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矿山开采环境地质问题分析与防治建议


矿山开采环境地质问题分析与防治建议

矿山开采环境地质问题分析与防治建议 1 2 邓安云 , 任玉芬 ( 11 云南省地质矿产勘查院 , 昆明 650051; 21 云南地勘局第四地质大队 , 保 山 67800 : 系统分析常见矿山环境地质问题各类型特征 , 指出问题发生的原因 。 矿山环境地 摘要 质问题是项综合的系统工程 , 阐述对问题的防治 , 以及保障矿业开发及生态环 境保护协调发展 应重视的方面 。 关键词 : 矿山地质环境 ; 问题类型 ; 发生原因 ; 防治措施 中图分类号 : X141 文献标识码 : A 文章编号 : 100421885 (2009) 012083204 矿业 , 是我国经济发展的基础产业 。长期以来 , 我们只看到对经济社会 、对 人民生活的 有利一面 , 而对由于不合理开发利用 、 破坏生态环境 、 诱发环境地质问题 , 有 损人类生存 , 制约社会发展进步的一面却重视不够 。加强对矿山环境地质问题进行深入研究 和剖析 , 有效 指导矿山地质环境调查 、评估评价 、预测预报 、保护与复恳治理等工作 , 十 分有利 。 发生原因 1 采矿过程 , 实际上是肢解地壳机体 , 使本来处于自然平衡的地壳 , 出现新的 不平衡和不 谐调 , 导致地壳物质不稳固性 , 这是诱发矿山环境地质问题的本质 ; 采矿特 别是地下采矿必 须要排净矿坑下积水和处理地层漏水 , 又造成地下水的不平衡 , 进而导致地层 的不平衡性和 不稳定性 。如果滥采乱探必然会导致矿坑突水 , 冒顶 、片帮等环境地质问题 的发生 ; 广义的 矿业活动应包括选矿和冶炼加工 , 采矿 、 选矿和冶炼必然产生三废 , 三废的排 放和堆积 , 对 周围农田 、森林 、草地 、湿地 , 对地表水和地下水以及自然环境 , 也会加剧 地壳的不稳定 性 , 并对人类健康造成极大的危害 。 相当长时期以来 , 地方和民营小矿蓬勃发展 , 但与国营大矿山争夺资源或单独 寄生于国

营大矿山之中的现象时有发生 , 极易发生瓦斯泄露和透水等事故 。即使国营矿 山转为私人承 包 , 如不注意安全生产 , 也是矿山环境地质问题频发的不可忽视的因素 。 矿山环境地质问题主要类型 2 由于矿业活动诱发的环境地质问题 , 大量是人为地质作用所致 , 目前常见的环 境地质问 题有 : 三废污染 , 洞井塌方 , 冒顶 , 片帮 , 鼓底 , 岩爆 , 高温 , 突水 , 滑 坡 , 泥石流 , 沙漠 化 , 盐碱化 , 水土流失 , 地方病 , 煤层自燃等 。择其主要列述 : 收 ( 1 ) 矿井突水 矿井突水问题的发生 , 煤矿多于金属矿 , 但南方大型金属矿一旦发生透水事 故 , 其危害 尤甚 , 2001 年发生的广西南丹矿

透水事故就是例证 。 我国北方石炭纪和南方二叠纪煤层 是 主要的开采对象 , 下伏地层分别为奥陶纪和二叠纪灰岩 。由于采矿时疏干排水 或深降强排 , 产生水头差 , 于是灰岩地下水高水压在断层破碎带或隔水薄层地段会发生突水 事故 , 造成突 水灾害 。据统计 , 近 30 年来 , 我国煤矿突水 、淹没全矿井 58 次 , 部分淹 井 64 次 , 造成经 济损失 27 亿元 。由于突水威胁 , 我国煤炭矿床约有 150 亿吨储量和铁矿床 8 亿吨储量不能 开发利用 。伴随突水事故将会发生地表塌陷和水位下降 , 开滦范各庄煤矿突水 事故发生后 , 地表出现 11 个塌陷坑 , 水位下降 20m ~30m , 致使矿区工业及生活用水一时 无法供应 。 ( 2 ) 采空区塌陷 采空区不及时回填引起的塌陷 , 在各种类型的矿山中都有 , 盐矿矿山尤甚 。 盐 矿山的水 溶法 、 钙芒硝矿的峒室水溶法形成的巨大的溶腔也可造成地面的塌陷 。据不完 全统计 , 目前 2 2 采矿破坏土地面积达 400 万 km , 全国因采矿引起的塌陷面积 1 150 km , 全国 发生因采矿塌 陷受害的城市有 30 多个 。 ( 3 ) 崩塌 、滑坡 、泥石流 矿山排放出大量矿渣 、矸石和尾矿 , 堆积于山坡和谷底 , 不仅占用大量土地 , 而且严重 污染水土资源及大气 , 也极易诱发崩塌 、滑坡和泥石流等矿山环境地质问题 。

例如 , 我国最 大的黄金生产地 —— — 秦岭西峪沟金矿 , 由于数万立方米矿渣堆放于沟 底 , 河道受阻 , 诱发崩 塌 、滑坡 、泥石流 , 造成 51 人丧生 , 生产生活设施遭到严重破坏 。 ( 4 ) 水土流失 、土地沙化和盐碱化 露天开采是水土流失和土地沙化的一个重要原因 。露天开采还使植被 、土坡土 体造成破 坏 。在干旱地区 , 砂金矿和其它矿床的露天开采破坏植被 , 污染水源 , 使土 地沙化 。在沿海 地区 , 采矿排水 , 造成海水入浸倒灌 , 致使土地盐碱化 。水土流失 、土地沙 化和土地盐碱化 ( 4 ) 水土流失 、土地沙化和盐碱化 露天开采是水土流失和土地沙化的一个重要原因 。露天开采还使植被 、土坡土 体造成破 坏 。在干旱地区 , 砂金矿和其它矿床的露天开采破坏植被 , 污染水源 , 使土 地沙化 。在沿海 地区 , 采矿排水 , 造成海水入浸倒灌 , 致使土地盐碱化 。水土流失 、土地沙 化和土地盐碱化 都使宝贵的可耕地退化以至遭到破坏 , 引发沙尘暴 , 使贫困地区雪上加霜 。 ( 5 ) 三废污染 矿业三废即废气 、废水 、废渣 , 是主要的矿山环境地质问题之一 。 3 ①矿业废气 一硫化物工和

煤炭业排放的废气污染最甚,例如 1 吨硫磺即排放 10000m3 有害 气体。煤矿生产排放废气 , 含有多种有害物质 , 遮天盖地、乌烟瘴气 , 导致环 境重度污染。 ②矿业废水 矿业废水包括矿坑水、选矿废水、冶炼废水、尾矿池水和石油化工 废水 等 。矿业废水一般为酸性 , 含大量重金属 、有毒有害元素 。石油化工废水含 挥发性酚 、笨类 等 。矿业废水大部分未经处理 , 排放后直接 、间接地污染地表水 、地下水及 周围农田 , 并进 一步污染农作物 , 从而有害于人的健康 。 据初步统计 , 我国选矿废水年排放量 约为 36 亿 t, 煤 、铁矿坑废水年排放量为 12 亿 t, 总计矿业废水排放量超过 48 亿 t。 ③矿业废渣 矿业废渣包括煤矸石、废石、尾矿等。我国每年矿山企业产生固体 废渣 13318 亿 t, 治理率不到 7%。矿业废渣含酸性 、碱性 、放射性 、毒性和重金 属成分 , 通过地 表水径流污染土地 、水域和大气 , 最终威胁到人类的生存 。

( 6 ) 煤层自燃 煤层自燃现象在中国较为严重 。 中国北方煤田自然环境调查与研究 》报告指 出 , 我国 2 北方煤田潜在燃烧面积 720km , 正在燃烧火区已烧掉煤炭 4212 亿 t, 每年直 接烧失煤炭 多万 t, 每年破坏煤炭资源多达 2 亿 t, 经济损失可达 200 亿元 。煤的自燃严 重污染大 1 000 气环境 。 中国北方煤田自燃每年向大气排放 CO 49 万 t、 SO2 15147 万 t、 NO2 30 万 t、粉尘 1112 万 t, 还有相当可观的 HS2 。这就造成低空空气有害物质严重超标 , 形成 大范围酸雨 , 助长地球的温室效应 。 ( 7 ) 尾矿库溃坝 我国现有大型尾矿库约 700 余座 。江西 、云南 、安徽 、湖北等南方省份均 发生过尾矿库 溃坝事故 , 使土地破坏 , 水体污染 , 给国民经济造成重大损失 。 矿山环境地质问题的防治 3 矿山环境地质问题的防治是个系统工程 , 不仅是矿山采 、选 、冶的事 , 也关 系到矿山建 设之前的地质勘探工作的全面性和准确性 , 且主要的是社会和人为因素 。 ( 1 ) 矿山建设前的地质勘探工作质量好坏是决定矿山地质灾害发生的一个前提 条件 。 矿床地质勘探工作的成果是矿山设计的基本依据 , 质量好坏是决定矿山地质灾 害发生的 一个前提条件 。 地质勘探工作不仅要查明确切的矿石储量 、矿床的地质构造背 景 、新构造运 动的条件 , 还要查明矿床周围的地球环境 、生态环境和水文地质条件 。矿床 地质勘探报告的 评定审查 , 必须要根据规范 , 严格进行 。 ( 2 ) 矿山采 、选 、冶设计和生产要立足于长远 , 把环境保护放在首位 , 力争 可持续 发展 ①开采过程中 , 导致事故的原

因 , 多半是不按科学办事和不按规章制度办事 , 滥采 乱 挖 , 吃富弃贫 , 过量开采 。 有的是使用采矿机电设备陈旧及假冒伪劣机电产品 所造成 。 ② 采、 选 、 冶过程中的三废治理 , 对废气治理 , 要着重改进窑炉的生产工艺 ,

在回收和 处理污染上狠下工夫 ; 对废水处理 , 要改革工艺 , 更新设备 , 减少废水和污 染物的排放 , 提 高水的重复利用率 。对废渣处理 , 要着眼于综合利用 , 变废为宝 。例如 , 煤 矸石既可用作建 筑材料 , 又可用于筑路 , 还可用于回填采空区 。 ( 3 ) 采空区和岩溶塌陷区要及时回填 首要任务是将采空区土地及废渣堆放场地进行复垦 。不仅可以防止坍塌和泥石 流的发 生 , 而且还可绿化环境 , 提高矿业环境质量 , 一举多得 。 ( 4 ) 应用高新科学技术 , 加强矿山生态环境与地质灾害动态监测是避免人员伤 亡和减 少经济损失的重要环节 。 例如 , 应用地震监测仪对矿震的监测 , 应用地面物探 和遥感测定技 术对煤层自燃范围和边界的确定 , 应用卫星遥感资料对矿山地质灾害的评估 , 都取得了成功 经验 。 4 建议 矿山环境地质问题关系到国计民生 , 关系到社会可持续发展 。为了作好矿山地 质灾害的 防治工作 , 笔者认为以下几点值得重视 : 第一 , 要提高全民爱护和保护矿山 、 合理开发矿 产 、节约利用矿产 、关注矿山开采的生态环境效应 、科学地进行矿业活动的 意识 ; 第二 , 建 立和完善矿山生态环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系 、开展矿山生态 环境和地质灾 害调查评价 、建立矿山生态环境与地质灾害动态监测体系等基础工作 ; 第三 , 对新建矿山要 严把环境影响准入条件关 , 并加强矿山环境影响评估工作 , 严格执行矿山生态 环境恢复治理 方案 ; 第四 , 对现有矿山生态环境保护应加强监督检查 、控制 “ 三废 ”排 放 、加强地质灾 害预报 、增加环境保护投入等措施 ; 第五 , 加强闭坑矿山的审查和管理 , 全 面推进矿山环境 综合治理 , 实施矿山生态环境综合治理示范工程 。

参考文献 1 刘启仁 中国固体矿床的水文地质特征与勘探评价方法 北京: 石油工业出 版社,1995 2 刘传正 地质灾害勘探指南 北京:地质出版社,2000 3 武强 华北型煤田矿床水文地质类型划分及其爱突水灾害中的意义 中国地质

灾害与防治。1992 4 武 强 董东林付耀军 西煤矿山地质环境的评价方法 水文地质工程地质 2002



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