廢棄礦山引起的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害及其防治研究

閆闖 項曉麗 崔艷

摘 要：廢棄礦山所引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害是多元的，對其進行分類研究是認識其成害規(guī)律的前提，而后對該類地質(zhì)災(zāi)害的的成因進行系統(tǒng)的分析是其中的關(guān)鍵一步，在此基礎(chǔ)上，提出治理廢棄礦山所引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的措施是防范災(zāi)害的治本之策。

關(guān)鍵詞：廢棄礦山 環(huán)境地質(zhì) 災(zāi)害

中圖分類號：TD8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0230-02

在我國，隨著大工業(yè)生產(chǎn)的迅速推進，一些老工業(yè)基地日益呈現(xiàn)出資源枯竭的態(tài)勢，大量礦井廢棄和關(guān)停則是在此宏觀態(tài)勢下微觀放映，廢棄礦山所引發(fā)的的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害對生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟的危害也到了不容忽視的地步，對其進行系統(tǒng)研究顯得尤為必要。

1 廢棄礦山引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的類型分析

廢棄礦山所引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害是多個方面的，但這些不同的災(zāi)害現(xiàn)象都是相伴而生，互相依存不可分割的。對廢棄礦山引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害進行類型化分析是探尋治本之策的前提。

1.1 礦內(nèi)污水觸發(fā)水污染

礦井關(guān)閉后一般會引發(fā)區(qū)域內(nèi)大范圍的地下水污染和地表水污染，依據(jù)礦井的監(jiān)測資料進行研究發(fā)現(xiàn)，上述后果是因為礦井關(guān)閉后其以前的排水系統(tǒng)也自然廢止，從而使得地下采空區(qū)內(nèi)含有很多有毒有害成分的污染水和不同含水層的水相互滲透融合，從而引發(fā)潔凈水深度和廣度均極為龐大的污染。另外，礦區(qū)因礦井關(guān)閉，有毒地下水因得不到正常的疏導(dǎo)，就會自動上溢至地表漫流，引發(fā)地表水域的污染。廢棄的煤礦和金屬礦及有關(guān)矸石堆對河流、湖泊和水庫造成有害的影響，這些都是因為廢礦渣中所含酸性污染物質(zhì)造成的。

1.2 地下水外溢淹沒礦區(qū)

礦井報廢使得地下水失去既定的人為疏導(dǎo)排出路徑，水位上升溢出可以導(dǎo)致礦區(qū)大面積的被淹沒。如1999年，陜西省就因為對沿河幾十處的小煤窯強制關(guān)閉而引發(fā)災(zāi)害，其中原因正是小煤窯中的污水上漲導(dǎo)致河流下游地下水位抬升，涌出地表后，使得大片農(nóng)田被淹，形成了大塊的沼澤地，造成嚴重的水域環(huán)境災(zāi)害。

1.3 地面崩塌以及伴生的毒氣外泄

廢棄礦區(qū)地下部分有著因礦產(chǎn)開采形成的大面積的采空區(qū)，礦井關(guān)閉后，地下采空區(qū)缺乏必要的維護，地下構(gòu)造遭受很大的破壞，經(jīng)過一段時間后就會產(chǎn)生大面積的地面開裂、塌陷。由于礦物在密閉高壓作用下會產(chǎn)生許多有害氣體，這些有毒物質(zhì)也會從地面裂縫中逸出，造成嚴重的空氣污染。

1.4 廢棄礦井污水入侵威脅臨近生產(chǎn)礦井安全

廢棄礦井所產(chǎn)生的廢水往往會漫流進入其他正常運行的礦井，對其他礦井的正常生產(chǎn)和人員安全造成極大的惡劣影響。近年來比較著名的案例是江蘇徐州礦務(wù)局、湖南資興礦務(wù)局的廢棄礦的案例，2000年兩礦在關(guān)閉礦井后，境內(nèi)污染的地下水也隨機停止疏導(dǎo)排泄，不斷增加的廢棄礦水涌入相鄰的生產(chǎn)礦井內(nèi)，對安全生產(chǎn)造成極大的威脅。

2 廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的成因

眾所周知，廢棄礦山所引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的影響面積大，并具有極強的隱蔽性強，且往往潛伏期較長。故而，對其地質(zhì)災(zāi)害形成的技術(shù)原因和人為原因進行研究顯得非常必要。

2.1 開采技術(shù)原因

采礦活動往往都會對地下水和地表水系統(tǒng)造成影響，從而對開采區(qū)及其周邊區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)和地下水層系統(tǒng)的運行產(chǎn)生極大的作用力。礦山開采過程會對煤巖層進行極大的破壞，含有多種化學(xué)成分地下水從巷道、井壁及采空區(qū)等多種渠道滲入礦井與煤系巖層接觸，從而融合其中的各種成份，在此過程中，許多物理、化學(xué)反應(yīng)理所當然在其中發(fā)生。成分復(fù)雜的礦井水在礦井關(guān)閉后，由于既有的正常排水渠道消失，富含有毒元素的污染水就會進一步污染其他未污染的地下水層系統(tǒng)，當?shù)乇黹_裂或塌陷后，酸性礦井水就會漫溢而出，對地表水域環(huán)境造成極大的污染。

2.2 開發(fā)過程中追求經(jīng)濟效益，環(huán)境意識不強

在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，企業(yè)主往往過分注重經(jīng)濟利益，對公共利益漠然對之，引發(fā)“公地悲劇”。在相當長的時期內(nèi)，由于國家監(jiān)管不到位，在利益的驅(qū)逐下，很多地區(qū)引發(fā)采礦熱，個體礦山企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)村集體礦山企業(yè)對礦產(chǎn)資源進行無序開采，所采用的開采技術(shù)也極為落后。開采過程中沒有對今后的地質(zhì)環(huán)境破壞進行必要的評估，缺乏配套的礦山治理措施，從而為引發(fā)今后大規(guī)模的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害留下隱患。

2.3 缺乏關(guān)閉礦井治理的良性措施

我國許多礦山企業(yè)都是建立于計劃經(jīng)濟時代，一般都是國家產(chǎn)權(quán)，企業(yè)的盈利很大的份額都要上繳國家財政，而政府并沒有合理留置安排足夠的礦山治理資金。開采的同時沒有注重治理，一旦礦區(qū)資源枯竭，企業(yè)難以為繼，也就根本沒有經(jīng)費采取對礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害進行防治的經(jīng)費。礦井關(guān)閉缺乏必要的預(yù)測評估的前置階段，對礦井關(guān)閉后的風(fēng)險識別、預(yù)測、防范的技術(shù)系統(tǒng)和資金來源也就不可能形成系統(tǒng)的方案，也缺乏礦山恢復(fù)的一整套機制，在這樣的前提下對礦井進行關(guān)閉，對其所隱藏的危害視而不見，任其滋長，從而就為造成大規(guī)模的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害埋下伏筆。

2.4 地表復(fù)雜的自然地理環(huán)境

礦區(qū)地表地形一般均為山地、高原地區(qū)，地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造都比較復(fù)雜，地面往往多高山陡坡，地質(zhì)構(gòu)造多斷層，在自然的風(fēng)化侵蝕作用下，巖體結(jié)構(gòu)破碎隨之而生。由于生產(chǎn)需要以及環(huán)保措施的缺位，礦區(qū)往往植被稀疏，水土流失比較嚴重。在汛期暴雨的相互作用下，關(guān)閉礦井采空區(qū)容易引發(fā)區(qū)域內(nèi)發(fā)生嚴重的塌陷，還會發(fā)生泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，從而引發(fā)地下污水上溢，造成綜合性的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害。

3 廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

對廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害進行類型化分析，并對其產(chǎn)生的成因和機理進行系統(tǒng)的研究之后，結(jié)合我國廢棄礦井區(qū)域的各種自然條件，如水文、地質(zhì)以及氣候環(huán)境等進行考量，基于我國學(xué)術(shù)界的研究現(xiàn)狀，借鑒國外先進經(jīng)驗，可以對我國廢棄礦井引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害形成如下防治建議。

3.1 構(gòu)建廢棄礦山風(fēng)險評價與預(yù)報系統(tǒng)

對于既存廢棄礦井的相關(guān)環(huán)境進行合理的技術(shù)考量是預(yù)防災(zāi)害的必要舉措。廢棄礦井的風(fēng)險評價與預(yù)報系統(tǒng)的構(gòu)建需要考慮以下一些技術(shù)問題，包括地下水流及其動態(tài)的動力學(xué)評價與預(yù)報，具體工作有流體動力學(xué)觀測，滲透介質(zhì)參數(shù)試驗。另外一項比較重要的技術(shù)工作是評價采礦擾動對介質(zhì)滲透性的影響，該項評價主要通過水文地球化學(xué)進行動態(tài)監(jiān)測與預(yù)報來實現(xiàn)，主要進行以下技術(shù)性的任務(wù)，如水質(zhì)遷移機理與強度，現(xiàn)場示蹤試驗，地下水自凈可能性，含水系統(tǒng)環(huán)境中物理化學(xué)狀態(tài)變化規(guī)律。

3.2 構(gòu)建廢棄礦山風(fēng)險識別系統(tǒng)

對于風(fēng)險的識別與分析首先有必要建立系統(tǒng)管理資料的數(shù)據(jù)庫，對于數(shù)據(jù)庫所應(yīng)包括的資料，技術(shù)領(lǐng)域一般要采集如下一些數(shù)據(jù)，即廢棄礦井的空間物理形態(tài)，含水層的水力特征，以及氣候、降水、土壤、植被等地質(zhì)與相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)。；廢棄礦井所含的危險因素主要存在于兩個領(lǐng)域，一是人力活動即采礦過程中所遺留的危險因素，二是客觀自然地理環(huán)境因素。對于人力活動所形成的危險進行評估預(yù)測必須是全面的，即包括環(huán)境的、經(jīng)濟的的因素，也應(yīng)該把社會的、人文的因素考慮在內(nèi)。

3.3 采用先進的地質(zhì)災(zāi)害防治措施

地質(zhì)災(zāi)害的防治措施不應(yīng)僅僅關(guān)注事后的治理，更應(yīng)注重礦井關(guān)閉前的預(yù)防。一是要建立廢棄礦井治理基金，保障治理經(jīng)費的來源充足；二是要合理利用一些先進的防治技術(shù)，目前國內(nèi)外已有的治理地下水污染措施包括：在礦井內(nèi)充填凈化污水的特殊材料；打造水平孔預(yù)排老空污水；采用注水井構(gòu)筑“水力壩”來阻隔污染的大面積擴散；通過將小煤窯與國營大井溝通等方法來截斷潔凈水與污水的聯(lián)系等。

4 結(jié)語

廢棄礦山所引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害破壞性大、波及面廣，目前的防治技術(shù)還不能完全遏制此類災(zāi)害的發(fā)生，故而加強對廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害的形成機理以及防治技術(shù)顯得尤為必要，該項技術(shù)任務(wù)也顯得任重而道遠。

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