礦山水文地質特征結構及對周圍環境的治理措施

周天賜

（安徽省地質礦產勘查局326 地質隊，安徽 安慶 246003）

礦產資源是人們生產生活中必不可少的資源，也是我國經濟發展的重要基礎，近年來隨著科技的不斷發展，人們在礦山開采方面具備了更加先進的技術水平，礦山產業也因此不斷擴大和發展。但是，與此同時，礦山的過度開采也引發了一系列環境問題，嚴重影響到了生態資源的可持續發展以及人們的生活環境。

1 礦山開采引發的環境問題

1.1 耕地和植被的破壞

在我國礦產行業快速發展的情況之下，礦山周圍范圍內大面積的耕地以及植被遭到嚴重破壞。在2015 年的礦業大會上公布了截至當前我國因礦產資源的開發已經破壞了303萬公頃的土地，而其中在治理和恢復的土地面積僅僅不到三分之一，在這三分之一中成功治愈的土地僅有26.7%，目前，有一大部分土地面積仍然沒有開展治理和修復工作。在礦山開采的過程中，必然伴隨著地表的挖掘，造成植被破壞，暴露地表土層，使得水土流失嚴重，甚至造成泥石流、山洪爆發等環境問題。

1.2 引發地質災害

通常情況，在礦山開采的過程中會使用爆破手段，以及一些大型機械設備，而這種開采方式雖然極大程度上方便了施工人員作業，但同時也使得礦山周圍的巖土結構遭到破壞，當巖土被挖掘的程度不斷加深，超過了其地表承受力的時候，可能會引發邊坡失穩，甚至是地面塌陷等災害，例如，鐵礦、煤礦等地下開采作業。嚴重時還會引發地震，給周圍的居民帶來生命財產方面的威脅。

1.3 水資源污染

在礦山開采的過程中，不可避免的會用到水資源，而其采礦后產生的廢水，如果直接向周圍的河流、湖泊等排放，則會對周圍水資源產生嚴重的污染，一些重金屬物質會直接隨著水流進入到水源，對人們的飲水安全造成嚴重威脅。除此之外，礦山的開采還會影響到地下水的平衡，嚴重時甚至會使水源枯竭，嚴重影響礦山周圍水資源環境[1]。

1.4 廢物污染

在實際礦山開采的過程中，除了目標資源之外，還會產生很多的廢渣、廢石以及其他污染物，一些礦山開采企業為了節約成本，產生的廢物一般都會就地丟棄或者直接排放，長時間的廢物積累，對于周圍人們的生活環境以及植被、耕地都會帶來嚴重的影響。如：二氧化硫、廢氣粉塵等，會造成大氣污染，容易在該礦山區域形成酸雨，再進一步侵蝕土地以及植被，造成二次污染。

2 礦山周圍地質環境治理措施

2.1 泥石流的治理恢復

泥石流指的是在地形險要的地區，由于大量降水導致的伴隨大量泥沙、石塊的山體滑坡現象，因此在滿足一定的地質、水源以及地形地勢的情況下極易引發泥石流。泥石流發生的時間可能是幾個小時，也有可能僅僅是幾分鐘，但是破壞力極強，對周圍的環境以及村莊等會造成嚴重危害。在礦山地區開采作業完成之后，采礦企業如果沒有將施工作業過程中排放的各種廢物進行處理的話，就會有大量的廢渣、廢石等留存在礦山周圍，這些廢棄物就是產生泥石流的主要物質，而且一般礦山的地勢較為陡峭，正是孕育泥石流必備的地勢條件，如果再加上強降水地區或者季節，則泥石流災害則會成為“家常便飯”，典型泥石流結構示意如圖1 所示。

針對泥石流災害，根據其形成條件的分析，可以總結出幾點泥石流的治理措施：首先，在礦山開采之后，需要對開采過程中產生的廢石、廢土等及時進行清理；其次，需要規劃出專門的廢物堆積區域，將采礦過程中產生的各種廢石、廢土等廢棄物進行集中堆放，并建設堅固的支擋工程，攔截廢物，例如，攔渣墻、攔砂壩等，以此防止廢物隨著水源向其他區域轉移，造成泥石流災害；再次，解決強降水造成的洪流問題，例如，在礦山周圍建設排水工程，設置排水溝、水管等排水設施，以防水源與廢棄物堆積場相遇；最后，加強礦山開采之后的植被種植，綠化建設工作，降低地表徑流作用，加強礦區的水土穩固能力[2]。

圖1 典型泥石流結構示意圖

2.2 地面塌陷治理恢復

地面塌陷的主要形成條件就是地下空洞，加之地下水位的頻繁波動，侵蝕巖體造成地面塌陷。在礦山開采的過程中，除了會造成地下空洞之外，還需要進行地下水抽排工作，不僅加劇了地下空洞，而且引起水位變化，使得地表巖體失去支托，加劇了水源對于巖石的侵蝕作用，加之施工過程不可避免要使用一些機械設備，強烈的振動，進一步增加了塌陷的可能性。一般礦山地區的塌陷會形成一些洼谷地形，并出現裂縫情況。礦區地面塌陷情況如圖2 所示。

圖2 礦區地面塌陷

經過對地面塌陷情況形成的分析，可以通過控水方面以及工程方面進行防治。控水措施，要加強前期對于礦區的水文地質勘查，排查出可能會發生塌陷的區域，以及土層較為松散的區域，對于前者需要通過局部注漿進行加固，對于后者則需要控制開采過程中的抽排水量，防止因為抽水量過大使得地下大范圍空洞，極易引起坍塌。工程措施包括回填和封堵，回填就是指根據實際情況和回填要求，使用粘土或者其它材料對塌陷區進行回填夯實。封堵則是針對抽排水導致的塌陷，通過灌漿或者是建筑圍堵墻對地下水流進行封堵。

2.3 放射性礦山環境污染治理恢復

在進行放射性礦山開采的過程中，如果采礦企業沒有按照標準嚴格的進行操作，非常容易引起放射性物質泄露事故，污染礦山周圍環境，對周圍居民的生活環境以及身體健康造成極其嚴重的影響，而且放射性物質引起的環境污染其可恢復的程度極低。在對放射性礦山污染進行治理的時候，可以采取封堵礦井口的措施，并在封堵的石板上明確標注“危險”字樣，提醒人們不要靠近。在封堵井口的時候，除了要盡量使用完整的石板，標注相關字樣之外，還需要盡量還原礦井口，完全阻斷放射性物質的泄露路徑，防止其在空氣中擴散。與此同時，還需要對礦區的污水進行嚴格控制，防止污水外流，嚴禁人畜進入礦區。加強對于礦區內廢物的管理，加強支擋工程的建設，嚴格設計排水措施，嚴禁采礦過程中產生的廢石、廢渣等廢物發生轉移，造成二次污染。

2.4 尾礦化學污染治理恢復

在礦山開采的過程中，難免會產生大量的尾礦，尾礦并不是完全沒有利用價值的，其中還有很多待開發的資源，尾礦的丟棄使得我國礦產資源浪費的情況十分嚴重。在開采的過程中，產生的尾礦一般在總礦石產量的五分之三左右，數量巨大，堆存的尾礦會占用大量的土地資源和耕地面積，而且其中的金屬以及礦物質等也會造成礦山周圍環境的污染，尾礦的堆放也會破壞周圍的植被，引發水土流失。另外一些尾礦中含有重金屬物質，如果其中的重金屬被侵蝕，隨雨水匯入河流，對生態環境會造成嚴重影響。因此在進行尾礦治理時，首先需要做的就是加強對尾礦的回收利用，以此減少尾礦數量，尾礦還可以用作礦下采空區的填充物，或者通過水處理技術降低重金屬含量[3]。

3 結語

礦山周圍環境的治理和恢復并不是一項簡單、短期的工作，而是在采礦前就需要礦產企業對周圍地質進行勘，了解周圍的水文地質特點，將前期預防以及后期治理相結合的一項綜合性工程。

通過對礦山周圍環境的治理，盡量恢復其周圍環境，以實現生態環境可持續發展的目標。