淺議我國(guó)礦山環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害

■王立勇

（黑龍江省九〇四水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院黑龍江哈爾濱150027）

淺議我國(guó)礦山環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害

■王立勇

（黑龍江省九〇四水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院黑龍江哈爾濱150027）

在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，難免會(huì)對(duì)礦山周邊的環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，進(jìn)而引發(fā)一系列的環(huán)境問(wèn)題和地質(zhì)災(zāi)害。因此，我國(guó)必須要高度重視礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用。如何才能對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行有效的解決，這是當(dāng)前礦山企業(yè)必須要高度重視的問(wèn)題，礦山環(huán)境地質(zhì)主要研究在礦山開(kāi)采過(guò)程中，自然地質(zhì)作用、人為地質(zhì)作用與地質(zhì)環(huán)境之間的相互影響與作用，及由此產(chǎn)生的環(huán)境污染與破壞問(wèn)題，從而達(dá)到合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的目的。筆者通過(guò)本文淺議了我國(guó)礦山環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害，并提出了一些減災(zāi)舉措。

我國(guó)礦山環(huán)境地質(zhì)地質(zhì)災(zāi)害

1 礦山環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害研究的意義

環(huán)境地質(zhì)是一門(mén)介于環(huán)境學(xué)與地質(zhì)學(xué)之間的學(xué)科，它主要研究的是人類活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響，其研究對(duì)象就是地質(zhì)環(huán)境。礦山環(huán)境地質(zhì)是介于礦山地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)之間的邊緣學(xué)科。它主要研究在礦山開(kāi)采過(guò)程中，自然地質(zhì)作用、人為地質(zhì)作用與地質(zhì)環(huán)境之間的相互影響與作用，及由此產(chǎn)生的環(huán)境污染與破壞問(wèn)題，從而達(dá)到合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的目的。隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展，礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用在我國(guó)社會(huì)建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。礦產(chǎn)資源的有效開(kāi)發(fā)和充分利用直接關(guān)系著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，直接影響著我國(guó)國(guó)民的生活。因此，我國(guó)必須要高度重視礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用。而在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，難免會(huì)對(duì)礦山周邊的環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，進(jìn)而引發(fā)一系列的環(huán)境問(wèn)題和地質(zhì)災(zāi)害。

以煤礦地質(zhì)災(zāi)害為例。煤礦地質(zhì)災(zāi)害的危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是煤礦區(qū)采空區(qū)的上方出現(xiàn)地面塌陷或沉陷，極有可能造成地面裂縫、房屋倒塌、公路與橋梁斷裂、地面的建筑物出現(xiàn)斑裂，不僅不利于土地資源的可再生使用，而且造成嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失；二是由于煤系地層的破壞，大量地下水深入到礦井內(nèi)部，這些礦井水中含有大量巖粉、煤粉等，經(jīng)過(guò)水解與氧化等反應(yīng)處理，礦井水具有較高的酸性，這種類型的礦井水滲入到地下水中，不僅對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染，而且影響礦區(qū)居民的生活飲用水的安全。煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型包括：泥石流、瓦斯突出、地面沉陷、地面塌陷、滑坡、突水、礦山水土流失等，這些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生不僅影響著煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)展，而且嚴(yán)重危害著礦山群眾的正常生活。

2 關(guān)于礦山環(huán)境地質(zhì)

在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，必定會(huì)引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題亦或是加劇環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，這是不可避免的，只能說(shuō)不同礦山的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題有數(shù)量多少、程度大小之分。環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的類型、表現(xiàn)形式以及嚴(yán)重程度與礦山開(kāi)發(fā)的礦產(chǎn)資源類型（比如煤礦、鹵水鹽礦、金屬礦產(chǎn)、石油天然氣、石材等）、礦產(chǎn)資源的開(kāi)采方式（比如露天開(kāi)采、井工開(kāi)采等）、開(kāi)礦區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境情況（比如平原地形、丘陵地形、盆地地形、高原地形、戈壁沙漠地形等）、開(kāi)礦規(guī)模、開(kāi)礦時(shí)間以及開(kāi)礦強(qiáng)度等有著非常密切的關(guān)系。

本文以礦山經(jīng)營(yíng)活動(dòng)導(dǎo)致的結(jié)果，將環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題分為環(huán)境污染、生態(tài)破壞以及地質(zhì)災(zāi)害三類：

第一，環(huán)境污染問(wèn)題。環(huán)境污染問(wèn)題主要有礦山水資源污染（地表水污染、地下水污染）、土壤污染、大氣污染、固體廢棄物污染、噪音污染、放射性污染、有毒有害氣體和固體廢棄物污染等。這些環(huán)境污染的出現(xiàn)是礦山企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中未對(duì)“三廢”進(jìn)行正確的處理所致，比如將銅、氰化物、鋅、鉛、六價(jià)鉻、COD、苯等有毒有害物質(zhì)直擊排入水系統(tǒng)或直接傾倒在礦山周圍等。

第二，生態(tài)破壞。這類問(wèn)題主要有地形地貌改變、土壤流失、植被破壞、水系統(tǒng)失去平衡（地表水減少，地下水位下降等）、人文景觀破壞、遺跡破壞、土地沙化等。造成生態(tài)破壞的因素有很多，比如將尾礦、冶煉廢渣、廢石、貧礦等物質(zhì)長(zhǎng)期堆放于礦山周圍的林地資源、土地資源上，進(jìn)而導(dǎo)致土地、林地資源被破壞；采礦疏干排水導(dǎo)致地下水位下降，河流斷流等；在風(fēng)景旅游區(qū)、城鎮(zhèn)周圍露天采礦，會(huì)導(dǎo)致景觀遺址被采礦行為破壞等。

第三，地質(zhì)災(zāi)害。這類問(wèn)題主要有崩塌、地面陷落、地面沉降、滑坡、地裂縫、水土流失、泥石流等。致使地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的主要原因是礦山開(kāi)采強(qiáng)度過(guò)大，導(dǎo)致礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的應(yīng)力失去平衡，進(jìn)而引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的危害強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比生態(tài)破壞、環(huán)境污染更為劇烈。相比于環(huán)境污染以及生態(tài)破這類危害速度較緩慢的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，地質(zhì)災(zāi)害能夠在短時(shí)間內(nèi)給礦山企業(yè)以及礦山生產(chǎn)人員的財(cái)產(chǎn)和生命造成嚴(yán)重的損失。因此，我國(guó)礦山企業(yè)必須要高度重視對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)和防治，保證礦山企業(yè)生產(chǎn)的安全性。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的表現(xiàn)及其影響因素

對(duì)于礦山地質(zhì)災(zāi)害來(lái)說(shuō)，其影響因素關(guān)鍵是礦山企業(yè)劇烈的開(kāi)采活動(dòng)。采礦，顧名思義就是將埋于地下的礦產(chǎn)資源采伐出來(lái)?；诘V產(chǎn)資源開(kāi)采的本質(zhì)，必定會(huì)引起礦山地質(zhì)環(huán)境發(fā)生巨大變化，進(jìn)而引發(fā)一系列地質(zhì)災(zāi)害。現(xiàn)今，我國(guó)礦山分布廣，礦山規(guī)模大，開(kāi)采方式較為粗放，這些都使得礦山周圍存在著嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害隱患。

目前，會(huì)給礦山企業(yè)以及礦山生產(chǎn)人員帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失的地質(zhì)災(zāi)害主要有以下幾類：

3.1 崩塌

崩塌多指礦山區(qū)域坡度較大的斜坡上的土壤、尾礦以及巖石等物質(zhì)因?yàn)槌惺懿蛔≈亓Φ挠绊?，而脫離其原來(lái)的位置，進(jìn)而引發(fā)崩塌、滾落等現(xiàn)象。導(dǎo)致礦山崩塌的因素有很多，其中最為主要的兩個(gè)方面是礦坑設(shè)計(jì)和尾礦堆積不合理。崩塌帶來(lái)的影響極大，常會(huì)致使地表建筑物、公路、鐵路等設(shè)施被破壞或被掩埋，嚴(yán)重情況下還會(huì)造成人員傷亡。因崩塌導(dǎo)致的交通運(yùn)輸中斷，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。另外，如果崩塌堆積物過(guò)多還會(huì)導(dǎo)致河流堵塞形成堰塞湖；若是在河面較寬的地方，崩塌還會(huì)導(dǎo)致河流性質(zhì)發(fā)生變化，致使河道改流等。

3.2 滑坡、泥石流

滑坡是指礦山地區(qū)較高斜坡上的土壤、碎石等物質(zhì)承受不住雨水的沖刷或是受地震等地質(zhì)活動(dòng)的影響，在自身重力的作用下呈整體狀向斜坡下方移動(dòng)或是呈分散狀向斜坡下方流動(dòng)。泥石流是指經(jīng)過(guò)強(qiáng)降雨以后，大量的地表徑流攜帶著土壤、碎石、巖塊等物質(zhì)快速?gòu)纳狡律狭髦辽狡孪?，并在低洼處堆積起來(lái)的現(xiàn)象。泥石流和滑坡所帶來(lái)的影響極大，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，必定會(huì)給礦山企業(yè)以及礦山生產(chǎn)人員帶來(lái)嚴(yán)重的損失，嚴(yán)重情況下甚至?xí)a(chǎn)生滅絕性的災(zāi)難。比如掩埋廠房、掩埋工人住房、沖毀公路等?；隆⒛嗍靼l(fā)生的時(shí)間段不同，其影響大小也不一樣，白天比夜晚的損失要小很多。

3.3 地面陷落

地面陷落是指地面突然陷落，出現(xiàn)陷坑或是大型洞口。致使這種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的因素有很多，可能是因?yàn)榈叵滤幌陆祵?dǎo)致地表巖石以及地表土體向下陷落，也可能是因?yàn)樵陂_(kāi)采礦產(chǎn)資源的過(guò)程中未做好支撐措施，導(dǎo)致地面坍塌。地面陷落具有突發(fā)性質(zhì)，如果突然出現(xiàn)在居民密集地帶，亦或是經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)場(chǎng)所，會(huì)給礦山企業(yè)以及礦山生產(chǎn)人員帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和生命威脅。嚴(yán)重的地面陷落，不僅會(huì)破壞地表的各種基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)還會(huì)威脅到周邊地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性。

4 減少礦山地質(zhì)災(zāi)害的舉措

為減少礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，現(xiàn)階段在我國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中，要抓好如下主要任務(wù)：

4.1 制定科學(xué)的礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略，為地質(zhì)工作提供依據(jù)

整體布局，要有發(fā)展的眼光，重視礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)研究，并且同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)礦產(chǎn)資源的合理化管理。期刊中心采編網(wǎng)本文列舉首先，實(shí)行開(kāi)放型資源，在現(xiàn)階段全球經(jīng)濟(jì)一體化的國(guó)際環(huán)境下，要看到“兩個(gè)市場(chǎng)”和“兩種資源”，并要根據(jù)實(shí)際情況合理利用這“兩個(gè)市場(chǎng)”和“兩種資源”。同時(shí)還要實(shí)行優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)與保護(hù)的戰(zhàn)略，要嚴(yán)格控制我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)總量，推行比較嚴(yán)格的出口制度，尤其是對(duì)原材料或者初級(jí)產(chǎn)品的出口必須要嚴(yán)格管制，利用高新技術(shù)進(jìn)行更深一步的加工，來(lái)提高出口產(chǎn)品的生產(chǎn)附加值。其次，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)布局。加強(qiáng)對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用，像水力資源、風(fēng)能和太陽(yáng)能等綠色能源；控制對(duì)石油、煤炭等不可再生能源的利用。

4.2 轉(zhuǎn)變觀念強(qiáng)化礦業(yè)意識(shí)

期刊中心采編網(wǎng)本文記錄在西方的一些國(guó)家，商業(yè)性的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查企業(yè)已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)全球體制形式的，這些企業(yè)大都是在全球范圍內(nèi)進(jìn)行籌資，然后再進(jìn)行全球勘查。社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，公益性與商業(yè)性的地質(zhì)勘查工作必須分開(kāi)運(yùn)作，商業(yè)性工作屬于市場(chǎng)，政府是市場(chǎng)的管理者，而不是參與者。在西方國(guó)家中，是沒(méi)有地質(zhì)勘查業(yè)的。因此，我國(guó)礦產(chǎn)勘查要向采、選、冶延伸，強(qiáng)化礦業(yè)意識(shí)，把礦產(chǎn)勘查看成是礦業(yè)的起點(diǎn)。

4.3 增加投入，加大礦產(chǎn)資源勘查工作力度

資源保證程度制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況下，國(guó)家應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查和開(kāi)發(fā)業(yè)的支持，使地質(zhì)勘查的費(fèi)用的投入和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展速度相適應(yīng)。期刊中心采編網(wǎng)本文列舉首先，增大對(duì)公益性地質(zhì)的投入幅度。因?yàn)楣嫘缘刭|(zhì)勘查是商業(yè)性地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)，帶動(dòng)商業(yè)性地質(zhì)工作，促進(jìn)地勘業(yè)的發(fā)展。其次，加大對(duì)危機(jī)礦山二輪找礦扶持力度，盡最大的可能延長(zhǎng)礦山的壽命，這對(duì)我國(guó)資源安全將發(fā)揮著巨大的作用。最后，建立專項(xiàng)基金，加速查明緊缺礦產(chǎn)，拉動(dòng)商業(yè)性地質(zhì)工作。

4.4 積極培育礦業(yè)權(quán)市場(chǎng)，加快礦業(yè)權(quán)流轉(zhuǎn)

礦業(yè)權(quán)的市場(chǎng)建設(shè)目標(biāo)是，為了適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求，合理利用礦產(chǎn)資源。礦業(yè)權(quán)市場(chǎng)的發(fā)展的完善性，對(duì)降低交易成本非常有利，加速對(duì)礦業(yè)權(quán)流轉(zhuǎn)，吸引更多的資本來(lái)投資礦產(chǎn)地質(zhì)的勘查工作，從而提高礦產(chǎn)地質(zhì)資源的保證。要提高整體社會(huì)的法治意識(shí)，在全社會(huì)中樹(shù)立礦業(yè)權(quán)就是財(cái)產(chǎn)權(quán)模式，任何組織或個(gè)人不能非法的侵占他人礦業(yè)權(quán)的觀念。

5 有針對(duì)性地開(kāi)展礦山地質(zhì)災(zāi)害減災(zāi)工作

如以上述煤礦地質(zhì)災(zāi)害為例。為了減少礦山地質(zhì)災(zāi)害，可在煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查中應(yīng)用物探方法。其主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

首先是瞬變電磁法，即以電磁感應(yīng)基本原理為基礎(chǔ)的物探方法之一，主要運(yùn)用接地線源或者不接地回線向著地下發(fā)送一次場(chǎng)，在發(fā)送一次場(chǎng)的間歇階段里科學(xué)測(cè)量地下介質(zhì)感應(yīng)電磁場(chǎng)的電壓伴隨著時(shí)間產(chǎn)生的變化，進(jìn)而根據(jù)感應(yīng)電磁場(chǎng)的衰減曲線的特點(diǎn)，合理判斷地下地質(zhì)體的性質(zhì)、電性、產(chǎn)狀與規(guī)模，進(jìn)而有效解決采空區(qū)、陷落柱、斷層等一系列地址問(wèn)題。

二是高密度電法，即直流電阻率法。其依據(jù)是地下介質(zhì)里的導(dǎo)電性存在差異，通過(guò)向地下提供直流電，運(yùn)用點(diǎn)陣式方法布置電極，采樣觀察與研究電場(chǎng)空間的分布規(guī)律，根據(jù)實(shí)際測(cè)量的視電阻率的斷面狀況進(jìn)行處理、計(jì)算、分析，進(jìn)而有效圈閉異常、劃分地層、明確冒裂帶。

三是三維與二維式的地震方法，即憑借自身的高分辨率、高信息量、精確的空間歸位以及信噪比。并有效結(jié)合勘查對(duì)象的地球物理特質(zhì)、煤礦極為特殊的地形地質(zhì)條件，選擇合適的方式方法，以最少的經(jīng)濟(jì)投入獲得最精確的地質(zhì)災(zāi)害勘察結(jié)果。

四是由于煤礦開(kāi)采使得地下地質(zhì)體所具有的橫向連續(xù)性特征遭到破壞，巖層中包含的氡元素的聚集與運(yùn)移作用出現(xiàn)異變，運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備可在地表測(cè)量氡值是否異常。氡射氣元素向煤炭采空區(qū)運(yùn)移并在采空區(qū)聚集，使得地表與采空區(qū)之間形成一個(gè)獨(dú)立的氡異常區(qū)。所以通過(guò)科學(xué)測(cè)量地表中氡元素的含量，有助于明確并圈定煤炭采空區(qū)的范圍與位置。依據(jù)氡氣異常情況下的峰值狀態(tài)，同時(shí)可以明確巖溶陷落柱的范圍與位置。這是因?yàn)榈叵码睔饨?jīng)過(guò)裂隙、構(gòu)造、地下水的搬運(yùn)逐漸由深部向著地表遷移，因此科學(xué)測(cè)量氡氣的含量可以間接性地反映地下地質(zhì)體中裂隙系統(tǒng)的真實(shí)狀況，同時(shí)可以科學(xué)觀察與分析并研究裂隙系統(tǒng)的連通性、開(kāi)啟度、破碎度，對(duì)于滑坡等地質(zhì)災(zāi)害具有一定程度的指示作用。且隨著地下溫度的逐漸升高，煤礦巖層中的氡元素析出量出現(xiàn)規(guī)則性的增加。所以，在新時(shí)期通過(guò)地面同位素的測(cè)氡技術(shù)，有助于科學(xué)推算地下火源的溫度與明確地下火源的位置。

總之，礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害給礦山生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的危害。針對(duì)不同的地質(zhì)災(zāi)害，礦山企業(yè)必須要對(duì)其誘因進(jìn)行全面的分析和總結(jié)，盡量減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞，同時(shí)還要采取有效的措施對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率，確保生產(chǎn)過(guò)程的安全。

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P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-441-2