新疆礦山地質(zhì)環(huán)境問題及其防治對(duì)策

劉強(qiáng)，趙新生，田繼軍

（新疆大學(xué)地質(zhì)與勘查工程學(xué)院，烏魯木齊 830049）

新疆礦山地質(zhì)環(huán)境問題及其防治對(duì)策

劉強(qiáng)，趙新生，田繼軍

（新疆大學(xué)地質(zhì)與勘查工程學(xué)院，烏魯木齊 830049）

礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用強(qiáng)有力地推動(dòng)了新疆區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也造成地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染和資源破壞的問題。在系統(tǒng)分析這些問題的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提出健全礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境法規(guī)、加強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展宣傳教育和開展礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境防治理論研究的對(duì)策。關(guān)鍵詞：新疆；礦山；地質(zhì)環(huán)境問題；防治對(duì)策

人口、資源和環(huán)境是當(dāng)今社會(huì)面臨的三大主題，是人類社會(huì)生存和發(fā)展的基本問題。人類社會(huì)的生存和發(fā)展離不開社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使人口的增長，人口與經(jīng)濟(jì)的增長又引起礦產(chǎn)資源的快速開發(fā)和利用，資源的開發(fā)利用又引起一系列地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的發(fā)生，最終導(dǎo)致資源的枯竭、生態(tài)環(huán)境惡化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到制約的惡性循環(huán)，人類的生存和發(fā)展受到嚴(yán)重的威脅［1～7］。

在西部大開發(fā)戰(zhàn)略的促進(jìn)下，依托獨(dú)特的地理位置和豐富的礦產(chǎn)資源，以基礎(chǔ)性資源、能源的開發(fā)利用為代表的工業(yè)浪潮迅速在新疆興起。礦山開發(fā)已成為促進(jìn)新疆經(jīng)濟(jì)增長的重要手段，但由于管理粗放、工藝落后等原因，給資源環(huán)境帶來了沉重的壓力，引發(fā)了一系列地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題［8］。本文主要通過分析研究新疆礦山開采可能出現(xiàn)的礦山環(huán)境問題，并提出切實(shí)可行的治理對(duì)策和措施。對(duì)加快礦山環(huán)境的恢復(fù)治理，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)自然地理環(huán)境及礦產(chǎn)資源概況

1.1 地理位置及氣候條件

新疆位于我國西北部，地域遼闊，面積約占全國面積的六分之一，區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)為沙漠、戈壁、高山和草原，氣候溫差大，干旱少雨，屬于典型的大陸性干旱氣候?？傮w上由南向北依次是昆侖山脈、塔里木盆地、天山山脈、準(zhǔn)噶爾盆地和阿爾泰山脈，形成了“三山夾兩盆”的地貌格局。從成礦條件看，山區(qū)盛產(chǎn)金屬、非金屬礦產(chǎn)，擁有24條超基性巖帶、30條火山巖帶、11×104km2的侵入巖，構(gòu)成了若干巨大的構(gòu)造－巖漿巖帶，還有不同地質(zhì)時(shí)代的各類沉積礦層以及初步圈定了300余個(gè)成礦區(qū)（帶）。

1.2 礦產(chǎn)資源類型及分布特征

新疆境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富、種類非常齊全，是典型的礦產(chǎn)資源省份，其豐富的石油、天然氣、煤炭、鈾、富鐵、銅鎳、鉀鹽、金、鈹、蛭石、石灰?guī)r等優(yōu)勢(shì)資源在我國占有重要地位，是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支點(diǎn)，也是推進(jìn)西部大開發(fā)的重要保障。礦產(chǎn)資源地域分布呈現(xiàn)出幾大特點(diǎn)：第一、礦產(chǎn)種類繁多，資源比較齊全配套。根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)國土資源公報(bào)》，截止2009年底，全區(qū)已發(fā)現(xiàn)各類礦產(chǎn)138種，占全國已發(fā)現(xiàn)174種礦產(chǎn)的79.31%。其中，5種儲(chǔ)量居全國首位，25種居全國前5位，40種居全國前10位，23種居西北地區(qū)首位。第二、礦產(chǎn)資源人均擁有量較大。新疆以主要礦產(chǎn)保有儲(chǔ)量計(jì)算的潛在價(jià)值，人均擁有量約為全國人均水平的4倍；新疆能源豐度達(dá)4 500 t標(biāo)準(zhǔn)煤/人，高出全國平均水平6.5倍。第三，礦產(chǎn)資源潛力大。據(jù)專家初步預(yù)測(cè)，一些礦產(chǎn)資源總量很大，如石油（200～400）×108t，煤礦2.19×1012t，石灰?guī)r2 054×108t，石膏5 700×108t以上，食鹽1 000×108t以上，金、銅、鎳、鉛、鋅等礦也很有遠(yuǎn)景。第四，礦產(chǎn)分布廣泛。目前已發(fā)現(xiàn)各種礦床和礦點(diǎn)4 000多處，其中已探明儲(chǔ)量的大中型礦床有數(shù)百處［9］。

礦產(chǎn)資源開發(fā)在新疆工業(yè)化進(jìn)程中起著舉足輕重的作用。但隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開發(fā)利用，在為人類創(chuàng)造財(cái)富的同時(shí)，由于忽視礦山環(huán)境保護(hù)而造成了一系列的礦山環(huán)境地質(zhì)問題，如：崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、水土流失等，給新疆經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)安全帶來了十分嚴(yán)重的危害。

2 礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境問題及其相互關(guān)系

2.1 地質(zhì)災(zāi)害

2.1.1 地面沉降與塌陷

地面沉降與塌陷的直接原因是礦區(qū)地下水疏干和采空區(qū)兩個(gè)因素。由于地下水疏干和采空區(qū)，使其上覆巖土層有向下位移的空間，再加上地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖體結(jié)構(gòu)的展布和組合、礦柱破壞、采空區(qū)未充填接頂及充填料的壓縮性、圍巖崩落、爆破震動(dòng)等其他因素均可導(dǎo)致地面沉降與塌陷。地面沉降是漸變性地質(zhì)災(zāi)害，地面塌陷屬突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。地面沉降與塌陷盆地深度幾米至幾十米，面積可達(dá)幾十平方千米。地面沉降與塌陷危害極大，常常造成耕地、森林植被和建筑物、礦床開采條件的破壞，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。如：烏魯木齊六道灣煤礦礦區(qū)，由于采空區(qū)范圍過大，從而導(dǎo)致地面下降、公路塌陷、建筑物裂縫，已經(jīng)形成嚴(yán)重的安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，天山南北麓礦山塌陷面積63.95 km2，占全疆地面塌陷面積的49.5%。2007年3月12日，烏魯木齊市米東新區(qū)蘆草溝鄉(xiāng)一煤礦采空區(qū)（原米泉市羊毛工鎮(zhèn)1礦）塌陷，死亡2人，經(jīng)濟(jì)損失較大［10］。

2.1.2 滑坡、泥石流

滑坡、泥石流與尾礦庫潰壩是露天礦山和地下礦山均有的現(xiàn)象。露天采礦形成的沉凹高陡邊坡、邊坡順層地質(zhì)結(jié)構(gòu)面、巖性軟弱相間的層狀巖體邊坡、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)巖體邊坡均可發(fā)生規(guī)模大小不等、形式不同的滑坡、傾倒和崩塌破壞和潛在滑坡危險(xiǎn)［11］。如果露天礦和地下礦均有的排土場(chǎng)與尾礦庫設(shè)計(jì)和管理不當(dāng)都可能導(dǎo)致泥石流與尾礦庫潰壩的突然發(fā)生。

滑坡、泥石流與尾礦庫潰壩是金屬礦山嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。如：哈密三道嶺煤礦于1976年、1988年、1999年多次發(fā)生斜坡體滑坡，造成礦區(qū)運(yùn)輸中斷，經(jīng)濟(jì)損失上百萬元。

2.1.3 煤與瓦斯突出及其他有害氣體

煤與瓦斯突出、爆炸是我國煤炭礦山重要地質(zhì)災(zāi)害之一。統(tǒng)計(jì)資料表明，易突出的煤，多屬于具有較高變質(zhì)程度的瘦煤、貧煤和無煙煤，從地質(zhì)構(gòu)造背景看，主要是構(gòu)造相對(duì)不太強(qiáng)烈的地區(qū)，即傳統(tǒng)的地臺(tái)區(qū)，褶皺形態(tài)十分關(guān)鍵，往往短軸褶皺或傾伏褶皺最有利，即無論從褶皺或斷裂出發(fā)，不僅要有利于其封閉性，而且要有利于突出。

瓦斯突出和爆炸事發(fā)頻繁，危害較大，如2005年7月11日新疆阜康神龍煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故，造成81人死亡，2人下落不明，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1.4 礦井涌水和突水

礦井涌水和突水受控于巖體結(jié)構(gòu)和三級(jí)以上的結(jié)構(gòu)面及其組合。豐富的水源和通暢的水力通道是礦井涌水和突水的根本原因。采礦過程中采動(dòng)效應(yīng)、地應(yīng)力以及水壓力都是不可忽視的重要因素［12］。當(dāng)采礦工程接近積水巷道和老采空區(qū)或遇到溶洞和地下暗河以及富水巖層等，在隔水巖層突然失穩(wěn)的情況下，易造成突水與涌水災(zāi)害。礦井涌水和突水是地下采礦最重要的地質(zhì)災(zāi)害之一，突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大、后果嚴(yán)重。比如，2002年新疆礦業(yè)集團(tuán)堿溝煤礦打通小煤礦的老窯水而突水導(dǎo)致淹井事故，財(cái)產(chǎn)損失巨大。

2.2 環(huán)境污染

2.2.1 大氣污染與酸雨

礦石開采、運(yùn)輸破碎、選礦冶煉過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢渣、廢水和粉塵，這些有毒有害物質(zhì)不經(jīng)處理或處理不當(dāng)和處理不完全就直接排放于大氣，使之在大氣中揮發(fā)散播，造成大氣污染，形成酸雨。煤礦開采須排放大量的尾礦和煤矸石，經(jīng)常發(fā)生自燃排放出有毒有害氣體，污染大氣。烏魯木齊鐵廠溝、奇臺(tái)北山、阜康白楊河、小龍口和小黃山是新疆五大煤層自燃區(qū)，昌吉硫磺溝煤田火區(qū)是全國燃燒面積最大、危害最嚴(yán)重的地區(qū)。烏魯木齊市的西山煤礦煤火頻發(fā)，空氣中SO2等有害氣體含量極高，地表溫度高達(dá)50℃，方圓幾十公里多年后寸草不生。又如喀拉通克銅鎳礦區(qū)選礦廠，由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)等因素，排放的SO2等有害氣體，在周圍數(shù)十平方公里范圍都能聞到刺鼻的硫磺味，造成大氣污染，導(dǎo)致礦區(qū)及其周圍部分野生動(dòng)植物基本滅絕，給礦區(qū)附近的居民生活和健康帶來危害［13］。

2.2.2 地下水污染

新疆屬于干旱－半干旱地區(qū)，水資源尤其珍貴。但是開礦后的污水致使地下水污染嚴(yán)重，水均衡遭受巨大破壞。如克拉瑪依油田，經(jīng)過幾十年的開采，石油資源趨于枯竭，油層和水層相互滲透污染，淺層水滲漏，水位、水質(zhì)下降，土地鹽堿化加劇，致使水資源無法滿足工農(nóng)業(yè)及生活需求，政府不得已投巨資從300 km之外的額爾齊斯河引水到克拉瑪依市，以解決日益嚴(yán)峻的工農(nóng)業(yè)及生活用水問題［13］。

2.2.3 土壤污染

礦山工業(yè)產(chǎn)生和形成的廢渣、廢水、酸雨等有害物質(zhì)經(jīng)雨水沖刷、溶解、滲透以及農(nóng)田灌溉等污染土壤，造成土壤板結(jié)，農(nóng)作物減產(chǎn)的惡果。新疆部分地區(qū)如米泉－阿克蘇等地區(qū)土壤－水中的砷含量超標(biāo)，有的地區(qū)高出標(biāo)準(zhǔn)值十幾倍，給當(dāng)?shù)厝嗣竦慕】祹硪欢ǖ奈：Α?/p>

2.3 資源破壞

2.3.1 土地資源破壞

土地資源的破壞包括三個(gè)方面的含義，一是土地破壞，二是土地占用，三是水土流失。巖土剝離開挖、廢渣廢土堆放和地表塌陷等，一方面導(dǎo)致破壞并占用大量農(nóng)田土地，另一方面改變了地形地貌及巖土結(jié)構(gòu)和分布，形成水土流失，進(jìn)一步演化為土地沙化和荒漠。以烏魯木齊市采砂場(chǎng)為例，30多年的無序開采造成烏魯木齊河床及北部沖洪積平原區(qū)土地?fù)p毀和占用，荒漠植被遭到破壞，場(chǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，水土流失嚴(yán)重，被占用及破壞土地面積總計(jì)達(dá)3 608 hm2［14］。

2.3.2 水資源破壞

許多礦山的地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，礦床開采時(shí)必須進(jìn)行疏干排水，甚至要深強(qiáng)排水。由于疏干排水，形成大面積降水漏斗，導(dǎo)致水均衡遭受破壞，造成地下水位下降、泉水?dāng)嗔鳌⒌乇硭夸J減。淺層地下水長期得不到補(bǔ)充恢復(fù)，影響地表植被生長，土地沙化荒漠，水土流失嚴(yán)重，最終導(dǎo)致水資源枯竭，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。

2.4 地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染和資源破壞之關(guān)系

地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染和資源破壞與礦山開發(fā)在時(shí)間上和空間上具有重疊性、穿插性和一致性；有時(shí)互為因果，有時(shí)以一類環(huán)境問題為主，有時(shí)表現(xiàn)為兩種或3種類型并存［3］。

如采礦和選礦產(chǎn)生廢石及尾礦排放既能誘發(fā)滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，又能造成地表水、土壤與大氣等環(huán)境污染，還能導(dǎo)致土地占用、水土流失、植被毀壞及地形地貌等資源破壞。

采礦和選礦排放的有毒有害氣體既造成大氣污染，形成酸雨，酸雨滲透土壤中又污染土壤，造成土壤板結(jié)，農(nóng)作物減產(chǎn)的惡果。同時(shí)，酸雨不僅污染土壤，而且對(duì)建筑物有腐蝕作用，對(duì)人的身體健康也有極大危害。

礦床開采中的疏干排水和污水排放既能造成地表水污染，又能導(dǎo)致地下水資源枯竭破壞，進(jìn)一步演化為土地沙漠化，影響地表植被生長，生態(tài)環(huán)境惡化，土地沙漠化反過來導(dǎo)致水土流失，進(jìn)一步加劇了土地沙漠化和生態(tài)環(huán)境惡化，這樣最終導(dǎo)致惡性循環(huán)。

3 地質(zhì)生態(tài)環(huán)境問題防治對(duì)策

鑒于目前區(qū)內(nèi)礦山環(huán)境存在的問題及造成的嚴(yán)重危害，圍繞礦山開采導(dǎo)致的環(huán)境污染、資源破壞及因開采礦產(chǎn)資源引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害等方面進(jìn)行研究，并制定礦山環(huán)境的防治對(duì)策。

3.1 建立健全礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境防治法規(guī)，依法強(qiáng)化管理

目前，有關(guān)礦山“環(huán)境保護(hù)”的法律、法規(guī)多處于“法多難治”的困境。法律條文對(duì)礦山環(huán)境保護(hù)的特殊性認(rèn)識(shí)不足、針對(duì)性不強(qiáng)，因此有必要研究和制定礦山環(huán)境保護(hù)的專門法規(guī)。當(dāng)前，應(yīng)系統(tǒng)研究礦山環(huán)境保護(hù)和管理中的經(jīng)驗(yàn)及存在的問題，堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，加強(qiáng)礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)規(guī)劃制度、礦山環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度、礦山環(huán)境許可證制度、礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)制度、“三同時(shí)”制度、礦山環(huán)境監(jiān)督檢查制度、礦山環(huán)境責(zé)任制度等制度的完善，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)采礦企業(yè)的約束力。

3.2 加強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的宣傳教育，提高對(duì)礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)

礦產(chǎn)資源的開發(fā)促進(jìn)了新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但礦產(chǎn)資源是有限的、不可再生的，其開發(fā)活動(dòng)直接或間接作用于地質(zhì)生態(tài)環(huán)境。如果不處理好礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系、當(dāng)前經(jīng)濟(jì)利益和長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)利益的關(guān)系，就不能造福子孫萬代，就會(huì)成為歷史的罪人。因此，在大力開發(fā)礦產(chǎn)資源、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，要科學(xué)合理開發(fā)礦產(chǎn)資源、注重礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和治理工作；要利用礦業(yè)產(chǎn)生的原始積累，促進(jìn)礦業(yè)、經(jīng)濟(jì)、地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展；走綠色礦業(yè)開發(fā)和人類社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之路。

3.3 積極開展礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境防治和保護(hù)的基礎(chǔ)理論的科學(xué)研究

監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)綜合分析理論和方法的科學(xué)性是正確解讀礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息并準(zhǔn)確預(yù)報(bào)與有效控制礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此，應(yīng)大力積極開展信息系統(tǒng)分析和綜合分析理論和方法的研究，采取多學(xué)科相互交叉滲透的方法，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)、灰色系統(tǒng)理論、分形與混沌理論等非線性科學(xué)理論交叉研究信息的系統(tǒng)分析和綜合分析理論與方法，提升監(jiān)測(cè)信息資料的利用效果和挖掘深度。為科學(xué)地、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)和控制礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

隨著礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，礦山環(huán)境問題將愈來愈多，恢復(fù)治理難度也將越來越大，生態(tài)與環(huán)境問題隨時(shí)會(huì)惡化，并可能出現(xiàn)難以逆轉(zhuǎn)的生態(tài)與環(huán)境災(zāi)難，如礦山環(huán)境問題不能得到及時(shí)有效的治理等，這將成為全面建設(shè)小康社會(huì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的最大障礙。因此，加強(qiáng)對(duì)礦山環(huán)境問題的研究，對(duì)可能出現(xiàn)的礦山環(huán)境問題進(jìn)行分析研究，提出切實(shí)可行治理對(duì)策，建立與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)接軌的礦山環(huán)境治理運(yùn)行機(jī)制，采取科學(xué)有效的保護(hù)與恢復(fù)治理措施，加快對(duì)礦山環(huán)境的綜合治理，改善生存環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)“綠色礦業(yè)”的發(fā)展模式。

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［14］周胃法，陳川，等.天山礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境變化響應(yīng)［J］.新疆地質(zhì)，2008，26（1）：79－83.

PROBLEMS WITH MINE GEOLOGICAL ENVIRONMENT AND THEIR COUNTERMEASURES IN XINJIANG

Liu Qiang，Zhao Xin－sheng，Tian Ji－jun
College of Geology and Prospecting Engineering，Xinjiang University，Urumqi 830049，China）

The exploitation of mineral resources has strongly promoted the economic development of Xinjiang，but also caused geo－h(huán)azards，environmental pollution and resource destruction.A systematic analysis is done of these issues.And，to realize the sustainable development strategy of society，economy and eco－environment，measures are proposed to make complete mine geo－ecological environment regulations，strengthen publicity and education on sustainable development and carry out theoretical studies of mine geo－ecological environment prevention and control.

Xinjiang；mine；geo－environmental problems；control measures

TD167

A

1006－4362（2012）02－0044－04

2012－03－09 改回日期：2012－03－31

新疆中亞造山帶大陸動(dòng)力學(xué)與成礦預(yù)測(cè)自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目（XJDX1102－2011－02）資助

劉強(qiáng)（1987－ ），男，漢，陜西韓城市人，碩士研究生，主要從事層序地層學(xué)及工程地質(zhì)方面研究。