需要針對不同類型的礦區和礦區存在的主要地質環境問題，結合當地的氣候、地貌和經濟條件，選擇適宜的煤炭開發地質環境保護與治理技術。例如，在廣泛收集資料和調查的基礎上，我們發現大柳塔礦區的主要地質環境問題有:壹是地面沈降和地裂縫；二是煤矸石山的堆積和自燃；第三是水資源的破壞。銅川礦區不僅存在地面沈降、地裂縫、煤矸石山、水汙染等問題，還面臨煤炭資源枯竭型城市的轉型。以銅川礦區大柳塔礦區地面沈降和地裂縫、煤矸石堆積、水資源破壞和煤炭枯竭型城市改造為例，探討了兩個重點地區煤炭開發中地質環境保護和治理的適用技術。
(壹)地面沈降和地裂縫治理的適用技術
1.礦區土地利用分布
大柳塔地區位於毛烏素沙地和黃土高原的交界地帶，屬於黃沙覆蓋的黃土丘陵區和黃土丘陵區。大柳塔鎮平均農業人口14.2人/km2，耕地(水澆地和川地)15畝/km2，山區18畝/km2，屬地廣人稀地區。70.5%的土地面積為草灌地、沙地和基巖區，綜采形成的塌陷區完全是塌陷區，與原有的丘陵地貌難以區分。這些地區控制地面沈降的關鍵是回填大型地裂縫。
同時，也不能忽視塌陷對耕地的破壞作用，以及塌陷區耕地的管理和恢復。根據2005年7月31日SPOT5衛星遙感影像和野外調查(許，2006)，大柳塔礦區耕地面積占全礦區耕地面積的15.8%，其中旱地占6.6%，水澆地占9.2%。旱地分布在沙丘、梯田、低山丘陵和河谷平原之間的沙灘上，面積24.84km2，主要農作物有玉米、谷子、黍、薯類、向日葵等。灌溉土地主要分布在烏蘭木倫河和水源河谷。如雙溝、木河溝、活雞面溝、郝家溝、哈拉溝。主要農作物有玉米、谷子、黍、薯類、黍、蔬菜、瓜類、藥柴等植物，面積9.24km2，這些農業用地雖然在整個礦區中所占比例很小，但卻是當地農民賴以生存的基礎。因此，對耕地的破壞需要著重處理。
2.地面沈降和地裂縫處理適用技術。
根據大柳塔礦區的地形地貌和土地利用情況，在草灌地、沙地和基巖區可簡單填充大裂縫，塌陷坑穴只要不影響采煤，不需要特殊處理，可自然穩定，與當地丘陵地貌自然融合。
對於農業用地，需要應用壹些工程控制技術結合生物控制技術來恢復耕地的用途。鑒於大柳塔礦區煤矸石含有壹定量的重金屬和氟化物，不能用於塌陷坑穴的充填復墾。因此，大柳塔礦區塌陷耕地可以采用深挖淺墊的簡易方法進行復墾，土地平整後適合恢復耕地。結合泥漿泵復墾技術或酸堿中和法、綠肥法等簡單、廉價、有效的生物復墾技術，復墾土壤的容重、孔隙度、含水量和入滲量、有機質含量、養分含量適宜提高土地生產力。
(2)煤矸石山治理適用技術
1.礦區煤矸石的性質及存在的問題
神東礦區所有煤層均屬於低變質煤，煤巖類型屬於半亮、半暗、暗淡型煤。其成分為亮煤和暗煤，含少量鏡質組和絲煤，總有機質達98%以上，可燃。煤中有害成分低，多為超低灰低灰、超低硫、超低磷、高熱值煤。煤矸石和精選煤矸石由黑色煤矸石組成，主要含有煤層中的假頂和假底的巖石。開采煤矸石摻煤增加了煤矸石的可燃性。機械化程度越高，摻入的煤矸石越多。因此，即使在矸石中含硫量較低，矸石中混有可燃煤的情況下，在外部條件允許的情況下，矸石山自燃也是不可避免的。調查區域前，柳塔大柳塔煤礦矸石場存在矸石自燃現象。
煤矸石存放在堆場時，在大風天氣容易產生風蝕粉塵，其揚塵條件主要取決於其粒徑、表面含水率和風速。據氣象統計，該地區年平均風速為1.7m/s，春季多風。壹年中風速超過4.8m/s的頻率約為5.53%，說明矸石山在壹定條件下可以降塵。
此外，煤矸石含有壹定量的重金屬和氟化物，如果隨意堆放，不采取措施進行復墾，會汙染土壤環境。
2.煤矸石山綜合治理適用技術。
預防是煤矸石山自燃的重中之重。鑒於大柳塔礦區選煤機械化程度高，防止煤矸石自燃最有效的措施是有效清除混入其中的煤屑或煤塊。此外，針對礦區煤矸石重金屬汙染的可能性，采用分層堆積、覆土復墾和綠化的方法是有效的。根據火區、自燃嚴重程度、地理環境和施工條件的不同，選擇合理有效的煤矸石山自燃治理方案。從國內外的工程實踐來看，以註漿法為主，輔以地表封閉、壓實和註入泡沫滅火劑的綜合措施是目前治理矸石山自燃的成熟有效技術。
近年來，為了提高效益、降低成本、減少汙染，大柳塔礦區在礦山設計和建設階段就考慮並實施了矸石渣地下處理技術，將矸石全部消化處理到地下(Julia，2002)。
井下矸石和礦渣處理是用礦用鏟車和無軌膠輪車將生產過程中產生的矸石和礦渣排至就近巷、矸石巷、施工巷等廢棄巷，並輔以其他安全輔助措施。
(1)用膠帶處理巷道延深、巷道口、巷道頭硐室施工階段的矸石。
根據排矸量，在附近預留的永久煤柱中開挖井下排矸硐室，盡量充分利用礦井原有廢棄巷道。
(2)處理煤層變薄過程中的矸石或其他構造。
根據設計，兩相鄰平巷之間每隔50m應開設壹條15m的巷道。除生產過程中必須預留的巷道外，其他巷道均可作為排矸巷道。如果預留的巷道仍不足以排矸，根據需要，在附近的巷道煤柱內挖壹條與巷道斷面相同、深度約為8m的巷道。對於壹些廢棄的施工車道，也作為排矸車道。排矸時，在矸石較少的情況下，由礦用鏟車直接鏟到排矸巷；當矸石較多時，用無軌膠輪車將矸石傾倒至排矸巷，再用礦用鏟車進行堆放，最大限度利用排矸巷。
為防止矸石自燃，所有排矸巷均修建擋土墻。用碎煤填築的矸石巷，矸石表面應覆蓋嚴密的黃土；為防止矸石二次汙染，應設置隔水層；車道入口被永久密封，以防止自燃。
采用煤矸石爐渣地下處理技術，降低噸煤成本，不占用土地，杜絕煤矸石中有毒有害物質在風化淋濾下對環境和水體的汙染；杜絕煤矸石自燃，降低空氣中硫化物等有毒有害物質的含量，取得良好的經濟和生態環境效益。
(3)礦區水資源綜合利用適用技術
1.礦區水文地質條件與水資源破壞
礦區位於毛烏素沙地和陜北黃土高原的交界地帶，地勢西北高，東南低。西部和北部為沙丘、沙丘和沙灘，東部和東南部為黃土丘陵區。礦區地下水類型可分為三類:松散巖類孔隙含水巖組、燒變巖類裂隙含水巖組和侏羅系碎屑巖類孔隙含水巖組。受煤炭開發影響的含水巖層主要有:第四系上更新統薩拉烏蘇組含水層和燒變巖含水層。
由於煤炭資源的開發，對該地區水資源的破壞是全方位的:地下采煤引起的地表塌陷和地裂縫改變了包氣帶的巖土結構，礦井排水改變了地下水的補給、直徑和排泄條件，導致含水層排水、地下水位下降、地表水體幹涸、水質惡化等壹系列問題，從而影響礦區可利用水資源的總量和質量。風積沙含水層在礦區受影響最大，部分區域含水層已被抽幹，原有含水層已成為深層包氣帶。在目前條件下，該區地下水的影響範圍受天然含水層規模控制，從幾百米到幾公裏不等。烏蘭木倫河西側，由於風積沙和黃土含水層規模較小，影響範圍較小；烏蘭木倫河東側，尤其是敖包十裏壹帶，含水層較大，開采對地下水的影響較大(許，2006)。
2.礦區水資源綜合利用適用技術
在神東煤炭公司的有效管理下，大柳塔礦區基本實現了礦井水的資源化利用。具體措施是采用先進技術處理生活汙水，同時結合礦井水、采空區及其充填物的特點，重點開發礦井水采空區過濾凈化技術，並在大柳塔井田成功實施，取得了客觀的經濟、環境和生態效益。
大柳塔礦區雖然成功實現了礦井水的綜合利用，但由於礦區地處西北幹旱荒漠區，降水少，蒸發多，水資源自然短缺，再加上煤炭開發造成的水資源破壞問題，水資源的流失已成為日益嚴重的赤字，需要考慮其他途徑對礦區水資源進行綜合有效利用。
鑒於這種情況，國內外學者將目標轉向了土壤水分利用的研究。但這些研究都處於基礎理論研究階段，包括:塌陷對土壤水分影響的研究，塌陷區土壤水分遷移機理的研究，采礦引起的土壤水汙染的研究。目前還沒有關於提高塌陷區土壤水分利用率的研究。2005-2007年，國家自然科學基金面上項目“開采沈陷下包氣帶水分遷移機理研究”(項目編號:40472124)，開展了神府東勝采煤沈陷區包氣帶水分遷移與生態環境研究，取得了壹些初步成果，為煤礦區土壤水資源的保護和綜合利用提供了理論依據和技術支持。在此基礎上，進壹步探討采煤沈陷區土壤水的綜合利用，提出適合大柳塔礦區土壤水綜合利用的保護和治理方案，為節約礦區生態用水做出壹定貢獻。
(D)適用於煤炭枯竭城市改造的技術
1.礦業城市發展現狀
銅川礦務局是在老銅官煤礦65438至0955基礎上發展起來的大型煤炭企業。在冊職工30041人，退休人員32691人，職工家屬約216千人。由於生產礦井大多建於50年代末60年代初投產，礦井的煤炭儲量、井田範圍、生產能力和服務年限都受到當時地質條件和開采條件的限制。自20世紀80年代以來，已有9對礦井報廢、關閉，減少設計能力396萬噸。目前全球8對礦井的核定產能為965萬t/a，無關聯礦井。東部地區部分礦山資源枯竭，負擔重，生產成本高，正在申請國家資源枯竭礦山關閉破產項目。生產發展問題日益突出，企業的生存和發展面臨嚴峻挑戰。
2.資源枯竭型礦業城市轉型適宜技術
參考國內外資源枯竭型城市轉型的經驗，我們認為以下幾點對於銅川礦業城市的成功轉型非常重要。
(1)以大力發展替代產業為核心推動其經濟轉型。
具體來說:充分挖掘現有煤炭資源的利用潛力；加強伴生資源和廢棄物的綜合利用和再利用，減少資源浪費；積極申請延續礦井，延長煤炭資源開采期限，延長開采時間；根據自身的功能定位、特點和市場需求，盡快發展替代產業(如旅遊業)，最終形成多元化的產業結構。
(2)推進以促進就業和完善社會保障為重點的社會轉型。
具體措施包括:培訓下崗職工的技能；支持中小企業發展；鼓勵自營職業；建立和完善社會保障機制。
(3)以改變環境為目標，促進礦業城市的環境改造。
具體措施包括:因地制宜地將廢棄礦山、露天礦改造成礦山公園，以改善礦業城市的人居環境，促進礦業城市旅遊業的發展。
二是石油開發中的地質環境保護與治理技術研究
鄂爾多斯油田開發區內存在大量的石油汙染物，主要以含油汙水、原油、含廢氣泥漿等形式存在。這意味著如果不及時采取措施，石油汙染將成為該地區的主要汙染方式，汙染程度將進壹步加深，生態環境將進壹步惡化。根據以往的研究成果和本次研究的結論，含油汙水、原油和含廢氣泥漿對當地地下水的直接汙染不存在，對地表水的汙染相對較小，但對土壤的汙染非常嚴重。土壤生態環境的保護和管理對人們的生存和生活意義重大，應受到普遍重視。根據黃土地區的土壤性質和汙染情況，結合該地區的地質、氣候和城市規劃等綜合因素，可以考慮生物修復技術。通過分析、調查和測試，發現黃土土壤中存在大量的微生物菌群，為利用微生物修復油汙土壤提供了先天條件。
因此，基於這壹事實，通過原油落地造成土壤汙染的突破和示範，開展該地區土壤的微生物原位修復實驗，探索黃土地區生態修復的可行方法。
(A)黃土地區石油汙染土壤補救中應考慮的因素
在陜北和隴東地區，土壤的石油汙染更為嚴重，而且由於石油工業的發展和石油使用量的增加，土壤的石油汙染將越來越普遍和嚴重。鑒於以上分析，黃土地區土壤石油汙染修復應考慮以下因素:①汙染場地的氣候特征、地質結構和土壤類型；(2)根據汙染物種類、數量和性質的不同，采用適宜的修復技術；(3)修復的效果、時間、難度和費用；④選擇的方法應適合當地經濟發展和城市規劃；⑤盡量采用成本低、無汙染、效率高、可操作性強的技術；⑥因地制宜開發新技術。
(二)修復方法的選擇
對於黃土地區，土壤容易吸附石油類汙染物。壹方面，從石油汙染物的性質來看，石油是壹種大分子疏水粘稠物質，因此石油分子容易到達土壤表面，容易附著在土壤顆粒表面，而附著在土壤顆粒表面的石油汙染物更容易附著更多的石油汙染物；同時，油比水輕，水中的油主要是溶解相和乳化油，分散性好，容易被土壤顆粒膠體捕獲和吸附。而且石油在水中的溶解度低，根據吸附的經驗規律，溶解度越低，吸附量越大；最後，水中的油在水的湍流狀態下以微小顆粒的形式存在，其吸附機理不僅是油分子在分子間力和電荷力的作用下與顆粒的吸附，還有整個油顆粒對顆粒的粘附，使油在較短的時間內以較高的速度達到吸附平衡，這也是油吸附的特點；另壹方面，從黃土的性質來看，多孔介質的吸附速度主要取決於顆粒的外部擴散速度和空隙擴散速度。顆粒外的擴散速率與溶解濃度、吸附劑的表面積和吸附劑的粒徑成正比，而空隙的擴散速率通常與吸附劑粒徑的高次冪成反比。而黃土主要由粉粒(0.05~0.005mm)組成，粒徑較小，外部面積較大，顆粒內擴散距離較小，導致其吸附速度較快。正是由於黃土地區的這些特點，需要壹種高效、經濟、生態負擔得起的清潔技術來修復黃土地區的石油汙染土壤。自然衰減是在生物降解基礎上發展起來的壹種新型清潔技術，是傳統生物處理方法的發展。與汙染土壤的物理和化學修復相比，微生物修復可以通過優化環境因子來加快自然生物降解的速度，無疑是壹種高效、經濟、生態負擔得起的清潔技術，也是控制石油汙染最有生命力的方法。
綜上所述，目前利用微生物技術修復黃土地區石油汙染土壤更為合適。