矿山环境问题的分析与治理措施

矿山环境问题的分析与治理措施摘要：国民经济的快速发展离不开矿产资源开发的支撑,而矿产资源的大量消耗必然会导致一系列的矿山环境问题。如何将环境的污染和破坏降低到最小限度,更好地保护和治理矿山环境,已成为全社会关注的热点。本文对矿山环境问题进行了概述,分析了矿山环境问题诱发的综合环境效应，分析了造成矿山环境破坏的原因,并提出了相应建议,希望能够对矿山环境的治理与保护起到一定的作用。关键词:矿产环境问题；环境污染原因；综合环境效应；治理措施1、引言我国矿业在取得巨大成就的同时，也给社会生态环境带来一些危害，大量的开发活动所造成的破坏与污染越来越严重，尤其是众多的乡镇集体矿山企业和个体采矿，不但缺乏资源的保护意识，而且缺乏环境保护意识，加上开采、洗选的方法、技术和装备落后，特别是一些人为了片面追求利润，在开采过程中几乎不采取任何防治措施，对环境造成的破坏与污染极为严重。对于矿山环境问题的正确认识和科学分类,可以有效地指导矿山环境调查、评估评价、修复治理与保护和信息系统建设等方面工作。而矿山环境规划与管理部门不仅关心矿山环境问题的产生和分类,更关注各类问题所诱发的综合环境效应。【1】2、矿山环境问题分类众多矿山环境问题分类中,根据其触及的环境层次和发生原因可分为三大类：地质环境问题、生态环境问题和景观环境问题【2】。每一类又按其对环境的作用形式分为若干亚类（表1）。为了达到矿山规划与管理部门对矿山环境研究之目的,需要分析掌握各类矿山环境问题所诱发的直接和间接环境效应表1中列出了各类矿山环境问题的主要特征。表1矿山环境问题分类类别发生原因亚类典型事例矿山地质环境问题因采掘改变地形地貌，破坏岩土体力学平衡，导致岩土体变形、断裂、脱离母体，在重力作用下向下运动造成地质灾害1.1崩塌1.2地裂缝、危岩1.3滑坡1.4泥石流1.5地面沉降塌陷远安盐池河磷矿崩塌三峡链子岩危崖大冶桐梓沟滑坡甘肃舟曲泥石流湖南恩口煤矿塌陷矿山生态环境问题矿山建设和生产破坏植被占用耕地，矿山三废污染空气、水、土壤，改变生态条件，造成生态系统破坏，生态平衡失调2.1挖树毁林，占用耕地2.2固体废弃物占地、污染环境2.3废气污染环境2.4废水污染环境2.5疏排水破坏水平衡寿王坟铜矿废渣侵占事件金堆城钼矿尾矿污染污染河流大冶有色冶炼厂SO2污染空气凡口铅锌矿含氰污水污染农田松宜煤矿疏排水造成泉干河断流矿山景观环境问题剥土、采石、爆破、弃土影响自然风景观瞻，采石毁坏地质遗迹，爆破运输影响名胜环境3.1采剥弃土损伤自然风景3.2毁坏地质遗迹3.3影响名胜观赏西陵峡风景区采石三河市采石造成“青山白面”四川彭县用有地质遗迹价值的石灰岩烧制石灰2.1地质环境问题采矿活动触及地质环境层次，采矿工程改变地形地貌和岩土体力学平衡，破坏山体的完整性，导致。其局部变形、断裂、脱离母体，在重力作用下迅速运动酿成地质灾害。矿山开采使地下采空、矿坑积水，诱发矿山地质灾害，造成大量人员伤亡和经济损失。由于地下采空，地面及边坡开挖影响了山体、斜坡稳定，导致开裂、崩塌和滑坡等地质灾害。在许多矿产资源开采区，都不同程度地存在着地面裂缝塌陷、山体蠕动滑移、山体崩塌滑坡、泥石流等灾害。另外，由采矿诱发的地震，也出现在我国许多矿山。崩塌：悬崖陡坡上被直立裂缝分割的岩土体突然脱离母体向下崩落的现象称崩塌。据有关部门统计，约有1/3的崩塌与采矿有关。在陡坡脚剥土挖洞，使岩土体根部空虚，很容易引发崩塌。1980年6月3日、湖北省远安县盐池河磷矿突然发生了一场巨大的岩石崩塌。山崩时、标高830米的鹰嘴崖部分山体从700米标高处俯冲到500米标高的谷地，在山谷中乱石块挟盖面积，南北长560米，东西宽400米，石块加泥土厚度20米，崩塌堆积的体积共100万立方米。最大的岩块有2700吨重。顷刻之间盐池河上筑起一座高达38米的堤坝。构成一座天然湖泊。乱石块把磷矿区的五层大楼掀倒、掩埋。死亡307人。还毁坏了该矿的设备和财产，损失十分惨重。地裂缝和危岩：是地表岩层、土体在自然因素（地壳活动、水的作用等）或人为因素（抽水、灌溉、开挖等）作用下，产生开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种宏观地表破坏现象。据鄂西山区地质灾害调查表明，有38.8%的山体开裂和危岩与采矿有关，其中长江三峡链子崖危岩最为著名。链子崖山脚因挖煤造成1.2X105m2的采空区，使上覆山体出现17组58条裂缝，每条裂缝宽数厘米至数米，深数十米至百余米2.89X106m3的危岩耸然临空，威胁长江航道安全，国家不得不化重金将其整治控制。滑坡：斜坡上的岩土体沿一定的软弱面向下滑动的现象称滑坡。由于煤矿等含矿层多属软弱工程地质岩类，其上覆岩层又往往是坚硬工程地质岩类，因此在山坡坡脚开挖、切坡会诱发滑坡发生。地面塌陷：指地表岩土体向下陷落形成塌陷坑洞的现象。其中因采矿造成的采空塌陷非常普遍，除上海、天津、福建、海南等省市外都有发生，特别是黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省较为严重。矿山井下开采常使地面发生大面积塌陷(沉陷),致使大量良田废弃、村庄搬迁、地貌景观改变。资料表明,每采万吨煤会塌陷土地2000m2。泥石流：产生在山区沟谷或山坡上，挟带大量固体物质的特殊洪流称泥石流。采矿堆积的大量废石为泥石流提供物质来源能加剧泥石流的发生和来势。2.2生态环境问题采、选、冶等矿业活动破坏植被、耕地，改变生物赖以生存的空气、水、土壤条件，造成生态系统破坏、生态平衡失调。其作用于环境的主要方式有如下几种：砍树毁林、征用耕地：矿山建设免不了要征用土地、砍伐森林，直接破坏植被、农作物及野生动物栖息地，导致绿地面积缩减。特别是露天开采过程破坏了植被和坡体,产生的废渣等松散物质极易引发矿区水土流失和土地荒漠化,全国1173家大中型矿山,因水土流失及土地沙化所破坏的土地面积分别达117067×108m2及74315×104m2【3】。固体废弃物占地并污染环境：采矿会产生大量废石，据不完全统计,因采矿及各类废渣、废石堆置等,全国累计占用土地达5186×104km2,破坏森林1106×104km2,破坏草地2360km2。我国固体采矿、选矿每年产生的尾矿和排弃物超过5×108t,各类固体废弃物累计约70×104t,直接占用和破坏土地117×104～213×104km2,并以每年200～300km2的速度增加【4】。金堆城钼矿曾发生尾矿坝溃坝事故，百万吨尾矿进入洛河，转入黄河，沿途都遭受到重金属和氰化物的污染。废水污染环境：矿山废水包括矿坑水、选矿废水、冶炼废水和废渣淋滤水，水中含有重金属离子、酸、碱、氰化物、有机药剂残留物、细菌、病毒等。矿山污水超标排放，会污染农田、河流、湖泊、地下水，使农作物减产、鱼虾死亡。凡口铅锌矿过去采用氰化物作为选矿药剂，使废水中氰浓度超标，造成农田污染、牲畜中毒事故。废气污染环境：矿山冶炼废气、粉尘、烟尘排空，降低空气质量，造成空气污染。矿山废气主要有害成分有二氧化硫、氟化物及固体悬浮物等，会使植物叶片退绿、生斑、脱落，农作物生长减缓，抗病虫害能力降低。同时采矿所产生的废气还会引起一系列的大气污染问题如酸雨、雾霾等。2.3景观环境问题采矿破坏景观的问题普遍存在，这里主要是指在国家公园、风景名胜区、地质遗迹保护区进行采矿活动而引发的景观环境问题。常见表现形式有：剥土挖树损伤自然风景，采石烧灰破坏地质遗迹，运输爆破干扰名胜观光等。例如：在长江西陵峡风景区采石，在四川彭县用具有重要地质意义的石灰岩烧制石灰等等。这些活动的作用范围可能很小，对植被和山体的破坏也很局部，但对景观的伤害可能是致命的，轻则“大煞风景”，重则使奇特景观或珍贵地质遗产不复存在。3、矿山环境问题诱发的综合环境效应分析根据系统的理论分析和大量典型事例研究,各类矿山环境问题所诱发的综合环境效应可划分为四大类(表2),即:占用与破坏土地资源、水资源损毁、矿山次生地质灾害以及自然景观与生态破坏。【5】表2各类矿山环境问题的综合环境效应分析环境效应矿山环境问题效应形势分析占用与破坏土地资源固相废弃物堆积与污染、地面变形问题、水土流失、沙漠化等以占用、改造、物理机械破坏和化学污染破坏等形式减少可用的土地资源总量水资源损毁液(固)相废弃物渗透与淋滤污染、矿山疏排水与突水等以形成地下水降落漏斗导致的水量减少和以废弃物渗透与淋滤导致的地下水、地表水水质污染两种损毁形式矿山次生地质灾害地面变形问题、水土流失、沙漠化、固相废弃物堆积、尾矿库(坝)溃决、矸石自燃、放射性污染等诸多矿山环境问题处理不当诱发和加剧矿山次生地质灾害自然景观与生态破坏水土流失、沙漠化、地面变形、固相废弃物堆积、山岩裸露、崩塌和边坡失稳等采矿活动对地貌形态和地表景观的改造超出其承载能力,以资源量和生物种属的减少为代价造成矿山环境的主体是地壳表层的岩土和以各种形式赋存于其中的地表水和地下水。矿山开采引起的各类矿山环境问题对于矿山环境的影响首先体现为对岩、土和水的原始状态与性质的改造。3.1占用与破坏土地资源采矿工业占用和破坏土地，包括采矿活动所占用的土地（如厂房、工业广场、碓矿场）；为采矿服务的交通（公里、铁路等）设施，采矿生产过程中堆放的大量固体废弃物所占用的土地，以及因矿山开采而产生地面裂缝、变形及地表大面积的塌陷等。据估计，到目前为止，我国采矿工业占用和破坏的土地已达2000至3000万亩之多。我国重点的金属矿山，约有90%是露天开采，每年剥离岩土约2.2至2.6亿吨，露天矿坑及堆土（岩）场，侵占了大片的山村（林）和农田，根据28个重点露天矿调查，仅堆土场占地总面积即大6.7万亩，今后每年还要新占土地约6000亩以上。全国重点煤矿1985年有矸石山671座，7．8亿吨，至1988年增加到730座，9亿吨，今后每年还要新排放出6800吨，继续扩大占用土地。矿山井下开采，由于岩石的冒落，地面发生大面积塌陷（沉陷）积水，致使大量良田废弃，村庄搬迁。据调查，华北、华东平原地区，每采万吨煤炭要塌陷土地3亩。目前每年约塌陷10万亩地，预计到2000年，每年要塌陷18万亩。开滦煤矿塌陷的土地已达13万亩，徐州煤矿达8万亩，淮北煤矿5.7万亩，预计淮北煤矿今后还要塌陷12万亩，许多村庄可能出现农田全部塌完，变成无地可耕、无处迁村的局面。山西省统配煤矿的43对矿井，有29个矿井因采煤发生地面塌陷、裂缝、变形、面积37万亩。我国人多地少，人均仅占耕地1．3亩，对于矿山毁地速度之快，必须引起高度重视，采取有效措施加以解决。3.2水资源损毁矿山开采造成水资源污染包括地表水资源污染和地下水资源污染。地表水资源污染主要是指选矿水和选矿废水排入地表水体所造成的污染。在采矿生产过程中,露天开采或地下开采疏干排水和废石淋溶水都含有较高的悬浮物及重金属等,排入水体后往往造成地表水体的有机污染和重金属污染,并且增加水体的混浊度,影响水体纳污能力。另外,矸石及露天堆煤场遇到雨天时所排放的大量废水也很容易使矿区周围的河流、湖泊变成黑色死水。相对地表水资源污染,地下水资源污染更具有隐蔽性,且影响深远,难以恢复。矿产资源开采强度和延伸速度的不断加大提高,使得矿区地下水位大面积下降,导致缺水地区供水更加紧张,影响当地居民的正常生产生活。3.3矿山次生地质灾害诸多矿山环境问题发展到一定程度,构成不可逆转的环境效应并且伴有人员伤亡和重大财产损失,便产生矿山次生地质灾害。换言之,矿山开采缺乏科学性,轻则产生环境问题,重则导致地质灾害。矿山次生地质灾害的致灾主因素或诱发因素必然是矿山开采中的某一个环境问题。矿山次生地质灾害的灾害后果以人员伤亡和财产损失衡量;其环境效应以灾害影响范围和地形地貌景观破坏程度衡量。矿山开采中可能会出现崩塌、滑坡、泥石流等的突发型地质灾害。固体废弃物不合理堆载往往是突发型地质灾害的成因之一。矿山开采过程中露天开采形成的高边坡、固体废弃物堆载形成的陡坡都可能诱发崩塌、滑坡;废渣、矸石不合理堆放以及尾矿坝溃决则成为泥石流形成的主要诱发因素。我国许多露天矿在开采过程中经常发生边坡失稳。矿山排出大量矿渣及尾矿,其堆放经常引发崩塌、滑坡、泥石流。如矿山排放的废渣常堆积在坡