一、闭坑露天煤矿问题概述
我国露天煤矿主要是新中国成立后发展起来的。大致分为3个阶段：
第一阶段是解放后，二十世纪五、六十年代建设投产的，已开采五十年以上，目前资源已近枯竭或接近枯竭的老露天煤矿，如阜新海州露天煤矿、抚顺西露天煤矿、平庄西露天煤矿、鹤岗岭北露天煤矿、灵泉露天煤矿、新疆哈密三道岭露天煤矿等，这些矿区主要分布在东北、内蒙地区。
第二阶段是二十世纪七、八十年代开始建设、并逐步投产的现代化大型露天煤矿，其中以五大露天煤矿为代表，包括内蒙古的元宝山、准格尔黑岱沟、伊敏河、霍林河、山西的安太堡。这些矿区大多数分布在黄土或黄土状土地区。之后又建设投产了山西的平朔安家岭、内蒙古的宝日希勒、胜利等大型露天煤矿，现在均已发展成千万吨级露天煤矿。
第三阶段为现在正在建设或规划建设的以大型、特大型为主的露天煤矿。第二、第三阶段建设的露天煤矿主要分布在山西、陕西、内蒙、新疆、云南、黑龙江等地区，黄土或黄土状土地区占半数以上。如山西平朔安太堡、平朔安家岭及拟建的平朔东露天矿，内蒙古的准格尔黑岱沟、哈尔乌素、胜利、白音华、扎哈淖尔等等。
目前，我国适合露天开发的大型矿区共13个，主要分布在晋、陕、蒙西区（中部区）、东北区（包括东北、蒙东）、西部区（包括云南、新疆等）。适合露天开采的保有煤炭资源量约760亿t，主要分布在内蒙、新疆、云南、山西、黑龙江、陕西、辽宁等省区。综上，我国露天煤矿及其形成的相关矿业城市均位于地质环境脆弱地区，面临的矿山地质环境保护与恢复治理压力大。
环境恶化特别是矿山地质环境的恶化、地质灾害的日趋频繁，已对生存和发展造成严重的威胁，特别是在发展中国家中尤为严重。
国际上一些先进的发达国家，如德国、美国、英国、加拿大、澳大利亚等，总的讲对矿山的生态环境与环境地质灾害的防治均十分重视，另外由于国外煤层的赋存条件一般也较简单，大多为缓倾斜或近水平煤层；加上这些国家均有严格的法规、制度与监管措施，因此无论从灾害的种类、规模都比较小，大多能在灾变初期即得到治理，到矿山闭坑时治理恢复也基本同步完成。
我国的不少矿业城市，特别是解放前与解放初期形成的矿城，如抚顺、阜新、七里河等，由于历史的原因——解放前帝国主义、国民党的掠夺式开采、解放前后的毫无规划的无序建城，一味追求产值利润，忽视环保灾防等等，使得我国矿业城市特别是资源枯竭期的矿城矿山环境问题与环境地质灾害多，危害大，范围广、治理难。就按最新的调查评估资料，全国113108个矿山，对矿区环境影响严重的矿山共计8457个，其中能源矿山类有4380个。二十世纪七十年代多从保证生产安全切入，事先防止少，事后治理多。之前矿山灾害的防治往往局限于矿山范围，真正高度重视还是从1999年开始，每年在党和国家“两会”期间，年年召开人口资源环境工作，提高到是“强国富民安天下的大事，充满机遇与挑战，是必须着重研究和解决的一个重大战略问题”。矿业城市环境地质灾害防治及生态环境恢复重建这一重大课题从国家、部、省、市各级开始高度重视，加大投资，列项研究治理，在我国各矿业城市均取得了许多成果，灾害形成机制与防治对策研究也取得了一系列进展。比较典型的有抚顺、阜新、七台河、唐山、淮南等。
对于目前资源已近枯竭或接近枯竭的老露天煤矿（如阜新海州露天煤矿、抚顺西露天煤矿）而言，面临的转型及治理问题更为严峻，需要解决的问题更加迫切，涉及的问题更为广泛。结合国家资源枯竭型城市转型升级战略提升，其闭坑露天煤矿地质环境保护与环境恢复治理技术实践，将为今后一段时期内的露天煤矿环境治理提供诸多现实性的、典型性的借鉴经验。
二、闭坑矿山环境地质灾害成灾模式
结合某露天矿的典型矿山城市环境地质灾害问题的实际、特点，按其发生空间可分为：地下型—由采矿引起的诱发矿震或岩爆等矿井灾害；地表型—由地下开采引起的地表位移、地面塌陷，以及露天开采造成的崩、滑、流灾害等；地上型—因采掘的废弃物（“三废”问题）排放引发的环境污染灾害等。
作为资源已近枯竭或接近枯竭的老露天煤矿某露天矿，其闭坑矿山环境地质灾害成灾模式主要表现为以下几个方面：
1.矿山重大地质灾害
某露天矿位于浑河大断裂南部，地质环境条件复杂、采矿工程规模大、活动强烈、抚顺地区降雨及水系发育等影响地质灾害的不利因素长期存在，地质灾害及隐患多发、具有很强的隐蔽性、突发性和破坏性。如上世纪80年代发生的某露天矿北帮边坡及地表大规模倾倒滑移变形，国内外罕见，目前，边坡变形仍在继续，裂缝最大垂直落差超过17m，最大水平位移达到42m，滑坡变形体体积超过1亿m3。对于典型资源枯竭型矿山城市，重大地质灾害多发频发、规模巨大、治理难度大、危害大等实现紧迫问题，急需研发适用性强、快速高效的防控技术，保障工矿及城区人居公共安全。
2.复杂工矿条件下环境灾害
抚顺地区及矿区水资源丰富，资源开发过程中区域水环境变化明显（疏干引排过程、引灌过程），如不加保护或保护力度不够，原有采空区、地下水系维护及其周边水系安全问题将日趋严重。需研究矿业开发过程水环境演变规律；研发区域水环境风险评估与监管技术；研发创新性的资源城市水资源优化配置与综合利用关键技术。同时，某露天矿历经百年高强度复合采掘与回填，矿区污染源众多、影响程度各异，对城区环境污染严重，整治难度大。需结合已有治理措施入手，开展基础理论研究，研究煤及伴生矿物自燃机理与环境污染风险，加强装备研制，保障人居生态环境美化净化要求，建设宜居工矿环境。
3.城区矿山生态环境破坏
在矿山长期高强度复合开采扰动下，对矿山城市周边景观地貌地下水等生态环境破坏严重，同时毗邻城区，对矿区可持续整体协调发展、城市空间结构调整均构成不利影响。需从城区矿山长期高强度复合开采扰动下的生态累积效应分析入手，评估其对区域生态安全的影响；研发环境脆弱区土地整治、植被恢复、土壤重构和景观生态恢复等关键生态恢复技术体系，构建环境友好型矿业城市人居生态调控模式。
三、闭坑矿山地质灾害治理
闭坑矿山地质灾害的形成是由于多方面的因素造成的，产生这些问题的主要根源有：长期的历史遗留问题、环保意识的薄弱、直至环境的复杂、工程活动的多样、传统学科理论的缺陷、缺乏完善的矿山环境保护法规、规范及监管机制等。因此矿山环境地质灾害的防治必须及时或提前开展，要从多个方面综合地加以考虑。既考虑工程技术措施，有考虑非工程技术措施；而且还应与矿山生态恢复重建、土地复垦、综合利用结合起来，实现多元化治理。
1.高陡边坡安全监控技术
边坡雷达是一种用于露天矿区边坡稳定性测量和监测的设备。其主要作用是采集、计算和存储数据，通过无线网络系统将数据传输到办公室终端计算机，并能够显示变形监测数据和设置报警。使地质工程师和矿区作业人员有信心地跟踪边坡变形情况，并可在优化安全性和生产效率时实施风险管理。边坡雷达能够对矿山边坡、山体、地表以及矿区建筑等易发生微小位移变化的物体进行远程监测。整个设备无需安装在岩壁表面，即可进行连续的，次毫米级精度测量。而且该系统的测量几乎不受雨水、灰尘或烟雾的影响，可以保证露天矿山的安全生产及经济效益。
2.变形整治措施
除了加强监测，以某露天矿为例，依据以往工程经验，可考虑三个可能的整治工程方案以保护重要构筑物的安全。
（1）灌注桩和断层带流浆充填
由于白垩系岩体倾倒变形而在F1A断层带形成的空化区，用注浆的方法不断加以充填，使断层破碎带不发生沉陷变形，在第四系层修筑灌注桩以加强基底的稳定性。此方案断层带充填材料要求不严格，能充填空化带即可，但由于白垩系岩体倾倒变形是不
断发生的，因而充填工作要定期进行，否则一旦断层带沉陷达大，不仅影响基底变形，而且使灌注桩受力状态发生改变，有可能灌注桩发生变形。
（2）灌注桩和地下注浆挡墙－Ⅰ
用注浆方法形成地下挡墙，在第四系层用灌柱桩加强地下挡墙的层带上，可加大保护的基底面积，但处于断层破碎带，岩体破碎，影响地下挡墙的强度。
（3）灌注桩和地下注浆挡墙－Ⅱ
与第二方案基本相同，只是地下挡墙设置的位置不同，因而结构参数也有所不同。此方案地下挡墙设置在F1A断层上盘的花岗片麻岩中，由于花岗片麻岩强度高，岩性较均质，因而注浆后形成的挡墙强度高，稳定性好，挡墙参数也可适当减小，可节约投资。
通过对三个方案的比较来看，以第三方案最为优越，工程可靠性高，当变形影响线不再向深部发展，可长期保持基底稳定。其它区段的灾变可按以上模式进行勘查、监控、分析和提出防治方法。
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