礦山水文地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)及對周圍環(huán)境的治理措施

周天賜

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326 地質(zhì)隊(duì)，安徽 安慶 246003）

礦產(chǎn)資源是人們生產(chǎn)生活中必不可少的資源，也是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，近年來隨著科技的不斷發(fā)展，人們在礦山開采方面具備了更加先進(jìn)的技術(shù)水平，礦山產(chǎn)業(yè)也因此不斷擴(kuò)大和發(fā)展。但是，與此同時(shí)，礦山的過度開采也引發(fā)了一系列環(huán)境問題，嚴(yán)重影響到了生態(tài)資源的可持續(xù)發(fā)展以及人們的生活環(huán)境。

1 礦山開采引發(fā)的環(huán)境問題

1.1 耕地和植被的破壞

在我國礦產(chǎn)行業(yè)快速發(fā)展的情況之下，礦山周圍范圍內(nèi)大面積的耕地以及植被遭到嚴(yán)重破壞。在2015 年的礦業(yè)大會上公布了截至當(dāng)前我國因礦產(chǎn)資源的開發(fā)已經(jīng)破壞了303萬公頃的土地，而其中在治理和恢復(fù)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(fù)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(yán)重，甚至造成泥石流、山洪爆發(fā)等環(huán)境問題。

1.2 引發(fā)地質(zhì)災(zāi)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(jī)械設(shè)備，而這種開采方式雖然極大程度上方便了施工人員作業(yè)，但同時(shí)也使得礦山周圍的巖土結(jié)構(gòu)遭到破壞，當(dāng)巖土被挖掘的程度不斷加深，超過了其地表承受力的時(shí)候，可能會引發(fā)邊坡失穩(wěn)，甚至是地面塌陷等災(zāi)害，例如，鐵礦、煤礦等地下開采作業(yè)。嚴(yán)重時(shí)還會引發(fā)地震，給周圍的居民帶來生命財(cái)產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生嚴(yán)重的污染，一些重金屬物質(zhì)會直接隨著水流進(jìn)入到水源，對人們的飲水安全造成嚴(yán)重威脅。除此之外，礦山的開采還會影響到地下水的平衡，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)顾纯萁?，?yán)重影響礦山周圍水資源環(huán)境[1]。

1.4 廢物污染

在實(shí)際礦山開采的過程中，除了目標(biāo)資源之外，還會產(chǎn)生很多的廢渣、廢石以及其他污染物，一些礦山開采企業(yè)為了節(jié)約成本，產(chǎn)生的廢物一般都會就地丟棄或者直接排放，長時(shí)間的廢物積累，對于周圍人們的生活環(huán)境以及植被、耕地都會帶來嚴(yán)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(qū)域形成酸雨，再進(jìn)一步侵蝕土地以及植被，造成二次污染。

2 礦山周圍地質(zhì)環(huán)境治理措施

2.1 泥石流的治理恢復(fù)

泥石流指的是在地形險(xiǎn)要的地區(qū)，由于大量降水導(dǎo)致的伴隨大量泥沙、石塊的山體滑坡現(xiàn)象，因此在滿足一定的地質(zhì)、水源以及地形地勢的情況下極易引發(fā)泥石流。泥石流發(fā)生的時(shí)間可能是幾個(gè)小時(shí)，也有可能僅僅是幾分鐘，但是破壞力極強(qiáng)，對周圍的環(huán)境以及村莊等會造成嚴(yán)重危害。在礦山地區(qū)開采作業(yè)完成之后，采礦企業(yè)如果沒有將施工作業(yè)過程中排放的各種廢物進(jìn)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(chǎn)生泥石流的主要物質(zhì)，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(qiáng)降水地區(qū)或者季節(jié)，則泥石流災(zāi)害則會成為“家常便飯”，典型泥石流結(jié)構(gòu)示意如圖1 所示。

針對泥石流災(zāi)害，根據(jù)其形成條件的分析，可以總結(jié)出幾點(diǎn)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(chǎn)生的廢石、廢土等及時(shí)進(jìn)行清理；其次，需要規(guī)劃出專門的廢物堆積區(qū)域，將采礦過程中產(chǎn)生的各種廢石、廢土等廢棄物進(jìn)行集中堆放，并建設(shè)堅(jiān)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(qū)域轉(zhuǎn)移，造成泥石流災(zāi)害；再次，解決強(qiáng)降水造成的洪流問題，例如，在礦山周圍建設(shè)排水工程，設(shè)置排水溝、水管等排水設(shè)施，以防水源與廢棄物堆積場相遇；最后，加強(qiáng)礦山開采之后的植被種植，綠化建設(shè)工作，降低地表徑流作用，加強(qiáng)礦區(qū)的水土穩(wěn)固能力[2]。

圖1 典型泥石流結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 地面塌陷治理恢復(fù)

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(jìn)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(jī)械設(shè)備，強(qiáng)烈的振動，進(jìn)一步增加了塌陷的可能性。一般礦山地區(qū)的塌陷會形成一些洼谷地形，并出現(xiàn)裂縫情況。礦區(qū)地面塌陷情況如圖2 所示。

圖2 礦區(qū)地面塌陷

經(jīng)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(jìn)行防治?？厮胧訌?qiáng)前期對于礦區(qū)的水文地質(zhì)勘查，排查出可能會發(fā)生塌陷的區(qū)域，以及土層較為松散的區(qū)域，對于前者需要通過局部注漿進(jìn)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?yàn)槌樗窟^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(jù)實(shí)際情況和回填要求，使用粘土或者其它材料對塌陷區(qū)進(jìn)行回填夯實(shí)。封堵則是針對抽排水導(dǎo)致的塌陷，通過灌漿或者是建筑圍堵墻對地下水流進(jìn)行封堵。

2.3 放射性礦山環(huán)境污染治理恢復(fù)

在進(jìn)行放射性礦山開采的過程中，如果采礦企業(yè)沒有按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的進(jìn)行操作，非常容易引起放射性物質(zhì)泄露事故，污染礦山周圍環(huán)境，對周圍居民的生活環(huán)境以及身體健康造成極其嚴(yán)重的影響，而且放射性物質(zhì)引起的環(huán)境污染其可恢復(fù)的程度極低。在對放射性礦山污染進(jìn)行治理的時(shí)候，可以采取封堵礦井口的措施，并在封堵的石板上明確標(biāo)注“危險(xiǎn)”字樣，提醒人們不要靠近。在封堵井口的時(shí)候，除了要盡量使用完整的石板，標(biāo)注相關(guān)字樣之外，還需要盡量還原礦井口，完全阻斷放射性物質(zhì)的泄露路徑，防止其在空氣中擴(kuò)散。與此同時(shí)，還需要對礦區(qū)的污水進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止污水外流，嚴(yán)禁人畜進(jìn)入礦區(qū)。加強(qiáng)對于礦區(qū)內(nèi)廢物的管理，加強(qiáng)支擋工程的建設(shè)，嚴(yán)格設(shè)計(jì)排水措施，嚴(yán)禁采礦過程中產(chǎn)生的廢石、廢渣等廢物發(fā)生轉(zhuǎn)移，造成二次污染。

2.4 尾礦化學(xué)污染治理恢復(fù)

在礦山開采的過程中，難免會產(chǎn)生大量的尾礦，尾礦并不是完全沒有利用價(jià)值的，其中還有很多待開發(fā)的資源，尾礦的丟棄使得我國礦產(chǎn)資源浪費(fèi)的情況十分嚴(yán)重。在開采的過程中，產(chǎn)生的尾礦一般在總礦石產(chǎn)量的五分之三左右，數(shù)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(zhì)等也會造成礦山周圍環(huán)境的污染，尾礦的堆放也會破壞周圍的植被，引發(fā)水土流失。另外一些尾礦中含有重金屬物質(zhì)，如果其中的重金屬被侵蝕，隨雨水匯入河流，對生態(tài)環(huán)境會造成嚴(yán)重影響。因此在進(jìn)行尾礦治理時(shí)，首先需要做的就是加強(qiáng)對尾礦的回收利用，以此減少尾礦數(shù)量，尾礦還可以用作礦下采空區(qū)的填充物，或者通過水處理技術(shù)降低重金屬含量[3]。

3 結(jié)語

礦山周圍環(huán)境的治理和恢復(fù)并不是一項(xiàng)簡單、短期的工作，而是在采礦前就需要礦產(chǎn)企業(yè)對周圍地質(zhì)進(jìn)行勘，了解周圍的水文地質(zhì)特點(diǎn)，將前期預(yù)防以及后期治理相結(jié)合的一項(xiàng)綜合性工程。

通過對礦山周圍環(huán)境的治理，盡量恢復(fù)其周圍環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。