主要矿山地质环境问题
山东省矿山地质环境问题较多，重要类型为地质环境污染和地质灾害。
一、水土污染
(一)地下水串层污染
1.串层污染现状与危害
淄博市煤炭资源经过长期的开采，特别是20世纪的大规模开采，淄博煤田已进入衰老期，境内矿山相继闭坑，目前已闭坑的矿山有6处共18个井口。根据设计服务年限，在今后5～10年内，淄博市境内的所有统配煤矿都将闭坑停产。煤矿闭坑、停排矿坑水，改变了地下水系统的原有状态，对地下水水动力场和水化学场产生重大影响，并引起地下水水质恶化，给当地居民生活和工农业生产带来不利影响。
淄博市矿区的地下水“串层”污染早在20世纪90年代初便已形成。据1990年12月提交的《淄博市矿区水资源污染调研及防治措施研究》，龙泉428号井奥灰水受上部煤系地层地下水“串层”污染，各组分的含量较其他地段的奥灰水发生了明显变化。进入90年代末，随着煤炭资源的日渐枯竭，闭坑停采的国营矿井亦随之增多，其中以淄川境内闭坑的矿井最多，该区共有国营煤矿7个，独立生产井13眼，截止到1996年已有7眼报废，其他各井亦都属衰老矿井，也将先后停采报废。目前已停采的7个独立井口其开采范围从北部罗村镇的聂村和双沟镇的双沟一线，南到龙泉镇的麓村和南旺一带，西部以王母山断层为界，东部沿10层煤风化带为界，面积约57km2。部分矿井停止排水后，地下水位急剧上升。如原寨里煤矿北斜井1996年2月初停止抽水时，矿井水位由－24m急剧回升，至今已上升至+24m左右。矿坑水位的大幅度上升已对矿区煤系下伏奥灰水及上部砂岩裂隙水形成了不同程度的污染。其中以洪山煤矿大吊桥至小吊桥一带的奥灰水受污染最为严重，地下水中SO2－4平均含量1265.4mg/L，超出生活饮用水标准5.06倍，总硬度平均含量1517mg/L，超标3.37倍。其含量不但远远高出外围地段的奥灰水，而且较矿区部分井孔终孔时奥灰水质发生了明显变化。大吊桥133号孔，1993年7月份的水质分析结果表明，奥灰水中SO2－4含量已达1320.82mg/L，总硬度1664.0mg/L。很显然，矿井水(包括煤系劣质裂隙水)位的上升，已对矿区部分地带的奥灰水形成了“串层”污染。
2.污染通道
矿坑水污染岩溶水属串层污染，其中必有污染通道，在洪山煤矿区矿坑水与岩溶水可能沟通途径有3种:一是断层构造二是坑道钻孔三是供水井。据初步调查，洪山矿区周边虽为断裂构造包围，但矿区内断裂不发育，存在少量小规模断层，有的未能沟通两者水力联系，对采矿有威胁的断裂在开采过程中已实施了有效的注浆封堵，因而在开采期间未发生大的突水事故。洪山煤矿确实存在坑道供水钻孔，但随地面供水井的施工，为保证矿山安全生产，该矿从1979年到1982年先后5次对井下钻孔实施了有效封堵，共减少坑道涌水量17308.8m3/d。封堵各类充水水源是矿山的一贯做法，其目的就是为了减少排水成本，保证安全生产。因此，沟通矿坑水与岩溶水的主要途径就是供水井。如前所述，本区开采岩溶水的供水井多数要穿越煤系地层，但早期施工的供水井和部分农灌井根本没有止水措施。有些供水井成井质量低劣，止水效果不好。另有部分供水井止水套管被矿坑水腐蚀或因煤矿采空区地层变形井孔扭曲，导致止水工艺失效。所有这些，都沟通了优质岩溶水与劣质煤矿矿坑水的水力联系。
尽管早已存在奥陶系含水层与矿坑水沟通的事实，但在煤矿正常生产期间，由于疏干排水，矿坑水位被降得很低，远低于同期奥陶系岩溶水水位(两者水位差多在40～50m)，岩溶水补给矿坑水，因而不存在矿坑水串层污染岩溶水问题。但一旦煤矿闭坑，停止疏排矿坑水，导致矿坑水水位的急剧抬升，当矿坑水水位高于岩溶水时，首先在沟通水井部位产生串层污染，之后污染不断扩散，污染范围也逐渐增大，直接危及生活和工农业生产供水(图9-5)。
淄博煤田洪山煤矿正常开采期间，矿坑水位被降至－24m以下，同期奥陶系岩溶水位在30～50m。1994年4月洪山矿批准报废，1996年7月矿坑水位已升到+45m，1997年8月矿坑水位上升到+73m水平，矿坑水沿斜井自流地表，而此时岩溶水位却因过量开采降至5m左右，矿坑水位高于岩溶水位近70m，从而导致大量矿坑水反向补给岩溶水，造成供水井串层污染，水质急剧恶化，洪山煤矿所在的罗村一带居民吃水困难，工农业供水发生危机，社会影响极大。
3.串层污染成因
石炭、二叠系煤系地层一般由砂岩、页岩、灰岩、煤层等互层组成，煤层是相对隔水层，在天然条件下，煤系地层中各含水层因煤层的阻隔，使彼此之间的水力联系较弱。煤层采出后，矿层顶板(含老顶板)产生断裂并错动，层位发生位移(塌陷)，且在采动影响带内出现大量裂隙，甚至使上下含水层与河水发生水力联系，破坏了地下水赋存条件。矿井停止排水或排水量减少后，随着含水层地下水位的不断上升，一方面使浅埋区优质地下水通过各种导水裂隙充入采空区转化为矿坑水形成污染，或矿区深部承压含水层的劣质水通过采空区与上部含水层发生水力联系，造成对地下水(煤系砂岩裂隙水)的“串层”污染另一方面，当劣质矿坑水水位高于下伏优质奥陶系灰岩岩溶水水位时，将渗漏补给并对其形成“串层”污染。
淄川区位于孝妇河流域的中上游地带，是淄博煤田的主要集中分布区，矿井的大面积闭坑与停止排水，不仅对矿区及下游的工农业生产和人们生活造成严重影响，同时对流域生态环境将造成严重破坏，因此，如何妥善处理矿井排水与污染之间的矛盾，有效地遏制矿坑水对地下水环境的污染，已是目前的当务之急。
(二)油气开采区散落油污染
山东省油气资源丰富，主要分布在东营市及滨州市。多年来，油气开采活动对区内地表水、地下水和土壤环境已造成不同程度的污染。
1.东营市采油污染现状
石油开采业为东营市首要污染行业，其污染负荷占全市跨行业污染负荷的49.5%。据东营市地质环境监测报告(1996～2000年)，在该市常年监测的11条河流中，除黄河污染较轻外，织女河、阳河、淄河、小清河、广利河等10条河流污染较重，其中石油类检出率和超标率均高达100%，平均含量1.314mg/L，最大超标倍数(地表水环境质量标准Ⅲ类)70余倍。近岸海域石油类检出率亦较普遍，且多有超标现象，如盐业养殖区和自然保护区内石油类超标倍数皆为2倍多。
东营市地下水污染尤其是石油污染非常普遍，由于广泛分布不能饮用的咸水，故危害并不突出，但在浅层淡水分布区此种危害较明显。1999年对淄河沿岸地下水污染现状调查表明，淄河沿岸浅、深层地下水均受到不同程度污染，污染因子以油类为主，其次为CODCr、矿物质等。浅层地下水受污染面积45.8～52.5km2，深层地下水中油类检出最大值为1.32mg/L。
图9-5 闭坑矿山串层污染示意图
2.滨州市采油污染现状
据滨州市地质环境监测报告(1996～2000年)，对区内小清河、朱龙河、孝妇河、支脉沟、德惠新河等10条河流水质监测表明，河水中石油类检出率及超标率(按地下水Ⅲ类标准)高达100%，平均含量1.667mg/L，最大超标倍数100余倍。下河、单寺、杜店、小营、纯化5个集中采油区地下水已遭受石油类污染。
二、矿山地质灾害
目前山东省矿区地质灾害问题较为突出的矿种为煤、铁、金、建材、石膏、滑石矿等。主要灾害有采空塌陷、岩溶塌陷、矿坑突水等。
(一)采空塌陷
采空塌陷是山东省矿区最主要的地质灾害，涉及煤矿、金矿、铁矿、石膏、滑石等矿种，其中以煤矿采空塌陷造成的危害最为突出。伴随采空塌陷出现的往往还有地裂缝、山体开裂等。采空塌陷主要分布于煤矿采空区，其次是金、铁矿及石膏、滑石矿等采空区，但从突发性和对人民的生命财产安全上来讲，又以金、铁、石膏、滑石矿更为严重。全省17个城市中有10个存在规模不同的采空塌陷。塌陷面积规模较大的依次为泰安(主要分布于煤炭资源丰富的新泰、宁阳、肥城三地)、济宁(主要分布于兖州及济宁煤田)、枣庄(主要分布于滕州及陶枣煤田、峄城及底阁石膏矿区)、莱芜(四大国有煤矿区、张家洼及小官庄铁矿区、莱芜铁矿马庄矿区)、烟台(主要分布于金矿资源开采强烈的招远、莱州、牟平及龙口煤矿区)。
采空塌陷是由于矿层(体)采出后，采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层以致冒落形成的。按岩石的破坏程度，自采空区地表可划分3个不同的变形影响带，即冒落带、裂隙扩展带和弯曲变形带。有关资料表明，冒落带与裂隙带影响高度是矿层开采厚度的十倍甚至数十倍，当采空区冒落带影响到地表时，地表出现塌陷坑若只有裂隙带发育到地表，则地表以地裂缝为主当三带均发育时，弯曲变形带上方地表往往形成塌陷盆地，盆地中心下沉深度最大，边缘最小。由于塌陷体的四周断面与水平面的夹角较大，故塌陷盆地面积一般略大于采空区面积。
采空塌陷的影响因素错综复杂，其发生发展过程及地表形态特征主要取决于矿层条件、顶板岩性特征、地质构造和采高、开采条件等。
采空塌陷是危害极大的矿区地质灾害之一，它使地表植被、土壤及地层结构遭到破坏，严重恶化了自然生态环境，其所造成的经济损失是巨大的，直接影响着人们的生活、生产环境，严重威胁着人们的生命财产安全，制约着国民经济可持续发展健康发展。对人们生产、生活产生重大影响，山东省煤炭资源大多集中分布于山前平原及山间平原内，这些地段土地肥沃，地势平坦，又常是村镇集中、人口稠密的地段。因此，采矿引发的地面塌陷不但使其影响范围内的大量村庄被迫迁移、建筑物遭受破坏，而且使大面积良田因受地形起伏过大、地面积水、地裂缝等影响而荒废或绝产，浪费巨大的人力物力财力，甚至发生死亡事故。除去因煤炭开采而搬迁居民地的费用不计，按每亩年创收2000元计算，每年新增塌陷地约20km2，每年损失就达6000万元荒废5年就会损失3亿元。根据经验，塌陷地若要实现复垦，每亩需投入资金平均在10000元以上，因而每年因采煤引起的地面塌陷所造成的经济损失，在不包括道路维修、建筑物拆迁费用前提下，仍在1亿元以上，这是一个非常可观的数字。采空塌陷还严重破坏公共设施、道路交通，对深部采矿构成威胁，对地表水及地下水资源产生破坏。
据近几年调查资料，山东省各类矿山采空塌陷面积为403.01km2，其中煤矿采空塌陷最大，占采空塌陷面积的97%。各主要矿种的采空塌陷现状分述如下:
1.煤矿区采空塌陷
山东省采煤历史悠久，开采方式从以往的小规模开采转入现今的机械化深部大规模开采，随着采空面积和采空范围的不断扩大，各采煤区相应的发生了一系列规模不等、形状各异的采空塌陷。据不完全统计，全省因采煤造成的采空塌陷已达800余处，累计塌陷面积392.625km2，其中农作物绝产面积大于50km2，平均万吨煤地面塌陷率达0.0037km2。山东省煤矿区采空塌陷情况见表9-3。
表9-3 山东省煤矿区采空塌陷情况统计表
塌陷的平面形态多为圆形、椭圆形的塌陷盆地，盆地中心下沉深度各地不一，最大下沉深度12.5m(肥城王瓜店)，最小下沉深度0.1m(枣庄黄庄煤矿)。其中塌陷区最大下沉深度小于1.5m，地表形态相对变化较轻的塌陷面积累计124.6km2，占全省总塌陷面积的31.74%塌陷区下沉深度大于1.5m，地表形态相对变化较大的塌陷面积累计268.03km2，占全省总塌陷面积的68.26%。后一类塌陷分布区，地表地形起伏较大，在第四系沉积厚度较大或地下水位埋深较浅的地段，常形成季节性乃至常年性积水洼地，导致土地复垦困难或不能复垦。据不完全统计，目前，全省部分老塌陷区的常年积水面积已达48.2km2以上，造成了耕地的大面积绝产。
由于各地区成煤条件(厚度、埋深、顶底板岩性等)的差异，以及各采煤区开采方式的不同，使得各采区采空塌陷的发育规模差异较大。省内济宁、枣庄、泰安、龙口、临沂、淄博和坊子七大采煤区，除淄博采煤区的采空塌陷的发育规模较小外，其他地区的采空塌陷均较严重。尤其以济宁、枣庄、泰安三地市所辖煤田区的采空塌陷最为严重，累计塌陷面积达312.81km2，占全省采空塌陷总面积的79.67%，不但塌陷分布面积大，下沉深度深，而且积水面积广，造成的损失和社会影响亦极大。
(1)济宁煤矿区
主要包括兖州煤田、济宁煤田，可采煤层2～3层，煤层倾角8°～12°，厚度8～12m，最大18.77m，煤层埋深200～1000m不等。现有煤矿矿山企业40个。自1968年以来，各矿井陆续建成投产，现年生产能力达4838万t，开采深度100～600m。近年来，因长期大规模开采地下煤层，导致了采空区地面塌陷的相继发生。据不完全统计，区内采空塌陷面积已达127.96km2，占矿区总面积的9.91%，其中已复垦面积36km2。下沉深度一般2.5～7.5m，最大达9.2m。由于塌陷区下沉深度普遍较深，地形起伏较大，而且塌陷区第四系沉积厚度大，因此，各塌陷多为常年或季节性积水盆地。据不完全统计，塌陷区累计积水面积达20km2，平均积水深度4m。
(2)枣庄煤矿区
枣庄矿区采空塌陷主要分布于区内的西北部、中部、东南部的山前平原区，区内煤田有:陶枣煤田、官桥煤田、滕州煤田和韩台煤田，矿区面积1546km2。可采煤层6层，其中以石炭系太原组第十四层煤(煤层厚度1.4m左右)和二叠系山西组第三层煤(煤层厚度3～8m)为主要开采层，煤层埋深20～500m不等。矿区内现有采煤矿山企业18个，自1965年至今相继发生采空塌陷，累计塌陷面积达79.01km2，占矿区总面积的5.1%。目前，采空塌陷主要集中于陶枣煤田，塌陷面积45km2，其次是滕州煤田和官桥煤田，塌陷面积分别为27.51km2、6.5km2，塌陷区下沉深度一般为1～2.3m，最深9m(柴里煤矿)。
(3)泰安煤矿区
泰安市是山东重要的煤炭生产基地，煤矿主要分布于肥城、新泰、宁阳等地，含煤面积840km2，占全市总面积的10.8%，可开采面积240km2。可采煤层5～8层，煤层平均总厚度2.5～8m。全市现有煤矿矿山企业81个。采空沉陷主要分布于肥城市、新泰市及宁阳县煤田开采区，以肥城煤田沉陷面积最大，对地质环境、工农业生产及城乡建设破坏最为严重。目前，全市累计沉陷面积已达105.84km2。
2.铁矿区采空塌陷
省内铁矿采空塌陷相对较轻，尽管目前济南、莱芜、淄博等铁矿主要产地的矿山开采已具规模，但由于矿石采出后对采空区大都进行了尾矿充填，因此，铁矿采空塌陷的发生得到了有效地控制。据调查，至2002年底，全省仅发生3处采空塌陷，莱芜2处、淄博1处，累计塌陷面积2.673km2。
(1)淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子区采空塌陷
发生于1987年10月7日，塌陷的形成具有突发性特点，塌陷的平面形态呈长条状，长310m，宽8～12m，深6～8m。坑内陷入8户人家，死、伤各12人，百余间民房遭受不同程度破坏。
(2)莱芜张家洼小官庄铁矿区采空区塌陷
小官庄铁矿采空区塌陷发生于小官庄东、西采区，累计塌陷面积2.3km2，塌陷的平面形态呈圆形盆地状，其形成过程具渐变特征。塌陷盆地形成之初，首先在采空区上方产生小范围的地表沉降变形，之后，地表变形范围及沉降量由边缘向中心逐年增大，年沉降率0.69m(西采区)，至沉降中心出现圆桶状塌坑。塌坑直径10～30m，深20m，塌后坑中有积水，塌坑发生后地面沉降仍呈继续发展趋势。
(3)马庄铁矿采空区塌陷
马庄铁矿采空区塌陷发生于马庄铁矿区内，累计塌陷面积0.37km2，塌陷区沿采空区呈条带状延展1000m分布，最大塌陷坑深达10m，现塌陷已呈稳定状态。目前，马庄采空区采用了尾矿充填新技术，采空塌陷得到了有效控制，今后一般不会发生采空塌陷。
3.金矿采空区塌陷
金矿采空塌陷主要分布于胶东金矿区的招远、莱州、牟平、威海等地。据不完全统计，到目前为止，金矿开采区发生采空塌陷160多处，累计塌陷面积约0.851km2。塌陷的形态多为条形塌坑，走向与矿脉走向一致。塌坑两侧边坡陡立，地表岩体内沿矿脉走向的张性裂隙发育，裂隙宽度可达20cm，受矿脉地质特征和开采规模的控制，塌坑的发育规模(长、宽、深)差异悬殊。塌坑长度一般十余米至数十米不等，最长达800m。
4.石膏、滑石等矿区采空塌陷
山东省石膏矿储量十分丰富，石膏生产量呈逐年上升，产量供大于求，因此矿区采空塌陷也越发突出。目前采空塌陷主要分布于临沂市平邑县、苍山县石膏矿区和枣庄底阁石膏矿区，累计塌陷面积1.774km2。2001～2002年度临沂市、枣庄市国土资源局成功预报了两起石膏矿采空塌陷，避免了重大的人员伤亡和财产损失。
(1)平邑石膏矿区采空塌陷
面积0.038km2，2001年8月26日，平邑县卞桥镇石膏矿采空区发生地面塌陷，面积1万多平方米，中心区塌坑深5m多，塌陷上方正对着小东庄30多户村民住宅。由于预报成功，避免了小东庄116户村民的人员伤亡和财产损失。
(2)枣庄底阁石膏矿区
现有石膏矿山21个，多数矿山已有近20年的开采历史，开采规模已基本趋于稳定。采空沉陷始于1990年，现有塌坑16处，沉陷坑多呈东西向长条状，采空塌陷面积1.72km2，塌陷区下沉深度一般0.5～2.5m，最深处达7m。2002年5月20日21时，峄城区底阁镇市联营石膏矿区发生一次大规模地面塌陷，一次连片塌陷面积达214亩，后又续塌40余亩。由于监测准确，预报成功，避免了正在作业的6个矿井的400余名矿工的伤亡，避免经济损失460余万元。
(3)滑石矿采空区塌陷
主要分布于栖霞、莱州等地，现已发生采空塌陷3处。最大的一处发生在莱州市滑石矿采空区，塌陷形态为椭圆形盆地状，面积约0.45km2，塌陷中心下沉深度3m左右，该塌陷的发生对位于其西部的莱州市滑石矿构成了很大威胁，目前矿院围墙已有多处倾斜开裂，墙体裂缝最宽可达10cm。
(4)重晶石矿采空区塌陷
临沂、潍坊等地在开采重晶石矿的过程中，曾先后发生较大规模的采空塌陷，并造成了严重的人员伤亡事故。1981年10月，临沂市临沭县曹庄镇大哨村南500m的重晶石矿区发生采空塌陷，致使井下正在采矿的工人6人伤亡潍坊高密市王吴乡东南西化山村附近的重晶石矿区，1982年至1986年间，亦发生两次采空塌陷，塌陷的平面形态为条带状，塌陷中心最大塌陷深度5m，累计塌陷面积4.5km2。其中1982年发生地面塌陷时致使4人死亡，直接经济损失20余万元1986年矿区又形成一宽5m，长50～60m，深4～5m的塌坑。塌陷发生后，对部分地段进行了回填，到目前为止，矿区未再发生地面塌陷。
(二)岩溶地面塌陷
岩溶地面塌陷是一种发生在隐伏碳酸盐岩地区的突发性地质灾害。全省因开采固体矿产而引发的岩溶塌陷面积约30.6544hm2。相对于采空塌陷，岩溶塌陷面积较小，目前只局限于莱芜铁矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南金矿区3个矿区。
1.莱芜铁矿区
矿区内分布着十余处不同规模的热液交代式铁矿，自20世纪50年代末相继建矿开采。塌陷最早发生于谷家台矿区，1973年谷家台矿区大抽水，当水位降深22.4m，涌水量21385m3/d，赵庄“天窗”及其附近，沿张公清断裂东侧发生走向北北东向的突发地面塌陷群，较明显的塌陷有12处。目前，矿区地面塌陷已发展到117处，累计塌陷面积6320m2。塌陷的形态多为井筒状或坛状，直径0.4～35m，可见深度0.4～13m。塌陷造成了部分农田被毁，房屋开裂，给人们生命财产安全造成很大威胁。据调查，受岩溶塌陷影响，矿区范围内至今已有10个自然村328户被迫搬迁，不需搬迁但要维修的危房户有996户。
2.蒙阴洪沟煤矿区
1991年5月28日，洪沟煤矿地下150m处巷道发生突水事故，巷道内地下水位以2.4m/h的速度上升，次日凌晨矿井全部被淹。与此同时，距突水点0.4km的洪沟村西南、洪沟河东岸出现塌陷坑69个，形成塌陷高峰。随后，5月30日～6月3日又相继发生地面塌陷，使矿区塌陷达到78处，最后1处发生于1992年3月18日。塌陷坑群沿洪沟古河床东侧分布，在长2000m、宽400m的范围内出现塌坑148个。形态多为圆形井筒状，直径2～10m，可见深度3～5m，最深15m，最浅0.5m，累计塌陷面积约0.3km2。
3.沂南金矿区
1992年3月21日晚，沂南金矿发生突水，之后突水点上部地面即发生地面塌陷。塌陷分布于铜井镇东南1000m的铜井河床内，共有塌陷坑13个，直径1.5～7m不等，可见深度4～10m，累计塌陷面积约224m2，塌陷区内的塌陷坑现已填平。
(三)崩、滑、流等重力地质灾害
采矿引发的岩体开裂、崩塌、滑坡等重力地质灾害主要分布于胶西北中低山金矿开发区，金矿脉沿山体被采出后，如果不及时进行回填处理等，即可引发上覆岩体开裂、崩塌等。目前，在烟台市的招远、龙口、莱州、牟平等金矿区，此类重力地质灾害非常普遍，金矿毛石、尾矿不合理堆放引发的渣石流在区内也时常发生。另外，石材开发易造成边坡失稳，产生崩塌、滑坡等，此类地质灾害主要分布于鲁中南、鲁东石材开发区。
1.矸石堆引发的重力地质灾害
矸石堆自然安息角38°～40°，在人为开挖和降雨等外力作用下，易失稳引发重力灾害，如渣石流、坍塌等。自20世纪80年代以来，省内已发生较严重的矸石堆重力灾害10多起，造成20多人死亡，多人受伤。山东省枣庄煤矿北煤井一矸石堆于1994年发生坍塌，导致17人死亡、7人受伤。2002年，枣庄蒋庄煤矿一座高50余米的自燃矸石山发生塌落事故，主要原因是矿主经营煤矸石山却无任何保护措施，山体下部被挖成垂直状，上部因震动向下滑动，造成一辆汽车被埋烧焦，1人被烧焦，4人严重烧伤的严重事故。目前，全省多处矿山存在矸石堆重力地质灾害，如淄博矿业集团有7处矸石堆存在坍塌隐患。夏庄矿矸石堆坍塌，已危及附近居民的安全，应引起有关部门的重视。
2.尾矿坝引发的重力地质灾害
尾矿坝失稳造成的灾害在全省矿山中时有发生，主要分布于胶东金矿区。尾矿稳定性危害表现形式有两种:
1)水和风力的常规搬运作用造成的水土流失
2)尾矿渣石流及尾矿库坝等重力稳定性问题。
其中以后者危害更为严重。1997年8月，招远金矿玲珑选矿厂尾矿库排水斜槽盖板发生断裂损坏，山洪挟尾矿砂顺流而下，冲毁台上村果园10余亩，农田25亩，淤塞小型水库一座，17户村民无家可归。1989年，招远金矿九曲蒋家矿区太坑巷道大量涌水，涌水把蒋家村尾矿库坝冲毁造成渣石流，造成直接经济损失50多万元。九曲蒋家村另一座尾矿库坝由于设计及施工质量差，也曾在汛期发生塌滑事故，造成较大经济损失。玲珑镇罗山河两岸堆放着几十座尾矿库，每年汛期都有大量尾矿砂淤积到界河床中，需花费大量的人力、物力清淤，给当地的经济发展造成很大影响。
三、资源毁损
(一)矿业开发占用及破坏土地资源
目前，全省矿山企业矿区总面积约8049.76km2，占全省国土总面积的5.1%。矿山开发建设占用及破坏土地的类型主要为耕地。矿山开发占用及破坏土地的方式主要有露天采矿场、固体废料场、尾矿场、地面塌陷区等。山东省土地利用率较高，2007年全省耕地面积707万hm2，人均耕地1.066亩，低于全国人均水平。近几年耕地面积逐年下降，由1990年的103013万亩降至2007年的9480万亩。
(二)地貌景观的破坏
近年来，山东工程建设高速发展(全国水泥生产第一大省及高速公路通车里程最多省份)，对水泥、砂石料等各种建筑材料需求量大增，特别是建材矿山数量迅速增多，其点多、面广，影响范围几乎涉及城乡各地，其开发引发的植被破坏、水土流失、景观损失等生态环境问题十分突出，矿山生态环境恢复工作难度非常大。长期的露天采石、采砂、采土和工程施工建设，留下或正形成许多采石(砂、土)坑、挖掘面、滚石带和众多废石(土)堆，严重破坏了地质地貌形态，使原本美丽天然的地质地貌景观变得满目疮痍，恶化了自然生态环境。
针对煤炭开采引发的采空塌陷和矿山生态环境破坏等问题,调查分析了山东兖州煤田开发利用现状,及采空塌陷、水环境污染、土壤污染等地质灾害的分布范围及其危害。统计表明,截止2005年,兖州煤田已累计塌陷116.127 km2,其中塌陷积水区已达18.92 km2,最大塌陷深度9.2 m,预计到21世纪中叶,兖州煤田将形成32 000 hm2的塌陷区。针对兖州煤田实际,提出了改进采矿方式、煤炭地下气化、塌陷土地复垦、煤矸石综合利用等矿山地质环境保护与治理对策,同时提出了建立和实施具有行业特色的矿区循环经济发展模式。
煤炭资源的开发在支持国民经济建设的同时也引发了采空塌陷、地下水污染、土壤污染等地质灾害和环境地质问题。尤其是近年来,矿业经济的迅猛发展,矿山地质灾害和环境地质问题日益突出,并成为制约经济发展的障碍。本文以山东兖州煤田为研究对象,论述了兖州煤田煤炭开发引发的
一、矿山地质环境问题发展趋势
山东省作为矿业大省，矿业在国民经济中占有举足轻重的地位。由于矿区生态环境保护目前大大滞后于矿山开发建设步伐，因此，随着矿山开发强度的加大，矿区地质环境问题将越发突出。
(一)需处理的矿山“三废”不断增加，治理工作量大
1.废气排放量大
全省矿业活动产生的废气中粉尘和二氧化碳的排放量呈逐渐增长的趋势，且增长幅度较大。据“山东省环境统计报表”统计资料分析，1996年至2001年，全省矿山废气排放总量由3149亿m3增至5873亿m3，其中二氧化碳排放量由36.38万t增至36.99万t，粉尘排放总量由29.88万t增至72.79万t。1996～2000年间废气排放年增长率为16.9%，按此增长比例预测，截至2010年废气排放量将增长至28027亿m3。
2.废水排放量将缓慢减少，但需处理量仍然很大
据调查，“九五”期间山东省矿山废水年产量相对稳定，而年排放量呈缓慢下降的态势，年下降率为1.0%，主要由于矿山企业加大废水处理力度，废水综合利用程度不断提高的缘故。2005年，全省各类矿山废水年排放量为48670万m3，按1%的下降率推算，至2020年矿山年排放量为41859万m3。与此同时，废水处理量将明显增长，需要大力增加处理设施和资金投入。
3.废渣、尾矿排放量与堆存量将逐年增长
废渣、尾矿年排放量会随着矿山开采量的增大而增加，全省矿渣、尾矿年综合开发利用率远低于其产出量，故其累计堆存量逐年增加。现状年利用率为46%，现积存总量达到76378.72万t。以目前年处理能力，仅处理现有堆存量，需用28年的时间。故应加强矿渣、尾矿资源化研究，并从政策和经济手段上鼓励对其进行综合利用。
(二)矿区地质灾害问题越来越严重，防治难度增大
随着国民经济建设的高速发展，全省矿山采掘工程将向纵深发展，开采规模、强度不断增大，产生的矿区地质环境问题将越来越多，危害也越来越大。与此同时，矿区生态环境恢复治理工程量、技术难度和费用等相应增大。
1.采空塌陷
a.煤矿采空塌陷
现阶段煤矿开采主要是在鲁中地区的淄博煤田、肥城煤田、新汶煤田、兖州煤田、滕州煤田、陶枣煤田、临沂煤田和鲁东地区的龙口煤田。就目前地面塌陷情况分析，山东采煤地面塌陷基本分两种情况:
1)淄博、陶枣、临沂等煤田，多处于低山丘陵区，煤层薄，上覆第四系厚度均小于100m，开采深度多在500m以内，煤层采出顶板冒落后，很快自动叉实，地表只出现小规模地面变形、斑纹或裂缝，对地表或农业耕作不会产生重大损害
2)兖州、滕州、肥城、龙口等煤田，多处于山前冲积平原或盆地中，第四系覆盖厚度大，开采煤层厚度大，多8～12m，煤层产状平缓，采出后，顶板煤层失去支撑，形成破碎冒落、弯曲下沉，随着采空面积的逐渐扩大，在地面出现缓慢、连续的盆状塌陷坑，严重破坏了地质地貌景观，对农田、村庄等破坏严重，给矿山建设和矿区农业生产、人民生活造成重大影响，也为矿山带来深重经济负担。
根据山东省矿产资源开发规划，近期煤炭生产的重点地区是济宁、兖州、滕州煤田，新汶(含莱芜)、肥城等深部煤田，采煤地面塌陷也主要发生在济宁、兖州、滕州煤田，其次是肥城、龙口、新汶煤田。淄博煤田面临闭坑期，采煤塌陷影响很小。也就是说，除了淄博煤田外，其他各煤田地面塌陷仍将继续发展，尤其是济宁、兖州、滕州三大煤田，开发潜力大，采煤塌陷基本属于第二种情况，故其地面塌陷规模和危害程度将是十分突出的。
据山东省煤炭工业局资料，近期全省采煤地面塌陷面积年均增长20.4km2，按此推算(以2002年采煤地面塌陷面积392.625km2为基础)，2005年和2010年全省由于采煤将增加塌陷面积分别为102km2和204km2。据调查，截止到2002年，济宁市采煤地面塌陷面积累计达127.96km2，2005年新增塌陷面积36.5km2。肥城煤田塌陷面积已达54.36km2，4个乡镇近10万人受害，良田失耕，而该煤田塌陷面积仍以1.3～1.5km2/a速度递增。
未来煤炭资源开发远景区在鲁西南煤田、黄河北煤田及聊城煤田。此处煤田处于黄河冲积平原区，煤层埋深大，但具有上覆第四系厚度大、煤层厚度大、煤层产状平缓与济兖煤田类似的自然地质条件，推测未来开发会产生严重的地面塌陷危害。
采用采煤塌陷系数法，对2010年地面塌陷面积作出预测，计算公式如下:
山东省地质环境问题研究
式中:S为预测采空塌陷面积(hm2)a为采空塌陷系数(hm2/万t)T为规划年产量(万t)。
塌陷系数，就是每万t煤量出现的塌陷面积。根据省压煤搬迁办公室调查研究成果(表9-4)，整理计算出全省煤矿开采地面塌陷系数为0.24hm2/万t，结合2010年规划采煤量9000万t，则2010年地面塌陷面积为2160hm2。
表9-4 山东省主要煤矿采煤塌陷系数统计表 单位:hm2/万t
b.铁矿采空塌陷
省内铁矿采空塌陷相对较轻，目前主要发生在淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子采空区、鲁中矿业公司(莱芜)张家洼、小官庄矿区及莱芜铁矿马庄矿区3处。据2002年调查，庙子采空区由于当地乡镇和个体采矿影响，范围有所扩大，对于正处于采空区上方的庙子村而言，仍存在潜在的地面塌陷危害张家洼小官庄、马庄矿区随着开采深度的加大，以及各矿区采用了科学合理的采矿方法(砂土充填法)，并作为莱芜市重点恢复治理区，区内采空塌陷面积将逐年减少。
c.金矿采空塌陷
据金矿开发规划，近期(截至2010年)采金地面塌陷将随着采空范围的不断扩大而加剧。由于三山岛、新城、金城等金矿已经转入海下或深部开采，故其地面塌陷发生规模不会增幅太大而牟平、乳山、龙口，尤其是招远金矿，由于资源相对丰富，加上国有矿山和集体、个体矿山的联合无序开采，采空塌陷面积将不断增大，采空塌陷危害将越发突出。
d.石膏、滑石矿采空塌陷
山东省石膏矿产资源集中分布在鲁中地区，尤以泰安、枣庄、临沂三区资源丰富滑石矿资源主要集中分布于鲁东北部地区。目前石膏、滑石开发强度较高，采空塌陷时常发生，给矿区安全造成了严重危害，随着开采强度的加大，其采空塌陷亦会愈加突出。
2.岩溶塌陷
因矿山开发排水为主导因素而引发的岩溶塌陷，主要发生于莱芜铁矿区第三系缺失区和“天窗”内及断裂带附近。据地质环境监测资料，该区岩溶塌陷近年来发展迅速，1997年塌陷面积6320m2，2000年达到8450m2，2002年达9912.17m2，塌陷面积年均增长700多m2，累计塌陷坑228个，塌陷密度最大达252.5处/km2。随着矿山开采强度的增大及部分矿山恢复(如顾家台矿区等)建设，区内岩溶塌陷面积将不断增大。
3.崩塌、滑坡、渣石流
胶东地区金矿采空区及石材开采引起的岩体开裂、崩塌、滑坡、金矿毛石、尾矿不合理堆放引发的渣石流，以及鲁中南地区石材开采引发的岩体开裂、崩塌、渣石流等，因多位于山区，得不到应有的重视，其潜在危害随着矿产资源的开发而逐渐增大，故应加强地质灾害监测和预报预警工作。
4.水土流失
山东省矿山企业众多，但大多数为小型露天采石、粘土矿山。此类矿山开发生产的废渣遍及各矿区，对矿区生态环境影响很大。不仅对地表植被破坏严重，而且加重了矿区的荒漠化和水土流失。
5.水环境污染
水环境污染主要因矿渣、尾矿和矿山排水而起。据分析，随着人们对矿渣、尾矿及矿坑排水资源化意识的逐步加强，以及国家产业政策的调整，矿渣、尾矿及矿坑排水综合利用率将会越来越高，采矿对周围水环境的影响也将逐渐减少。但是，在淄博孝妇河流域煤矿区及招远金矿区，目前及未来一些年，矿区水环境污染仍十分突出。这由其特定的地质和自然、社会环境所决定。淄博矿区已发现矿坑水对奥灰水的“串层”污染现象，是由大型矿山闭坑引起的，预测随着淄博煤炭资源的枯竭，大多数矿井闭坑期的到来，矿坑水水位将因矿山停排地下水而大幅度回升，对周围地下水，尤其是对作为生活和工农业生产主要供水水源的奥灰水，存在大范围“串层”污染的隐患。
6.矿山排水与地下水供水矛盾
此类矿山地质环境问题现状与未来一定时期内主要发生在鲁中南地区，尤以淄博、莱芜煤、铁矿区最为突出，这与采矿区大量抽排地下水及当地生活和工农业生产大量需水有关，随着未来对地下水需求和矿山排水量的逐渐增大，矿山排水与地下水供水之间的矛盾会愈加突出。若矿山企业能够充分认识矿山排水也是水资源，对其综合处理，分类利用，则可缓解此类矛盾。
7.占压土地
前已述及，占压土地矿山地质环境问题普遍存在于各类矿区，但以煤矿区最为突出。大量的矸石土、尾矿随意堆放，在目前情况下将占用大量的土地资源。随着废渣资源化的研究发展，废渣综合利用率将显著提高，加上政府对废渣资源化给予大力政策扶持及一系列法律法规的出台，占压土地问题会逐步得到有效解决。
二、矿区地质环境综合评估
(一)评估原则及主要参考因子
根据山东省不同矿区地质环境的特征，以各类矿山地质环境问题的分布、发育现状及矿区地质环境问题发展趋势为依据，以采矿对地质环境影响程度为主，兼顾地质环境背景，突出重点为评估原则。
1)已发生矿山地质灾害类型及规模、“三废”排放量及排放去向、压占与破坏土地的面积和类型、造成的危害与经济损失
2)矿区生态环境恢复治理的难易程度
3)水文地质工程地质条件、开采方式、矿山企业规模与经济形式
4)地形地貌、水文气象、植被、区位条件。
矿区地质环境质量综合评估的实质是对现在和未来矿山工程、矿业活动与环境质量的价值关系进行评价。在选择评估方法上充分考虑了影响全省矿区地质环境质量的众多因素，采用定性和半定量相结合的方法进行综合评估。
(二)评估方法
1.专家打分法
它是将专家们作为索取信息的对象，组织地质环境领域的专家运用专业方面的经验和理论对矿区地质环境质量进行评估。
2.因子得分法
(1)单元网格划分
根据矿区地质环境现状图，将各重点矿区按图面坐标网进行网格划分，运用栅格数据处理方法对调查区进行剖分，每个单元面积为2km×2km。
(2)单元信息的提取及数字化
根据部分网格与已数字化的矿区地质灾害图件进行单要素叠加，并将灾害划为A(高易发区)、B(中易发区)、C(低易发区)、D(不易发区)4级，分别取值为4，3，2，1。然后，将多种灾害进行叠加，当有两种以上地质灾害高易发区发生重叠时，则取值为5。根据上述标准，对矿区所属单元进行了地质灾害信息的提取和数字化。
(3)矿区地质灾害评价
根据以往研究成果及野外调查资料，将矿区内滑坡、崩塌、泥石流、采空塌陷、岩溶塌陷、地裂缝、地面沉降、固体废弃物危害性等矿区地质环境问题进行数字化叠加分析，单元信息叠加(G)满足下列公式:
山东省地质环境问题研究
式中:G为单元信息叠加数值G滑为滑坡灾害数值G崩为崩塌灾害数值G泥为泥石流灾害数值G塌为采空塌陷灾害数值G裂为地裂缝灾害数值G弃为固体废弃物数值G沉为地面沉降数值G房为房屋裂缝数值。
将上述综合信息叠加按数值表示，并在计算机生成等值线，可定量化地综合反映矿区地质灾害现状。其中，等值线≥6为地质灾害易发区3～6为地质灾害中易发区<3为地质灾害低易发区。
3.袭扰系数法
参照2001年3月中国地质环境监测院《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》实施细则中的袭扰系数评价方法，将矿区地质环境问题的发育密度和规模作为指标，计算袭扰系数R值，计算公式为
(1)崩塌、滑坡、泥石流
山东省地质环境问题研究
(2)采空塌陷
山东省地质环境问题研究
式中:R为袭扰系数a为灾害个数密度系数b为面积密度系数c为体积密度系数。
根据地质环境现状，将重点矿区地质环境破坏程度进行数字化，点密度系数a值，面积密度系数b值，体积密度系数c值，按严重、中等、轻微、未破坏四级依次为4，3，2，1，见表9-5。
表9-5 矿区地质环境破坏程度数字化取值
以袭扰系数R值为依据进行划分:
R≥12为矿区地质环境破坏程度重
3<R<12为矿区地质环境破坏程度一般
R≤3为矿区地质环境破坏程度较轻。
三、矿区地质环境综合分区
目前，山东省矿区地质环境问题比较突出的矿种是煤、铁、金、其次是石膏、滑石等，比较突出的灾种是采空塌陷、岩溶塌陷、矿坑突水、地面沉降、水环境污染、矿区水资源危机及渣石流等重力地质灾害。矿区地质环境问题主要分布在采掘业发达的盆地、谷地、山前倾斜平原及滨海地带。矿山地质环境问题分布具有明显的区域性、规律性。按上述方法对全省矿区地质环境进行综合评估，综合评估共分3级:不良区(矿区地质环境质量差，地质灾害发育，地质环境破坏严重)、一般区(矿区地质环境质量一般，地质灾害中等发育，地质环境破坏程度一般)、较好区(矿区地质环境质量较好，地质灾害发育少，地质环境破坏较轻)。
(一)地质环境综合评估不良区
1.肥城煤矿区地面塌陷及矿坑突水不良区
肥城是省内煤炭主要分布区之一，肥城煤田开采历史较长，采空区面积52.34km2，地面塌陷面积累计已达54.36km2，沉陷区积水现象十分普遍，季节性(雨季)积水面积20km2以上，地面变形剧烈，故大量良田无法正常耕作。绝大部分矿井都转入煤层薄、含硫高、突水威胁严重的下组煤生产。区内矿坑突水严重，煤矸石堆存量大，矿区地质环境破坏严重。
2.宁阳煤矿区地面塌陷不良区
该矿区开采历史较长，地面沉陷面积6.2km2，地面塌陷和地裂缝较重，受影响村庄16个，房屋开裂1.2万间，矿坑突水较重，煤矸石、矿渣占地严重。
3.济宁-兖州煤矿区地面塌陷不良区
区内采空塌陷面积已达127.96km2，最深达9.2m。地形起伏较大，各塌陷区多为常年或季节性积水盆地。塌陷区累计积水面积达20km2，平均积水深度4m，给人们生产生活造成很大影响。煤矸石、塌陷区占压良田较重。
4.枣-滕煤矿区地面塌陷及矿坑突水不良区
(1)滕南煤矿区地面塌陷及矿坑突水不良区
该煤田煤层厚、埋藏浅，开采强度大，采空塌陷面积较大，累计塌陷面积20.32km2，年地面塌陷面积呈上升趋势，矿坑突水较重，塌陷及矿渣占地较重。
(2)官桥煤矿区地面塌陷不良区
区内采矿历史悠久，属衰老煤矿区，地面塌陷较重，现采空塌陷面积约6.5km2。矸石、矿渣占地严重，矿坑突水较重。
(3)枣陶煤矿区地面塌陷不良区
区内采矿历史悠久，属衰老煤矿区，采空区较大，采空塌陷面积45km2，采空塌陷较重，塌陷区集水较重，矿渣占地严重，矿坑突水较重。
5.峄城底阁石膏矿区地面塌陷不良区
峄城底阁石膏矿区地面塌陷较重，地表起伏变化较大，对人们生命财产安全造成很大威胁。矿区多数矿山已有近20年的开采历史，采空塌陷面积1.72km2，塌陷严重，破坏地表建筑，塌陷地及矿渣占地严重、春秋季扬尘较重。
6.莱芜马庄、张家洼铁矿区地面塌陷不良区
区内地面塌陷严重，破坏地表建筑，部分塌陷区长年积水，尾矿库、矿渣占地严重且影响矿区环境，矿坑排水量大，自然的地下水动力场遭到破坏。
7.新泰-蒙阴煤矿区地面塌陷不良区
新泰煤矿区采空区面积104.12km2，已沉陷面积达67.4km2，地面变形严重，全区12个乡镇(包括办事处)72个村庄的近30余万间房屋发生不同程度开裂(部分倒塌)，受影响居民3万余户，直接经济损失近亿元。
蒙阴洪沟煤矿区内地面塌陷、地裂缝严重，累计地面塌陷坑200余个，对房屋等地表设施造成严重破坏，具突发性矿坑突水较重，人们的生命财产受到严重威胁。
8.平邑石膏矿区地面塌陷不良区
平邑石膏矿采空塌陷面积0.038km2，地面塌陷较重，地表起伏变化较大，对人们生命财产安全造成很大威胁。矿渣占地及扬尘较重。
9.淄博中南部煤矿区地面塌陷及矿坑水串层污染不良区
区内采空区面积70km2，地面塌陷相对较重，矿坑突水严重，煤矸石、废渣占地较重，煤矸石自燃、扬尘影响大气环境，煤矸石山重力地质灾害时常发生，矿坑水串层污染严重，地下水疏干严重影响水资源，地表水环境污染较重。
10.招远金矿区地面塌陷及崩塌、渣石流不良区
区内金矿矿山企业众多，采空面积大，地面塌陷坑点多面广，发育有地裂缝。崩、滑、流等重力地质灾害时常发生，影响交通及破坏地表设施，矿渣及尾矿占地、扬尘等严重影响区内环境，区内水环境质量较差。
11.龙口煤矿区地面塌陷及海水入侵不良区
区内煤矿采空塌陷面积大，矿坑突水较重，矿渣占用土地，海水入侵较重，地下水质量较差，沿海地貌景观受到较重影响。
(二)地质环境综合评估一般区
1.章丘煤矿区地面塌陷一般区
区内采空区面积较大，地面塌陷相对较轻，煤矸石存量大，占地较重，矿坑排水量大，自然水动力场遭到破坏。
2.坊子煤矿区地面塌陷一般区
区内煤矿开采历史较长，采空区面积大，地面塌陷严重，塌陷面积30.93km2，对土地及地表设施造成破坏，矸石废土无序堆放，占压土地，影响城区环境，局部存在重力地质灾害。
3.罗庄煤矿区地面塌陷一般区
区内矿山开发历史较长，地面塌陷面积较广，对房屋等地面建筑造成破坏，煤矸石存量大，占用及破坏土地。矿坑突水时有发生。
4.平度-莱州滑石矿区地面塌陷一般区
(1)平度-莱州滑石矿区地面塌陷一般区
区内地面塌陷较重，废渣土无序堆放，占用土地，对地貌景观造成破坏。
(2)莱州滑石矿地面塌陷一般区
区内地面塌陷较重，形成多个塌陷坑及多条地裂缝，造成房屋开裂、农田被毁、废渣随意堆放及扬尘，影响区内地貌景观和大气环境。
(3)栖霞滑石矿区地面塌陷一般区
区内地面塌陷及地裂缝较发育，破坏土地及地表设施，给人们生命财产安全造成影响。
5.牟平-乳山金矿区地面塌陷一般区
(1)牟平金矿区地面塌陷一般区
地表塌陷、地裂缝较重，破坏土地及地表设施，严重影响土地复垦，废渣及洗冶废水影响水环境。
(2)乳山金矿区地面塌陷一般区
地面塌陷时有发生，对地表设施及地貌景观造成破坏，废石渣、废液、尾矿库对区内生态环境造成一定影响。
(三)地质环境综合评估较好区
一般分布于不良区、一般区外围或矿山开发强度较低及生态环境恢复治理较好的区域。
四、矿区地质灾害防治区划
根据矿区地质灾害的形成和演化规律、危害程度，结合国民经济和社会发展计划，将全省矿区划分为三大防治区:重点防治区(Ⅰ)，次重点防治区(Ⅱ)，一般防治区(Ⅲ)(图9-6表9-6)。
表9-6 山东省矿区地质灾害防治分区说明表
1.矿区地质灾害重点防治区(Ⅰ)
主要分布于鲁北、鲁西南平原和鲁中南的中心城市及其外围、胶东半岛北部，按灾种及危险程度可进一步划分为9个亚区。
(1)肥城采煤塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ1)
主要为肥城矿区，今后矿井生产向深部延伸，底板含水层富水性减弱，矿井防治水工程应采取局部注浆和疏水降压相结合的治水方案加强塌陷区监测，土地复垦等矿区综合治理工作。
(2)兖州—枣滕采煤塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ2)
积极探讨并充分利用采煤新技术，以减少地面塌陷危害，同时开展地表沉陷位移观测研究工作，建立塌陷预测预警系统，进行矿区综合恢复和治理。进一步查清威胁采矿安全的地下水、地表水和“老窿水”通道，预防突水事故的发生。
(3)济南—淄博矿区矿坑排水、水污染为主重点防治亚区(Ⅰ3)
图9-6 矿区地质灾害防治分区图
注浆堵水在该区地下水治理中有较成功的经验，今后应加强矿坑排水综合利用。淄博矿区大部分面临闭坑，应继续排水，防止对奥灰水的“串层污染”。
(4)莱芜岩溶塌陷及矿坑排水重点防治亚区(Ⅰ4)
合理安排区域地下水开采，鼓励用水单位使用矿坑排水，以减少区域地下水开采量。加强铁矿开采治理地下水的研究。
(5)大汶口—新蒙采煤塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ5)
加强矿区地下水治理对策研究，对主要进水通道进行注浆改造，以减少矿坑排水量。同时加强矿坑排水综合利用和塌陷区土地复垦。
(6)临沂采煤塌陷、岩溶塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ6)
对已转入深部开采的国营大矿，应特别注意矿区地下水治理和矿坑水综合利用。加强乡镇和个体矿山的管理，注重塌陷区土地复垦工作。
(7)潍坊采煤塌陷重点防治亚区(Ⅰ7)
加强对乡镇和个体矿山的管理，以减轻地面塌陷危害。坊子煤矿矿坑水水质较好，希望能充分利用，以保护地下水资源。
(8)胶北采金(煤)塌陷及重力地质灾害重点防治亚区(Ⅰ8)
对采空塌陷的主要制造者———乡镇和个体矿山实行严格管理，同时加强塌陷区综合治理。对潜在重力地质灾害发生地段进行标注，并加强监测，防患未然。
(9)东营—滨州油气开发区地面沉降及散落油污染重点防治亚区(Ⅰ9)
集约开采和利用，以减轻落地油造成的局部污染。加强研究采油与油区地面沉降之间的关系，同时进行地面沉降监测工作。
2.地质灾害次重点防治区(Ⅱ)
主要分布于鲁西南、鲁中、鲁西北、胶东四大矿业经济区的众多矿区(重点防治区外围)。在大规模开发前，应加强科学开采方式的研究和应用，探讨巨厚煤层异向开采新技术的可行性，减轻未来开采地面塌陷等地质灾害的危害，做到以防为主，防治结合。
近期，完成全部重点矿区的地质灾害调查与区划。建立健全地质灾害群测群防体系和群专结合的监测预防体系。对危及人民生命财产安全的重大灾害隐患点进行勘察治理或搬迁避让。建立健全地质灾害应急反应系统，完善建设用地地质灾害危险性评估制度，实行矿山地质环境监测、报告和矿山地质环境治理保证金制度，开展预测预警系统和综合防治工程研究，开展突发性地质灾害气象等级预报工作。
建立平邑县石膏矿采空塌陷监测预报及综合防治示范区。
中远期，健全并完善矿区地质灾害群测群防体系和群专结合的监测预报体系。对危及人民生命财产安全的地质灾害隐患点进行勘查治理或搬迁避让。开展矿山地质环境评估，继续实行并完善建设用地地质灾害危险性评估制度、矿山地质环境监测和报告制度、矿山地质环境治理保证金制度。在深入开展预测预警系统和综合防治工程研究的基础上，启动综合防治工程。不断提高突发性地质灾害气象等级预报的准确率。
3.地质灾害一般防治区(Ⅲ)
主要分布于鲁东的胶莱盆地，鲁西南平原和鲁北平原南部的部分地区。由于局部地区地下蕴藏着较丰富的煤炭资源或油气资源、部分地区蕴藏较丰富的中深层淡水资源，随着经济社会的迅猛发展，其开发势在必行，故仍潜在采空塌陷、地面沉降、地裂缝和第四系塌陷等地质灾害，仍应密切关注地质灾害的发生发展和防治。特别是新上大、中型建设项目亦必须进行地质灾害危险性评估，以确保人民生命财产的安全。
济宁市煤炭资源主要分布在兖州煤田、济宁煤田、滕北煤田、滕南煤田、丰沛煤田、金乡煤田、巨野煤田和宁汶煤田等区域，涉及任城区、兖州区、济宁高新区、太白湖新区、邹城市、曲阜市、汶上县、微山县、嘉祥县、金乡县、鱼台县、梁山县。可采煤层主要赋存于古生代石炭—二叠系的太原组和山西组，大部分主采煤层厚度在3—8米之间，属于厚煤层，煤层产状总体稳定。
二、煤炭开发利用情况
济宁市的煤炭开采分4个阶段。1958—1995年为起始阶段：煤矿缓慢增加，产能缓慢增长，资源缓慢减少。1996—2010年为成长阶段：煤矿快速增多，产能迅速提高，资源快速减少。2011—2020年为成熟阶段：煤矿新增与闭坑并行，产能小幅减少，截至2020年剩余可采储量为15.61亿吨。2020年后进入资源开采后期：煤矿逐步关闭，资源存量逐渐枯竭。截止2020年底，济宁市共涉及煤矿采矿权68个，其中，井口在市内的生产矿井45对（含停建矿井1对、停产矿井4对），关退矿井12对，主要分布在任城区、兖州区、邹城市、曲阜市、汶上县和微山县；井口在市外的11对，主要涉及微山县。
贾德旺 王学森 张敏 朱昶
（山东省鲁南地质工程勘察院，兖州272100）
作者简介：贾德旺（1972—），男，工程师，主要从事水工环地质勘察与研究工作。
摘要：南水北调工程是举世瞩目的宏伟工程，沿线存在的地质灾害及工程实施后可能诱发的地质问题对工程建设影响意义重大。本文在收集现有地质调查资料的基础上，对南水北调东线工程山东段沿线现有地质灾害进行分析，然后采用综合指数评价方法对其进行评价，根据评价结果将沿线区域划分为无地质灾害区和轻度地质灾害区，并提出相应的预防措施与建议。
关键词：南水北调；地质灾害类型；地质灾害评价；山东
1 南水北调东线工程（山东段）概况
东线工程是南水北调总体规划“四横三纵”的基本框架中的重要组成部分，山东段跨越山东省西部，由南至北依次经过山东省枣庄、济宁、泰安、聊城与德州等五市，南北干渠总长486.8km。调水自江苏省进入山东省后于韩庄运河利用台儿庄、万年闸、韩庄三级泵站送水至南四湖下级湖，经二级坝提水到上级湖，沿梁济运河经长沟、邓楼、八里湾三级泵站提水进入东平湖，出东平湖后分别向鲁北、胶东输水。鲁北输水干渠于位山穿黄倒虹后自流到临清，利用鲁北分干渠七一、六五河为夏津、德州等城市提供水源。胶东输水干渠自东平湖的青龙闸提水，于黄河南侧向东自流，经小清河干流及左堤外侧明灌渠与引黄济青工程衔接，调水至青岛、烟台。该工程耗资巨大，意义长远，因此为了工程顺利实施，“避害兴利”科学规划，对沿线地质灾害进行调查与评价非常必要。
2 地质环境背景
东线工程山东段属暖温带半湿润气候区，光照充足、四季分明。降水量由南至北依次递减，蒸发量分布规律与降水量基本相反。工程穿越山东一级新构造单元鲁中南-鲁东上升山地的西部、鲁西-鲁北沉降平原的中南部。地貌形态按成因分为河流地貌与湖积地貌两大类型，又可分为冲积平原、冲洪积平原、河谷平原、侵蚀平原、侵蚀剥蚀平原和湖积平原六类地貌类型。土壤以棕壤、砂姜黑土、水稻土、褐土、潮土为典型土。地表水系发育，工程南北跨越淮河、黄河、海河三大流域，较大河流有马颊河、徒骇河、黄河、大汶河、泗河等，湖泊有南四湖和东平湖，南四湖为一近北西 -南东向展布的狭长带状湖泊，为调水工程经过之地，东平湖属黄河、汶河的滞洪区，两湖泊总库容约为1×109m3。
图1 南水北调东线工程（山东段）地质灾害分布图
1—土壤沙化区；2—采空沉陷易发区；3—岩溶塌陷区；
4—地氟病易发区；5—地面沉降；6—地裂缝；7—分区界线；8—调水路线
调水工程山东段沿线构造主要为近南北向的张性断裂，包括巨野断裂、嘉祥断裂、孙氏店断裂以及峄山断裂等。受构造控制，沿线地层发育有泰山群、震旦系、奥陶系和第四系。地下煤炭资源丰富，开采量较大，枣庄、兖州是国家重要的煤炭输出基地。地下水类型主要分为孔隙水和碳酸盐岩类岩溶水，孔隙水井（孔）单位涌水量100～1000m3/（d·m），碳酸盐岩类裂隙岩溶水井（孔）单位涌水量500～1000m3/（d·m）。沿线大中型企业主要开采岩溶地下水，需水量大的单位有枣庄十里泉电厂、邹县发电厂、里彦电厂和各城市自来水公司等，局部地段由于取水量过大已处于超采状态。
3 地质灾害类型
工程沿线以自然成因为主的地质灾害有崩塌、水土流失等；由人类活动诱发的地质灾害主要有岩溶塌陷、地面沉降、采空沉陷、土壤沙化、地裂缝等。
（1）崩塌：多发生于地形陡立、垂直节理比较发育地区，上部岩层受内外动力作用后形成。沿线崩塌点位于薛城区陶庄镇西北山麓，崩塌体岩性为灰岩，因下伏页岩长期遭受风化、剥蚀后形成上部崩塌，崩塌体长约数十米。
（2）水土流失：水土流失的产生受气象水文、地形地貌、植被等影响，破坏农田的同时也降低了土壤肥力。沿线水土流失主要发生在鲁北平原徒骇、马颊河水系周围，平均降低排洪能力30%～50%，降低防涌能力25%～40%。
（3）岩溶塌陷：产生塌陷的重要基础条件是大面积的隐伏碳酸盐岩，塌陷主要发生在薛城区南石、枣庄十里泉、丁庄、东王庄一带，城市和工矿企业由于无节制超量开采岩溶水，改变了水源地地下水动力条件，最终导致岩溶地面塌陷。
（4）地面沉降：该灾害的发生是一个长期缓变的过程，主要存在于人口集中、经济发达的德州市城区、济宁市中区。据资料，自1989年以来沉降速度呈现逐年扩大的趋势。沉降范围多与地下水开采降落漏斗一致，地面沉降区域上不均匀，降幅较大区多集中在城市供水水源地范围内。
（5）采空沉陷：沉陷点位于济宁市区内太平、欢城、岱庄以及枣庄市等地，沉陷区和有沉陷倾向的范围约3000km2。该灾害的发生严重破坏了区域生态环境，损失大片土地，村庄被迫迁移，经济损失巨大。
（6）土壤沙化：饱和的粉、细、中沙及亚粘土，在一定条件下均可以发生液化，沿线土壤沙化可分为中度沙化与轻度沙化，中度沙化区分布在夏津县城附近，面积大，坑丛沙堆密集，风蚀强烈；轻度沙化区分布于夏津-武城、临清南、聊城西北、东阿等地，另外梁山县和汶上县交界处袁口-馆驿也有小面积分布。
（7）地裂缝：多与开采地下水、采矿等人类活动有关，主要分布于峄城区王庄乡和吴林办事处的17个自然村，面积约15km2，多处于地下水降落漏斗内；1977年6月兖州矿山机械厂宿舍柏油路面出现地裂缝，呈单一开裂，断面呈“V”字形，近S-N向，裂面粗糙，升降错位不明显，属张性；微山县鲁桥地裂缝分布于鲁桥-南阳湖地段，方向性不强，无连续性，未见水平位移及上下错动现象。
4 地质灾害评价
对地质灾害进行评价，国内外尚无规范和标准，在此采用综合指数法，首先对各类地质灾害按照表1进行分级打分，然后采用综合指数（式（1）、式（2））进行计算：
山东省环境地质文集
山东省环境地质文集
式中：F为各项组分评分值Fi的平均值；Fmax为单项组分评分值Fi的最大值；n为参加评价指标数。
求得地质灾害综合指数，再利用表2进行分区，根据评价结果将工程沿线划分为无地质灾害区和轻度地质灾害区。
表1 地质灾害评价指标表
表2 地质灾害综合指数分析标准表
（1）无地质灾害区：地质灾害综合指数小于1，主要分布于聊城市柳林-阳谷、梁山-鱼台、滕州市望庄等地，该区属于冲积平原和冲洪积平原，土地侵蚀性小，目前尚未发生地裂缝、岩溶塌陷、地面沉降、采空沉陷、土壤沙化等地质灾害。
（2）轻度地质灾害区：地质灾害指数1～2.75，分布在德州-夏津、济宁-台儿庄与低山丘陵区。德州-夏津主要是土地沙化、地面沉降、水土流失等地质灾害，土地沙化面积较大，已达中度沙化；水土流失发生于鲁北黄泛平原马颊河、徒骇河流域；地面沉降发生于德州、济宁两城区，属沉降程度较轻地段；岩溶塌陷、采空沉陷、地裂缝、崩塌等地质问题发生在济宁-滕州煤田、薛城-台儿庄等地。
5 地质灾害防治措施
（1）贯彻预防为主的方针，加大对各种地质灾害预测预报工作力度。
（2）因地制宜，在崩塌、岩溶塌陷、采空沉陷、地裂缝等地质灾害现存和潜存区，新建或拟建的工程采取避让措施。
（3）健全地质环境保护法规，加强管理，在地面沉降、岩溶塌陷、采空沉陷等区，对地下资源进行限采，严格控制超采。
（4）治标治本，对某些地段可采取生物治理与工程治理措施。对崩塌易发区采用SNS柔性防护工程和混凝土格构加固；在水土流失、土壤沙化区开展植树造林；高氟区改打防氟井；对采空沉陷加大回填力度等。
6 结论与建议
（1）工程沿线现状地质灾害与地质问题较多，主要有地裂缝、土壤沙化、地面沉降、岩溶塌陷及采空沉陷等。
（2）对地质灾害采用综合指数法进行评价，将沿线区域划分为无地质灾害区和轻度地质灾害区。
（3）对区内地质灾害和地质问题加强预警预报措施，以便有效地遏制和预防灾害的发生。
参考文献
段永侯，罗元华等.1993.中国地质灾害.北京：中国建筑工业出版社
李公岩等.2003.山东省枣庄盆地岩溶塌陷形成条件及易发区划分方法探讨.中国地质灾害与防治学报，12（4）：49～52
微山县湖周边地区沿湖已建成或正在建设煤矿有13个，其中省属2个：龙固煤矿、三河口煤矿、大屯煤矿、东台矿（江苏）、里彦矿（山东），市属8个（王晁煤矿（枣庄）、蒋庄矿（枣庄）、田陈矿（枣庄）、北徐楼矿（枣庄）、枣坡（枣庄）、三家林（枣庄）（距欢城、留庄1-5公里，东滩矿（济宁）、鹿洼矿（济宁）。 微山湖水陆交通四通八达，极为便利，京杭运河、京福公路、京沪铁路、三大交通动脉均穿越微山境内，相互交汇，构成了水陆交通的连接网。为微山煤炭外运提供了充分的选择条件。目前全县共有各种船只8000多艘，煤炭专用铁路三条，京杭运河贯穿全湖140多公里，建有航道60多条，建成港口20余处，航程达500多公里。境内有国家干线公路4条，将境内所产煤炭可直接运抵全国的各个地方。
