露天礦山常見的地質(zhì)環(huán)境問題及防治措施

（華東冶金地質(zhì)勘查局屯溪地質(zhì)調(diào)查所，安徽 黃山 245000）

隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，各行各業(yè)對礦產(chǎn)資源的需求不斷增加，在20世紀(jì)初期，國內(nèi)各省新立了無數(shù)家礦山，大多礦山以露天礦山為主。由于開采技術(shù)條件和經(jīng)濟條件限制，礦山在開采過程中形成了較多地質(zhì)環(huán)境問題，曾發(fā)生多起礦山安全事故，同時造成了大面積的土地資源破壞。因此，針對露天礦山開采過程中常見的地質(zhì)環(huán)境問題，選擇合適的治理方式是國民經(jīng)濟發(fā)展的迫切需求。

1 露天礦山常見的地質(zhì)環(huán)境問題

1.1 地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害是露天礦山最為常見的地質(zhì)環(huán)境問題，也是影響最為嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境問題。露天礦山中常見的地質(zhì)災(zāi)害類型有崩塌、滑坡、泥石流坡等，其中崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害約占全國露天礦山地質(zhì)災(zāi)害的95%以上，規(guī)模以小型居多。

1.2 地形地貌景觀破壞

露天礦山以露天開采為主，采礦活動必然造成原有地形地貌景觀的破壞。主要有露天采場、工業(yè)廣場、廢石堆場等對地形地貌景觀的破壞，有時也有地質(zhì)災(zāi)害對地形地貌景觀的影響及破壞。特點是破壞面積廣、恢復(fù)治理費用高。

1.3 含水層破壞

一些大、中型礦山開采深度大，開采結(jié)束后會形成大面積采坑，有時會破壞地下水平衡，個別礦山的采礦活動會破壞地表的補給、徑流及排泄條件等，造成淺層地下水枯竭和地下水量減少等問題。

1.4 環(huán)境污染

（1）水、土環(huán)境污染。礦山開采和加工過程中往往會產(chǎn)生較多廢渣、尾礦等固體廢棄物，許多礦山將這些廢棄物直接暴露在大氣中或隨意傾倒，導(dǎo)致溝壑、河道淤塞，泄洪不暢，水患不斷。尾礦和廢渣中的硫化物也會發(fā)生氧化作用使大氣降雨變?yōu)樗嵊?，加上有些礦山選冶廢水的未能達標(biāo)便排放，經(jīng)常造成礦區(qū)附近的地表水體遭受污染，甚至無法飲用和灌溉。

（2）大氣污染。露天礦山多采用公路開拓汽車運輸?shù)姆绞?，同時爆破工程常導(dǎo)致礦體及廢渣飛濺，形成大氣環(huán)境污染。產(chǎn)生的污染物主要包括粉塵、有毒、有害氣體（H2S，SO2，CO，NO2等）和放射性氣溶膠等。

2 地質(zhì)環(huán)境問題形成因素

礦山地質(zhì)環(huán)境問題形成因素包括人為因素和自然因素，其中人為因素是主要因素，在礦山地質(zhì)環(huán)境問題形成中起主導(dǎo)作用。包括開挖邊坡、增加邊坡荷載、礦渣隨意堆積和擾動地下水的工程活動等。據(jù)調(diào)查“甘肅白銀露天礦大型滑坡”形成原因是長期采礦破壞原始邊坡穩(wěn)定性形成；“安太堡露天礦排土場滑坡”主要是因為礦山隨意堆積廢渣并且沒有相應(yīng)防護措施，廢渣荷載使底部巖土體內(nèi)部應(yīng)力急劇增加導(dǎo)致廢渣邊坡失穩(wěn)形成。

自然因素指由非人為原因而形成的地質(zhì)災(zāi)害等，包括地震、降雨、河流沖刷及融雪等。例如“安徽省黃山區(qū)三口鎮(zhèn)風(fēng)景水庫溢洪口滑坡”形成原因為“短歷時、強降雨”導(dǎo)致巖土體抗剪性能減弱，在重力作用下發(fā)生滑坡。

3 防治措施

3.1 崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治措施

滑坡和崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與水的影響息息相關(guān)，在滑坡和崩塌地質(zhì)災(zāi)害中水的作用往往起主導(dǎo)作用，因為水動力作用長期沖刷邊坡會導(dǎo)致巖土體軟化，巖土體抗剪性能減弱甚至溶解，因此消除水對邊坡的影響在地質(zhì)災(zāi)害防治中至關(guān)重要。礦山崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成以人為因素為主，在防治過程中要做到“防治結(jié)合、綜合治理”的原則，具體可以通過以下兩個方面進行防治。

（1）防止水對滑坡和崩塌區(qū)的影響。主要工程措施有：①在滑坡或崩塌區(qū)外圍修筑截、排水溝，防止外圍地表水流入滑坡和崩塌區(qū)；②在滑坡和崩塌區(qū)地表修筑排水溝，將地表雨水排出影響區(qū)，防止雨季地表水大面積下滲；③若邊坡為巖質(zhì)邊坡可在邊坡采用“掛網(wǎng)噴射混凝土”的方式防止地表水下滲。排除地下水的措施不局限以上三種，具體實例中需要根據(jù)項目區(qū)地質(zhì)和水文條件進行選擇。常用的方法有水平鉆孔疏干、垂直孔排水、豎井抽水、隧洞疏干、支撐盲溝等。

（2）通過治理工程改善邊坡穩(wěn)定性或清除潛在崩塌和滑坡體，改善邊坡提穩(wěn)定性的原則是“增加抗滑力、減小滑動力”。在露天礦山地質(zhì)災(zāi)害治理中常用的措施有：①削坡減載：通過放坡降低臺階高度和坡度的形式使邊坡達到穩(wěn)定，此方法治理費用低，但環(huán)境破壞嚴(yán)重，在一些偏遠地區(qū)的中小型石料礦采用較多。②邊坡加固：主要是通過支撐工程（擋墻、抗滑樁、防護網(wǎng)、錨桿或錨索等）防治邊坡滑動，起到阻滑和阻崩作用。此方法治理效果明顯但治理費用高，在靠近城區(qū)或人類活動較多區(qū)采用較多。

（3）隔離滑坡和崩塌體。是近幾年來一種新型的治理措施，在江西和皖南偏遠山區(qū)部分礦山逐步開始采用。主要針對一些偏遠山區(qū)閉坑或廢棄無主礦山治理，這類礦山往往由于未嚴(yán)格按照礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案開采閉坑后形成了高、陡邊坡。若采用邊坡加固的方式進行工程治理，治理費用較高，一些中小型企業(yè)和政府難以承擔(dān)，若采用削坡減載的方式將會造成更大面積的土地資源破壞。因此針對這類礦山中的崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害可采用修筑護欄網(wǎng)對邊坡影響區(qū)進行全封閉，禁止人畜進入待其自然穩(wěn)定。此方法未能根除滑坡和崩塌地質(zhì)災(zāi)害，但可一定程度成功避免對人民生命財產(chǎn)的威脅。需要注意的是此方法多適用與人類活動較少、無人畜出入的地區(qū)。

3.2 泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治措施

泥石流地質(zhì)災(zāi)害往往與不合理開挖、隨意堆積廢渣和亂砍濫伐等密切相關(guān)，在礦山治理中要到“防治結(jié)合、綜合治理”的原則，以工程措施為主，兼顧生物措施。

（1）生物措施。包括林業(yè)措施、農(nóng)業(yè)措施和牧業(yè)措施等，主要是通過在泥石流全域栽植植被，防止水土流失，起到穩(wěn)固地表巖土體的作用。生物措施的優(yōu)點是投資少，風(fēng)險小，但效果不明顯，通常需要5年以上才可見發(fā)揮作用。

（2）工程措施。通過防護工程、排導(dǎo)工程和攔擋工程起到“穩(wěn)、攔、排”的作用。防護工程是指通過擋墻、順壩等消除或減弱泥石流對影響區(qū)建筑物的影響；排導(dǎo)工程是通過改變泥石流在流域內(nèi)流動方式和范圍，起到按理想路線順利排泄的作用；攔擋工程是指通過攔渣壩、除淤場、支擋工程等減少泥石流對下游的沖刷和撞擊的危害。

4 結(jié)論

本文主要介紹了露天礦山常見的地質(zhì)環(huán)境問題，分析了其形成因素，重點介紹了露天礦山中崩塌、滑坡及泥石流地質(zhì)災(zāi)害的常見治理措施及方法，并分析了每種治理措施的優(yōu)缺點及其適用對象，為國內(nèi)其它露天礦山地質(zhì)環(huán)境治理有一定的參考作用。