礦山環(huán)境地質(zhì)研究與預防

張曉 張洋（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院 遼寧 沈陽 110032）

礦山環(huán)境地質(zhì)研究與預防

張曉 張洋（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院 遼寧 沈陽 110032）

中國是世界上礦山環(huán)境地質(zhì)問題多發(fā)的國家之一。礦山環(huán)境地質(zhì)問題關系到國計民生，關系到社會的可持續(xù)發(fā)展，文章指出了問題發(fā)生的原因有客觀原因和主觀原因兩類，并系統(tǒng)分析了常見礦山環(huán)境地質(zhì)問題各類型的特征。礦山環(huán)境地質(zhì)問題是項綜合的系統(tǒng)工程，闡述了對問題的防治和保障礦業(yè)開發(fā)及生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展應重視的問題。

礦山地質(zhì)環(huán)境；類型；原因；防治

礦業(yè)在相當長時間內(nèi)，人們只看到它對經(jīng)濟社會、對人民生活的有利的一面，而對它由于不合理的開發(fā)利用，破壞生態(tài)環(huán)境，誘發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題有損人類生存，制約社會發(fā)展進步的一面卻重視不夠。中國是世界上環(huán)境地質(zhì)問題多發(fā)的國家之一，對眾多復雜的礦山環(huán)境地質(zhì)問題實施科學的研究，不僅使現(xiàn)代環(huán)境地質(zhì)學在理論基礎上得以進一步完善和發(fā)展，更重要的是可有效地指導礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、評估評價、預測預報和保護與復懇治理等工作。

1 、礦山環(huán)境地質(zhì)問題發(fā)生的原因

礦山環(huán)境地質(zhì)問題發(fā)生的原因，有客觀原因與主觀原因兩類。

1.1 客觀原因

目前采礦活動僅是在地球表面和巖石圈范圍內(nèi)進行的，采礦前的地球表面和巖石圈是平衡的。采礦過程實際上是肢解地殼的機體，這就使本來呈自然平衡的地殼，出現(xiàn)了新的不平衡和不諧調(diào)，導致了地殼物質(zhì)的不穩(wěn)固性。這是誘發(fā)礦山環(huán)境地質(zhì)問題的本質(zhì)原因；采礦特別是地下采礦必須要排凈礦坑下積水和處理地層漏水，這又造成地下水的不平衡，進而導致地層的不平衡性和不穩(wěn)定性。

1.2 主觀原因

相當長時期以來，地方和民營小煤礦、小金屬礦等如雨后春筍般發(fā)展，它們與國營大礦山爭奪資源或單獨寄生于國營大礦山之上， 極易發(fā)生瓦斯泄露和透水等事故。近年來，礦山腐敗現(xiàn)象滋生，有的國營礦山也變相地轉(zhuǎn)為私人承包，不注意安全生產(chǎn)。這是礦山環(huán)境地質(zhì)問題頻繁發(fā)生的一個不可忽視的原因。

2.礦山環(huán)境地質(zhì)問題類型特征分析

由于礦業(yè)活動誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題，主要是人為地質(zhì)作用所致。主要的環(huán)境地質(zhì)問題有：三廢污染、洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆、高溫、突水、滑坡、泥石流、沙漠化、鹽堿化、水土流失、地方病、煤層自燃等?，F(xiàn)將主要的礦山環(huán)境地質(zhì)問題類型特征作一剖析。

2.1 礦井突水問題

礦井突水問題的發(fā)生，煤礦多于金屬礦，但南方大型金屬礦透水事故一旦發(fā)生，其危害尤甚，2001年發(fā)生的廣西南丹礦透水事故就是一個例證。我國石炭紀和二疊紀煤層是主要的開采對象。下伏地層為奧陶紀灰?guī)r。由于采礦時疏干排水或深降強排，產(chǎn)生水頭差，于是灰?guī)r地下水高水壓在斷層破碎帶或隔水薄層地段會發(fā)生突水事故，造成突水災害。據(jù)統(tǒng)計，近30年來，我國煤礦突水，淹沒全礦井58次。部分淹井64次，造成經(jīng)濟損失27億元。由于突水的威脅，我國煤炭礦床約有150億噸儲量和鐵礦床8億噸儲量不能開發(fā)利用。伴隨突水事故將會發(fā)生地表塌陷和水位下降。

2.2 采空區(qū)塌陷問題

采空區(qū)不及時回填引起的塌陷，在各種類型的礦山中都有，在鹽礦山尤甚。鹽礦山的水溶法、鈣芒硝礦的峒室水溶法形成的巨大的溶腔也可造成地面的塌陷。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前采礦破壞土地面積達400萬hm2，全國因采礦引起的塌陷面積1150多Km2。全國發(fā)生因采礦塌陷受害的城市有30多個。

2.3 崩塌、滑坡、泥石流問題

礦山排放出大量礦渣、矸石和尾礦堆積于山坡和谷底，不僅占用大量土地，而且嚴重污染水土資源及大氣，也極易誘發(fā)崩塌、滑坡和泥石流等礦山環(huán)境地質(zhì)問題。例如，我國最大的黃金生產(chǎn)地——秦嶺西峪溝金礦，由于數(shù)萬立方米礦渣堆放于溝底，河道受阻，誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流，造成51人喪生，生產(chǎn)生活設施遭到嚴重破壞。

2.4 水土流失、土地沙化和鹽堿化

露天開采是水土流失和土地沙化的一個重要原因。因為露天開采使植被、土坡土體造成破壞。在干旱地區(qū)，砂金礦和其它礦床的露天開采破壞植被、污染水源，使土地沙化。在沿海地區(qū)，采礦排水，造成海水入浸倒灌，致使土地鹽堿化。水土流失、土地沙化和土地鹽堿化都使寶貴的可耕地退化以至遭到破壞，引發(fā)沙塵暴，使貧困地區(qū)更加貧困。

2.5 三廢污染問題

礦業(yè)三廢即廢氣、廢水、廢渣系主要的礦山環(huán)境地質(zhì)問題之一。

2.5.1 礦業(yè)廢氣以硫化工和煤炭業(yè)排放的廢氣污染最甚。例如，煉1t硫磺即排放10000m3有害氣體。煤礦業(yè)生產(chǎn)排放廢氣，含有多種有害物質(zhì)，遮天蓋地、烏煙瘴氣，導致該地區(qū)環(huán)境重度污染。

2.5.2 礦業(yè)廢水礦業(yè)廢水包括礦坑水、選礦廢水、冶煉廢水、尾礦池水和石油化工廢水等。礦業(yè)廢水一般為酸性，含大量重金屬、有毒有害元素。石油化工廢水含揮發(fā)性酚、笨類等。

2.5.3 礦業(yè)廢渣礦業(yè)廢渣包括煤矸石、廢石、尾礦等。我國每年礦山企業(yè)產(chǎn)生固體廢渣133.8億t，治理率不到7%。礦業(yè)廢渣含酸性、堿性、放射性、毒性和重金屬成分，通過地表水涇流污染土地、水域和大氣，最終威脅到人類的生存。

2.6 煤層自燃問題

煤層自燃現(xiàn)象在中國是較為嚴重的。《中國北方煤田自然環(huán)境調(diào)查與研究》報告指出，我國北方煤田潛在燃燒面積720km2，正在燃燒火區(qū)已燒掉煤炭42.2億t，每年直接燒失煤炭1000多萬t，每年破壞煤炭資源多達2億t，經(jīng)濟損失可達200億元。煤的自然嚴重污染大氣環(huán)境。

2.7 尾礦庫潰壩問題

我國現(xiàn)有大型尾礦庫約700余座。江西、云南、安徽、湖北等南方省份均發(fā)生過尾礦庫潰壩事故，使土地破壞，水體污染，給國民經(jīng)濟造成重大損失。

3.礦山環(huán)境地質(zhì)問題的防治

礦山環(huán)境地質(zhì)問題的防治是個系統(tǒng)工程，這不僅是礦山采、選、冶的事，也關系到礦山建設之前的地質(zhì)勘探工作的全面性和準確性，且主要的是社會和人為因素。

3.1 礦山建設前的地質(zhì)勘探工作質(zhì)量好壞是決定礦山地質(zhì)災害發(fā)生的一個前提條件

礦床地質(zhì)勘探工作的成果是礦山設計的基本依據(jù)。它的質(zhì)量的好壞是決定礦山地質(zhì)災害發(fā)生的一個前提條件。地質(zhì)勘探工作不僅要查明確切的礦石儲量、礦床的地質(zhì)構造背景、新構造運動的條件，還要查明礦床周圍的地球環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和水文地質(zhì)條件。礦床地質(zhì)勘探報告的評定審查，必須要根據(jù)規(guī)范，嚴格進行。

3.2 礦山采、選、冶設計和生產(chǎn)要立足于長遠，把環(huán)境保護放在首位，力爭可持續(xù)發(fā)展

3.2.1 在開采過程中，導致事故的原因，多半是不按科學辦事和規(guī)章制度辦事，濫采亂挖，吃富棄貧，過量開采。有的是使用采礦機電設備陳舊及假冒偽劣機電產(chǎn)品所造成的。

3.2.2 采、選、冶過程中的三廢治理，對廢氣治理，要著重改進窯爐的生產(chǎn)工藝，在回收和污染處理上狠下工夫；對廢水處理，要改革工藝，更新設備，減少廢水和污染物的排放，提高水的重復利用率。對廢渣處理，要著眼于綜合利用，變廢為寶。例如，煤矸石既可用作建筑材料，又可用于筑路，還可用于回填采空區(qū)。

3.3 采空區(qū)和巖溶塌陷區(qū)要及時回填增加土地復墾率

當前首先要的任務是將采空區(qū)土地及廢渣堆放場地進行復墾。要切實作好該項工作，一是要提高認識，二是要認真組織，三是要增加資金投入，提高復墾率。

3.4 應用高新科學技術，加強礦山生態(tài)環(huán)境與地質(zhì)災害動態(tài)監(jiān)測是避免人員傷亡和減少經(jīng)濟損失的重要環(huán)節(jié)。例如，應用地震監(jiān)測儀對礦震的監(jiān)測，應用地面物探和遙感測定技術對煤層自然范圍和邊界的確定，應用衛(wèi)星遙感資料對礦山地質(zhì)災害的評估，都取得了成功經(jīng)驗。

4.結(jié)語

礦山環(huán)境地質(zhì)問題關系到國計民生，關系到社會的可持續(xù)發(fā)展，因此對礦山環(huán)境地質(zhì)問題必須要給予高度重視，礦山的環(huán)境地質(zhì)問題的防治是項系統(tǒng)工程。為了作好礦山地質(zhì)災害的防治工作筆者認為以下幾點值得重視：首先，要提高全民的愛護和保護礦山、合理開發(fā)礦產(chǎn)、節(jié)約利用礦產(chǎn)、關注礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應、科學地進行礦業(yè)活動的意識；其次，建立和完善礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理的政策法規(guī)和規(guī)劃體系、開展礦山生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)災害調(diào)查評價、建立礦山生態(tài)環(huán)境與地質(zhì)災害動態(tài)監(jiān)測體系等基礎工作；最后，加強閉坑礦山的審查和管理，全面推進礦山環(huán)境綜合治理，實施礦山生態(tài)環(huán)境綜合治理示范工程。

［1］ 劉啟仁·中國固體礦床的水文地質(zhì)特征與勘探評價方法[M]北京:石油工業(yè)出版社,1995

［2］ 劉傳正。地質(zhì)災害勘查指南[M].北京:地質(zhì)出版社,2000