基于綠色礦山開采的地質(zhì)環(huán)境問題及防治措施

張道奎

（遼寧省冶金地質(zhì)四〇一隊有限責(zé)任公司，遼寧 大連 116100）

資源可持續(xù)開采和環(huán)境保護是未來礦產(chǎn)開采的兩大保護方向。西方國家率先實現(xiàn)工業(yè)化，但所重視的經(jīng)濟發(fā)展是依賴世界范圍內(nèi)低廉的資源所完成的。當(dāng)眾多國家開始邁向工業(yè)化，注重工業(yè)發(fā)展時，發(fā)現(xiàn)留給他們的發(fā)展資源逐步減少。

隨著采礦業(yè)的發(fā)展以及礦業(yè)原料的大規(guī)模投入使用，人類生存空間逐漸惡化，便出現(xiàn)旱澇、土地貧瘠、地面坍塌、地質(zhì)滑坡、泥石流、重金屬污染、空氣污染、水資源污染、沙塵暴的破壞等自然災(zāi)害，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的共同安全。當(dāng)意識到這種情況時，生態(tài)環(huán)境治理問題已刻不容緩，而在開采中能影響到環(huán)境破壞其實有諸多誘因，筆者通過前人總結(jié)和自己的經(jīng)驗做了以下分析。

礦業(yè)開發(fā)引起的生態(tài)破壞和環(huán)境污染是造成全球范圍內(nèi)環(huán)境持續(xù)惡化的一個重要因素[1]。遼寧省礦業(yè)開發(fā)歷史非常悠久，是我國礦業(yè)大省，位居全國前列。豐富的礦產(chǎn)資源，多年來提高了省內(nèi)的經(jīng)濟效益。

可不容忽視的是，礦山開發(fā)活動也導(dǎo)致環(huán)境污染與生態(tài)環(huán)境的破壞，成為綠色經(jīng)濟發(fā)展的一大難題。它和其它工業(yè)生產(chǎn)活動相比，不單會產(chǎn)生大量“三廢”，而且因為大量開發(fā)地表和地下的礦產(chǎn)資源，對原本的地形、地貌以及原本的地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生持續(xù)性的改變，嚴(yán)重破壞了礦產(chǎn)資源的儲存狀態(tài)，影響到地應(yīng)力平衡以及水資源的平衡，從而，引發(fā)一系列復(fù)雜的礦山地質(zhì)問題。

1 基于綠色礦山開采的地質(zhì)環(huán)境問題

1.1 土地貧化

礦山挖掘、地下排水導(dǎo)致地下水資源干涸、地表植被破壞。因而，地質(zhì)地表土失去植物的保護作用，且由于采礦放頂而導(dǎo)致地表發(fā)生不同程度的變形、干裂。這種狀況下，一旦突發(fā)暴雨，就會在地表形成地表片流，而在地表片流的作用下，營養(yǎng)成分較高的地表土?xí)粩啾黄錄_刷，從而導(dǎo)致土地的貧化。礦山開采中的巖礦石，其內(nèi)部蘊含著大量硫化物，含硫化物的巖礦石一旦遭遇雨水侵蝕、澆淋以及長時間的風(fēng)化，就會滲出大面積的酸性廢水，一旦含銅、砷、氟、鋁、鉬、鎘、鉛等多種重金屬和酸的酸性廢水侵入至地表土壤中，就會對土壤造成嚴(yán)重腐蝕[2]，使地表土壤肥力下降、土質(zhì)貧化、地面大面積板結(jié)等，從而成為失去可耕作性的土地。另外也會造成土壤中有害金屬成分驟增，對農(nóng)作物的生長發(fā)育產(chǎn)生不良影響。除此之外，這種酸性廢水也有可能會對部分工程特性比較好的地基土性質(zhì)發(fā)生改變，使其軟化，從而喪失原本的承載力，嚴(yán)重時甚至有可能會對地表建筑物的穩(wěn)定性造成破壞。

1.2 地形地貌景觀破壞

礦山開采過程中，對地形地貌景觀的破壞表現(xiàn)最為直觀的就是露天開采，這是一種短時間內(nèi)大規(guī)模改變自然景觀的生產(chǎn)活動，在礦區(qū)采空區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)露天采坑以及高危邊坡，嚴(yán)重破壞原本的地形地貌景觀以及植被[3]。比如遼寧千山西麓鐵礦周遭的降落型漏斗，就是因為開采過程中疏于對揚塵和采礦排水的管理而形成，至今對千山風(fēng)景區(qū)的古松仍產(chǎn)生影響。

1.3 地面塌陷與地面沉降

通常說的地面塌陷、地面沉降大多集中發(fā)生在礦產(chǎn)資源開采的區(qū)域，尤其是井下采空區(qū)，以撫順、阜新、本溪等這幾個地方較為嚴(yán)重，長期會對周圍地區(qū)的人員財產(chǎn)和安全有影響。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，撫順礦區(qū)發(fā)生地面塌陷、沉降面積已經(jīng)達35km2，最大下沉值有30m，因為采礦造成的塌陷，每年需要政府撥款5000萬元；本溪市沉陷面積52.5平方千米，最大沉陷深度有3m～4m，本溪縣由于開采引發(fā)過多起房屋倒塌事件，對社會安定造成不利影響；阜新地區(qū)沉陷面積達210km2，沉陷量1.5m～3m，造成120戶民房發(fā)生不同程度的破壞；遼西地區(qū)的北票、南票、楊家杖子礦務(wù)局在多年采礦后，其沉降面積已經(jīng)分別達到71km2，33km2和4km2，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活產(chǎn)生重大損失；金州石棉礦采空區(qū)面積大約有3km2，這也在很大程度上限制了大連經(jīng)濟開發(fā)區(qū)持續(xù)向東發(fā)展的可能性，這里見20世紀(jì)遼寧全省地質(zhì)問題分布圖。除此之外，發(fā)生在隱伏狀巖溶分布地區(qū)的巖溶塌陷也開始引起社會各界的重視。1987年8月8日，因為遼寧瓦房店軸承廠過量抽調(diào)地下水，導(dǎo)致地面沉陷1.5平方千米，沈大鐵路將近20米的路基慘遭破壞，火車停運長達10個小時[4]，使國家遭受重大經(jīng)濟損失。

圖1 遼寧全省地質(zhì)情況分布圖

2 基于綠色礦山開采的地質(zhì)環(huán)境問題防治措施

2.1 地形地貌景觀破壞防治

針對地形地貌景觀破壞的治理與恢復(fù)情況，具體可以分成場地治理、邊角坡治理、廢井整治三種。其中，場地治理類的整治手段主要包括地表植被恢復(fù)工程、土地恢復(fù)工程；邊角坡治理類具體包括利用削坡、護坡、坡體加護等工程，一般作為輔助借助排水工程以及地表植被恢復(fù)工程進行整體治理；廢井整治類的治理與恢復(fù)主要是針對廢棄坑井、斜井進行集中封閉、封堵。除此之外，還可以借助國家地質(zhì)公園的建立對礦區(qū)內(nèi)自然植被和景觀進行重點保護與恢復(fù)，同時還可以在礦區(qū)發(fā)展特色旅游，拉動地方經(jīng)濟的發(fā)展。例如，遼寧省阜新海州露天礦利用國家礦山公園對當(dāng)?shù)氐V山地質(zhì)環(huán)境進行集中恢復(fù)治理。

2.2 優(yōu)化礦山環(huán)境監(jiān)測及預(yù)測預(yù)報制度

礦山開采前，對地質(zhì)環(huán)境的勘查，以及可能出現(xiàn)影響開采的特殊情況提前預(yù)警。現(xiàn)我國礦山企業(yè)都建有專門的環(huán)境保護機構(gòu)，可基本上只是針對“三廢”（廢氣、廢水、廢料）進行集中監(jiān)管。采礦過程中不注重“三廢”而引起的環(huán)境問題僅僅是地質(zhì)環(huán)境中的一點。如果長期得不到不重視，便極易造成礦區(qū)內(nèi)水資源干涸，如果過量開采，承受力不夠會引起地面沉陷，降雨季節(jié)沒有及時預(yù)警引起滑坡、泥石流等都是礦山開采中的重大問題。所以，為了礦產(chǎn)資源能長久可持續(xù)發(fā)展，國家要求必須強化對礦山地質(zhì)環(huán)境的準(zhǔn)時監(jiān)測和預(yù)報，在原有范圍內(nèi)擴大監(jiān)測，健全現(xiàn)有制度，有專門專人負(fù)責(zé)，如果遇到緊急情況，及時采取應(yīng)急方式，更好的了解和掌握礦山地質(zhì)環(huán)境的實時動態(tài)，從而形成一個較為全面的礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

2.3 減沉開采技術(shù)

對于礦山在開采過程中極有可能會造成地面嚴(yán)重沉陷，一般情況下會借助減沉或復(fù)墾技術(shù)實施相關(guān)的防治治理。這可以利用復(fù)墾技術(shù)進行修復(fù)治理，又如當(dāng)建筑物發(fā)生沉陷時，有必要借助減沉技術(shù)完成恢復(fù)治理，一般會利用條帶或填充開采等技術(shù)進行治理。復(fù)墾技術(shù)通常涵蓋疏導(dǎo)方式、直接利用技術(shù)、填充技術(shù)、地質(zhì)修整技術(shù)等。現(xiàn)在挖掘開采主要是利用挖深墊淺技術(shù)。這種方法借助人工修復(fù)或科技手段，對因為積水下沉作用而沉降比較嚴(yán)重的區(qū)域?qū)嵤┥钔诰颍鴮τ诔两挡⒉皇呛車?yán)重的區(qū)域，可以將挖掘出來的泥土用于墊高處理。

2.4 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境成本賬戶設(shè)計

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境成本賬戶設(shè)計，旨在將礦山企業(yè)在礦區(qū)生態(tài)環(huán)境方面的成本支出，根據(jù)對應(yīng)成本的細(xì)分組成細(xì)致內(nèi)容進行歸納總結(jié)，并將可以歸因為成本支出的部分正式登記入生態(tài)環(huán)境成本科目內(nèi)。基于上述討論，一級科目包括“生態(tài)環(huán)境成本”，二級科目包括“自然資源損耗成本”、“生態(tài)環(huán)境破壞成本”、“綠色礦山建設(shè)成本”、“礦山環(huán)境監(jiān)測成本”，并把實際投入使用的明細(xì)費用項目細(xì)分到此4類成本科目內(nèi)。按照性質(zhì)把和生態(tài)環(huán)境有關(guān)的各類支出投入分配至礦區(qū)生態(tài)環(huán)境成本的各類明細(xì)中，以利于企業(yè)對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境成本進行計算和復(fù)核，如表1所示。

表1 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境成本賬戶設(shè)計

3 結(jié)語

本文基于綠色礦山的構(gòu)建，對綠色礦山開采的地質(zhì)環(huán)境問題及防治措施進行分析，依托綠色礦山建設(shè)流程，根據(jù)礦山開采的地質(zhì)環(huán)境問題，具有針對性的對其地質(zhì)環(huán)境問題進行防治，實現(xiàn)本文研究。希望本文的研究能夠為綠色礦山的構(gòu)建提供理論依據(jù)。