采礦生產(chǎn)對環(huán)境的影響及治理措施

崔 斌，韓克程，葉 旋

(1．中國礦業(yè)大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221008;2．中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院，江蘇 徐州 221008)

礦產(chǎn)資源的開發(fā)、加工和使用過程不可避免的要破壞環(huán)境，造成大氣、水體和土壤的污染，并給人的健康帶來直接危害。根據(jù)調(diào)查，在化工、能源、建筑、冶金、采礦六大行業(yè)中采礦工業(yè)對環(huán)境的影響最大，而通常一個國家地區(qū)環(huán)境污染狀況在某種程度上總是跟該地區(qū)的礦產(chǎn)資源的消耗水平一致。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，礦產(chǎn)能源在工業(yè)結(jié)構(gòu)中起到愈加重要的作用，相應(yīng)的需求量正在逐年增加，激發(fā)了礦產(chǎn)工業(yè)規(guī)模的擴大。研究在開采加工利用過程中如何限制和減少因采礦生產(chǎn)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，以及采礦與環(huán)境之間的相互作用，對于礦山的經(jīng)濟建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展，改善礦產(chǎn)環(huán)境，推進國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

1 礦山的環(huán)境問題

采礦生產(chǎn)活動無論是地下開采還是露天開采，都需要經(jīng)過剝離地表巖土層、開掘巷道、產(chǎn)生大量廢棄矸石。選礦過程也不可避免的產(chǎn)生尾礦。根據(jù)估計，我國的非煤炭企業(yè)每年產(chǎn)生廢石7億多t，尾礦約2億t。廢石和尾礦的存儲堆積會占用大量的土地，造成農(nóng)田覆蓋和水體阻塞，由此破壞了礦區(qū)的環(huán)境，若堆積不當(dāng)還可能會因此產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。近20年，我國出現(xiàn)多次大規(guī)模的廢石場、排土場滑坡、泥石流以及尾礦垮塌等嚴(yán)重事故，均在不同程度上造成人員傷亡，破壞公路、農(nóng)田，致使礦區(qū)停產(chǎn)。廢石堆或尾礦也會散發(fā)出有毒有害氣體，污染大氣和水體。煤礦的矸石山在堆放不當(dāng)?shù)那闆r下會發(fā)生自然甚至產(chǎn)生爆炸事故，成為更加危險的污染源。秋冬干旱季節(jié)，廢石堆、尾礦場產(chǎn)生大量粉塵，而春夏季暴雨季節(jié)，被雨水沖走的大量沙石可能阻塞河流，覆蓋農(nóng)田。廢石和尾礦對環(huán)境的破壞主要表現(xiàn)在對土地的占用和破壞，對水體和大氣的污染以及對河道的阻塞等。

多數(shù)礦山企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)包括采礦、選礦和冶礦以及深加工等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這些過程均會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水、廢氣和固體廢棄物，若不妥善治理，將會造成大范圍的環(huán)境破壞，帶來經(jīng)濟損失，影響礦山企業(yè)經(jīng)濟效益。據(jù)原冶金部對重點選礦廠的調(diào)查，因選礦產(chǎn)生的污染已形成絕產(chǎn)田235．4 hm2，減產(chǎn)268．6 hm2。

礦山企業(yè)生產(chǎn)活動對礦山周圍大氣的污染不容樂觀，其中露天開采在大氣污染方面的表現(xiàn)尤為突出。地下開采排放的氣體會對大氣產(chǎn)生影響，如煤礦瓦斯氣體中的CH4是造成溫室效應(yīng)和臭氧層破壞的主要因素，而CO等氣體則含有毒性，危及人體健康。隨著露天開采活動向深部的發(fā)展，開采規(guī)模正在擴大，再加上高采高效設(shè)備的投入使用，礦區(qū)的大氣污染問題愈發(fā)嚴(yán)重。大型的邊坡爆破工程、采掘設(shè)備、運輸設(shè)備排放大量有毒有害氣體并產(chǎn)生大量粉塵，使大氣質(zhì)量降低，工作環(huán)境惡化。據(jù)觀測，露天礦粉塵濃度最高達到400～1 600 mg/m3，超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)百倍。爆破工程釋放的毒性氣體，在逆溫條件下，會停留在露天礦深凹坑內(nèi)，使礦工患矽肺病的概率加大。

采礦工業(yè)中噪聲污染甚為嚴(yán)重。礦上設(shè)備的噪聲級都在95～110 dB(A)之間，有的超過115 dB(A)，都超過了《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的上限標(biāo)準(zhǔn)。噪聲不僅妨礙人體正常聽覺，引發(fā)職業(yè)性耳聾，而且還會掩蔽聲音信號，其中包括對預(yù)發(fā)災(zāi)難十分重要的經(jīng)驗性事故前兆，引發(fā)傷亡事故。此外，研究表明，噪音還會引起神經(jīng)和心血管系統(tǒng)等方面的疾病，影響工作人員以及周邊民眾的身心健康。

多數(shù)情況下，礦山開采中的采掘工作會在不同程度上給地表植被造成破壞，引發(fā)水土流失等地質(zhì)災(zāi)害，喪失原有的礦山地質(zhì)景觀;此外，無論是地下開采的井巷工程還是露天開采的深凹基坑都會破壞原巖應(yīng)力平衡，在特殊的條件下，會破壞地下及地表水系循環(huán)，引起地表沉陷，滑坡和泥石流等，在給予礦區(qū)環(huán)境嚴(yán)重破壞的同時，還會造成礦產(chǎn)資源的損失，使礦山企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟損失，嚴(yán)重情況下還會引起礦區(qū)的報廢，并由此引發(fā)惡性循環(huán)。如1980年湖北省宜昌市的鹽池河磷礦由于地下采空區(qū)過大，超過巖層承載能力，致使山崖開裂，經(jīng)暴雨沖刷侵蝕作用造成山體滑移，巖石掩埋了礦區(qū)的建筑物并阻塞河流，造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

2 礦山環(huán)境破壞引發(fā)的社會效應(yīng)

礦山開采造成地表下沉、滑坡等，礦渣如隨意堆放，會使我國耕地面積減少，制約礦區(qū)農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展，限制了當(dāng)?shù)鼐用裆钏降奶岣?。由采礦引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害在不同程度上危及人民的生命財產(chǎn)。采礦伴生礦物通常會造成地表水系及大氣的污染，危害礦區(qū)居民的健康影響正常生活。礦山開采活動嚴(yán)重加劇了生態(tài)環(huán)境的破壞，地表水系破壞和植被的大量消失再加上采區(qū)復(fù)墾沒有及時進行，原本就脆弱的生態(tài)系統(tǒng)消失殆盡，難以恢復(fù)。礦產(chǎn)資源作為一項重要的能源來源，在我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中起到舉足輕重的作用。礦區(qū)環(huán)境的破壞不僅影響正常的開采活動，而且每年花費在環(huán)境治理方面的大量資金又影響企業(yè)的效益。

3 我國采礦環(huán)境治理存在的問題及原因

礦山企業(yè)一味的追求經(jīng)濟指標(biāo)，缺乏保護甚至是恢復(fù)礦區(qū)資源環(huán)境的意識，不能從根本上實現(xiàn)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。地方領(lǐng)導(dǎo)注重經(jīng)濟效益、忽視環(huán)境，受影響的群眾不懂得維護自己合法權(quán)益。國家法律政策規(guī)定不清，對破壞礦山環(huán)境無強制措施，縱容了肆意開采，造成礦山環(huán)境的破壞。各主管部門都有監(jiān)管權(quán)，但管理不力。部門職責(zé)交叉、部分職能缺失，責(zé)任不明確，不能統(tǒng)一管理，使礦山環(huán)境保護和恢復(fù)滯后，從而導(dǎo)致礦山環(huán)境問題長期得不到重視，逐年惡化。礦山環(huán)境治理需要技術(shù)資金支持，但現(xiàn)有投入不能滿足經(jīng)濟和環(huán)境需要。礦山的環(huán)境治理需要雄厚的資金投入，但是目前的投入太少，或是不能長期持續(xù)的投入，只注重短期效益，無法從根本上解決礦山企業(yè)發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟和改善環(huán)境的需要。礦山的環(huán)境治理問題不是單一環(huán)境學(xué)科能夠解決的，從目前所涉及到的問題的復(fù)雜性看，只有將多種學(xué)科相結(jié)合才是一條正確的途徑，其中包括與綠色化工、潔凈煤開采等最新的科學(xué)技術(shù)的相互融合。但是由于我國的經(jīng)濟實力和科研實力有限，該方面的科研機構(gòu)還需要加大建設(shè)力度，科研活動還需要加大資金支持。環(huán)境的治理是一個全方面的系統(tǒng)工程，長期的監(jiān)測控制和治理工作涉及到大量的人力和物力，給經(jīng)濟效益欠佳的礦山企業(yè)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，給環(huán)境的恢復(fù)增加了困難。我國在礦產(chǎn)方面每年都會花費很大一筆資金，這些資金主要用于礦產(chǎn)資源勘察等方面的支出，再加上為了解決采深增加的支護問題以及復(fù)雜條件下的綜合機械化開采技術(shù)，除此之外被利用到礦山環(huán)境治理方面的資金很少，在某些礦山企業(yè)甚至出現(xiàn)零投入甚至負(fù)投入的情況。在礦山環(huán)境治理方面，2011年雖然政府在兩全使用費和價款上有所體現(xiàn)，但是相對于礦山企業(yè)實際需要的資金來說差距太大。

4 礦山環(huán)境恢復(fù)治理的對策

1)完善礦山環(huán)境法律。礦山環(huán)境治理的法規(guī)制度要與我國環(huán)境保護法相協(xié)調(diào)發(fā)展，而環(huán)境保護法要盡可能多的考慮到礦山環(huán)境的治理。相關(guān)部門應(yīng)制定嚴(yán)格的礦業(yè)行業(yè)法律來約束我國礦山開采時所暴露的生態(tài)環(huán)境問題。

2)提高開采和治理的科技投入。采礦企業(yè)應(yīng)在原有基礎(chǔ)上提高技術(shù)裝備的現(xiàn)代化。采用先進工藝技術(shù)，逐步淘汰落后的開采方式，提高開采效率和資源利用率，從源頭上控制廢棄物的產(chǎn)生和排放。只有探索研究礦山環(huán)境治理技術(shù)，才能在根本上解決礦山環(huán)境問題。

3)加強監(jiān)管力度。對于采礦企業(yè)，要嚴(yán)格依法執(zhí)行環(huán)境影響評價制度。所有開采礦山需要在確定礦山資源合理開發(fā)措施的基礎(chǔ)上，制定有利于環(huán)境保護和治理的有效方案。采礦企業(yè)要嚴(yán)格科學(xué)開采做好礦山環(huán)境的保護和恢復(fù)治理工作，實現(xiàn)在開發(fā)中保護、在開采中治理。對于資源枯竭的礦山，要針對礦山環(huán)境保護治理進行修復(fù)性開采。

4)資源回收利用。由于我國礦產(chǎn)資源日益枯竭，將現(xiàn)有礦山排放的廢石、尾礦作為二次資源進行科學(xué)開發(fā)利用，在保護國家資源使其得到充分利用的同時又改善了環(huán)境。如在礦區(qū)建設(shè)污水處理廠，利用中水回用技術(shù)，既降低污水排放量又提高水的利用率，還節(jié)省了資金。對于采礦工藝產(chǎn)生的廢渣如脫硫石膏、煤矸石等在充分回填利用的同時還可作為生產(chǎn)建材的原料，減少堆積占地，恢復(fù)耕地或種植樹木。至于伴生資源，可以利用礦區(qū)現(xiàn)有設(shè)施和人力資源開采，無需單獨建礦開采，實現(xiàn)低成本高效益。

5)積極推進土地資源復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)。由于地下開采，已經(jīng)形成了嚴(yán)重的土地塌陷問題，大量的農(nóng)田、建筑物受到破壞。對于淺度和中度塌陷，可直接進行土地復(fù)墾;深度塌陷，應(yīng)根據(jù)具體情況進行恢復(fù)耕地、改造森林或開挖水庫。與此同時應(yīng)將礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與經(jīng)濟發(fā)展、文化建設(shè)相結(jié)合，在改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，減少水土流失的同時，使礦區(qū)獲得二次生機，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

6)引進國外經(jīng)驗。根據(jù)我國具體情況借鑒國外成功經(jīng)驗，可以彌補我國在礦山環(huán)境治理技術(shù)方面的落后局面。澳大利亞在對礦山環(huán)境治理方面做了大量工作，除了邊采礦邊治理之外，還制定了礦山環(huán)境審查評價制度和礦山環(huán)境許可證制度等，這些都是值得我國學(xué)習(xí)和引用的。

5 結(jié)論

雖然礦產(chǎn)資源的開采利用給社會發(fā)展和國民經(jīng)濟帶來了巨大收益，但是也使礦區(qū)環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞。科學(xué)合理地對礦產(chǎn)資源進行開發(fā)，使礦區(qū)環(huán)境獲得保護還有很長的路要走。礦山企業(yè)必須改變傳統(tǒng)經(jīng)營思維，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式，以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，技術(shù)創(chuàng)新與清潔生產(chǎn)相結(jié)合，標(biāo)本兼治，從采選工藝技術(shù)入手，盡可能在礦山的開采、加工和使用過程中限制和減少對礦山環(huán)境的破壞與污染，維護礦山生態(tài)環(huán)境的平衡與平穩(wěn)。

［1］ 肖惠海，陶知翔．環(huán)境保護和管理策略［J］．礦產(chǎn)保護與利用，2008，(2)：12－15．

［2］ 王秀明．礦山環(huán)境問題的分析［J］．采礦技術(shù)，2008，(7)：93 －96．

［3］ 陶知翔，成先雄，趙美珍．礦山環(huán)境問題與防治對策［J］．金屬礦山，2008，(1)：103－106．