特别是废弃采空区的垮塌，会在地表形成大面积的塌陷区。塌陷区对地表植被、耕地和居民住宅等造成很大的破坏和影响，从而进一步恶化生态环境，甚至造成无法挽救的生态损失(任辉等，2018)。当废弃采空区垮塌所波及的地表为倾斜山地时，地面变形的不均匀性破坏了地表斜坡的原始平衡状态，可能诱发山体滑坡、岩崩及泥石流等自然灾害。特别在我国西南和西北地区的山区矿井，表土层薄、山坡陡，由于地下采矿活动引起的滑坡灾害时有发生(李怀展等，2015；蔡振宇等，2019)。煤矸石堆放场同样会产生滑坡、坍塌、泥石流等自然灾害（章安质，2010；杨培奇等，2011；王瑞青等，2013）。地质环境评价直接关系到地质灾害的发生概率，通过分析地质环境可以有效得出地质灾害隐患和等级。在进行地质环境复杂程度划分过程中，主要是从两个方面着手，分别是地质环境复杂类型划分和地质环境水文条件确定；而水文条件不仅仅是地下水和地表水的流通排放，还涉及水体水质以及流速流量是否会造成泥石流、地面塌陷、滑坡等现象，需要有针对性地分析地质灾害发生的可能性与水文因素的关系。指定区域内的气象水文条件是地质灾害发生的重要因素，因此需要在评估过程中认真分析，保证评估不存在盲点，整体评估科学合理（陈纳川，2022）。

1.1.2关闭煤矿剩余资源

煤矿关闭后，仍赋存着丰富的可利用资源，包括剩余煤炭资源、煤层气资源、矿井水资源、地下空间资源、土地资源等。研究显示，关闭煤矿剩余煤炭资源的利用方向主要为煤炭地下气化，国内关闭煤矿剩余煤炭资源地下气化技术较为成功的陕西渭南市澄城县王村煤矿斜井有井式煤炭地下气化工业性试验是典型案例之一。关闭煤矿井下煤层气的利用方向较为单一，主要用于发电，较为成功的是内蒙古鄂尔多斯市乌兰煤炭(集团）有限责任公司。矿井水资源化利用主要有两个途径：一是通过简单处理作为井上、井下生产用水和附近农业灌溉用水；二是通过深度处理作为矿区居民或矿业城市居民生活用水。地热能的利用分为两种方式：一种是地热发电；另一种是热能直接利用，包括地热水的直接利用（如地热采暖、洗浴、养殖等）和地源热泵供热、制冷。地下空间可以在地下停车场、地铁等交通设施，地下商城、水下游乐馆等商业设施，人民防空、抵御自然灾害、地下军事指挥中心等人防和军事工程，地下油气库、地下仓库、特殊物资井下仓储等仓储设施，地下城市、地下医院、井下农业、蓄能站等方面发挥巨大作用。土地资源可用作农林用地或建设用地（任辉等，2018；王行军，2020）。

1.1.3关闭煤矿环境污染与生态问题

关闭煤矿后地下水位回弹并引起地下水污染，关闭/废弃煤矿因其遗留的自然资源和社会资源仍有巨大的开发潜力，但其周边区域存在地面沉降、煤矸石污染土壤、地下水污染、水土流失等现象（杜建平等，2018；贾斌等，2019；刘光秀等，2019；王世虎，2018），导致大量土地资源无法利用，自然本底破坏严重，带来的生态、经济和社会胁迫压力巨大。只有先修复其生态本底，才能进一步利用其土地、工业和旅游资源，促进经济与社会的发展。但在无人工干预条件下，关闭/废弃煤矿生态恢复周期长、见效慢（张光富等，2000），因此，对关闭/废弃煤矿进行生态修复迫在眉睫。

1.1.4地质环境监测网络

地质环境监测既是矿山环境恢复治理工作的基础，也是地质环境管理工作的依据，尽管地质灾害具有突发性，但其突发前会出现各类征兆和变化，只有加强监测，才能做到提前预报、提前防治，减少损失（李喆，2020）。当前，我国关闭煤矿缺少地质环境监测网络，不能通过长期监测实现地质环境灾害预警。

……

本书针对河北省重点关闭煤矿区开展了地质环境与剩余资源多要素综合调查，探讨了多要素的调查方法，构建了多要素的评价指标体系和评价方法，提出了关闭煤矿资源再利用的模式，对河北省关闭煤矿的地质环境整治、生态恢复、资源再利用具有参考价值。