礦山地質(zhì)災(zāi)害問題及治理舉措

有開采就有破壞，因為礦山的開采過程是極為復(fù)雜的，前期的地質(zhì)調(diào)查到后期的礦山施工，都會對原本穩(wěn)定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，在這個過程中地下開采和露天開采對地層環(huán)境和周邊環(huán)境造成的間接和間接的風(fēng)險和災(zāi)害被稱為礦山地質(zhì)災(zāi)害。一旦沒有及時預(yù)防或者發(fā)現(xiàn)后沒有及時治理，那對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和經(jīng)濟以及周邊人員的生命財產(chǎn)等都可能造成不可預(yù)估的風(fēng)險。我國是開始采礦行業(yè)較早的國家之一，雖然時間早，但技術(shù)、開采設(shè)備、專業(yè)人才等等方面都比較落后，導(dǎo)致礦山地質(zhì)環(huán)境不斷惡化，又沒有重視到環(huán)境保護，長期累計，導(dǎo)致了礦山地質(zhì)災(zāi)害事故頻發(fā)，尤其是近些年，我們經(jīng)常會在新聞上看到，某某礦區(qū)塌陷造成人員傷亡，或者是某區(qū)域發(fā)生地震、滑坡、泥石流等災(zāi)害消息，這些都和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，地層模塊的平移、變形等地層巖石脫落有關(guān)系。我國早已經(jīng)開始呼吁走“綠色礦山”的發(fā)展戰(zhàn)略，為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，礦山企業(yè)、各級治理部分必須協(xié)調(diào)合作，統(tǒng)一戰(zhàn)線，從歷年來礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律、特點等方面調(diào)查總結(jié)經(jīng)驗，作行詳細類型分類，并根據(jù)其各自特點研討出具體防、治災(zāi)害的措施，這是生態(tài)文明建設(shè)之路的必然之路，也是人類健康發(fā)展的必需之路。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

礦山施工過程有采、選、冶等步驟，都會導(dǎo)致礦區(qū)及其鄰近地區(qū)地質(zhì)環(huán)境的改變、破壞及污染等環(huán)境問題。我國經(jīng)濟指數(shù)增長，礦山開采業(yè)是占比較大的一個板塊。隨著各行業(yè)對礦產(chǎn)資源的需求率擴增，污染問題表現(xiàn)明顯。首先是周邊土壤、植被、水污染等，不管是地下開采還是露天開采模式，直接對造成土壤、植被破壞，勘探過程使用多種勘探設(shè)備，化學(xué)手段，都會對地下水造成污染，尤其是對生活在礦區(qū)周邊的群眾，影響頗大。

同時，在開采后精選礦中，產(chǎn)生廢石、廢渣、尾礦等固體廢棄物，占地面積大，處理過程緩慢，在治理過程中不免對土壤水資源造成滲入危害，空氣質(zhì)量更不用說，粉塵污染物，長期下來會影響到人類賴以生存的環(huán)境，甚至是生命安全。這一系列的破壞之后，嚴重的直接、間接造成滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害問題。盡快治理礦山環(huán)境問題，找出最優(yōu)方案是目前非常棘手的重點難點工作。

《本體與常無：經(jīng)濟學(xué)方法的對話》中林毅夫教授對于理論與經(jīng)驗的看法是：“現(xiàn)有的理論是過去的歷史經(jīng)驗總結(jié)出來的，需要通過歷史經(jīng)驗檢查才能知道那些理論是可以暫時接受的，那些理論是可以暫時舍棄的，所以我們必須給予歷史經(jīng)驗足夠的重視?！彼目捶ㄅc老師在課上給我們總結(jié)的關(guān)于經(jīng)驗與理論的看法是相似的。老師和我們在課上探討的關(guān)于理論與經(jīng)驗的看法得出的結(jié)論是：契合性與錯位性。并且在處理二者的關(guān)系問題上得出的結(jié)論是：既要尊崇契合性，又要尊崇錯位性。

2 地質(zhì)災(zāi)害問題類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害類型多樣化，如果我們從災(zāi)害發(fā)生的速率加上看，可分為突發(fā)型礦山地質(zhì)災(zāi)害，這類災(zāi)害往往是無法預(yù)料，像礦坑突水、瓦斯爆炸、巖漿爆發(fā)等，相反另一種屬于緩發(fā)型礦山地質(zhì)災(zāi)害，是由于長期積累造成的災(zāi)害類型，像采空區(qū)的地面沉降，重金屬污染等。較為常見的地質(zhì)災(zāi)害分類，是從時空分布和成因關(guān)系來看。經(jīng)過前人總結(jié)的經(jīng)驗，這種分類方法對地質(zhì)災(zāi)害成因的深入研究有幫助，更能準確的給出實際有效的治理方案

。下面就對其部分類型的成因特點簡要分類闡述。

2.1 巖土圈層形變?yōu)暮Α?/h3>

地球化學(xué)勘查方法起初是通過測量天然物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)來尋找礦床，在不斷發(fā)掘創(chuàng)新理念下，現(xiàn)在也應(yīng)用于對礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測，解決農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、礦業(yè)等引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害問題的預(yù)防，以及快速鎖定污染區(qū)域、追蹤污染源頭等治理方面，化學(xué)探測方法有自己獨特的優(yōu)勢。

（1）誘發(fā)性地震。礦山施工極易導(dǎo)致巖土圈層內(nèi)部就是地震與斷層錯位，所謂的巖土圈層結(jié)構(gòu)性失衡。短時間劇烈運動容易產(chǎn)生誘發(fā)性地震。如果發(fā)生地震的話，震源深度淺，但造成的破壞力確是很大的，主要是周圍建筑物、房屋、地表結(jié)構(gòu)、土壤植被等造成危害。

現(xiàn)將n截斷到4,將f(x)的具體表達式代入φ2,并利用φ和φ′在x=-b處的連續(xù)性,確定各個參數(shù)分別為

（5）瓦斯爆炸。瓦斯爆炸災(zāi)害多發(fā)生于煤礦開采。原因是礦坑通風(fēng)條件不良，長時間在封閉空間使瓦斯?jié)舛葍?nèi)積聚到一定濃度后遇明火引發(fā)爆炸。對人身安全和經(jīng)濟安全的傷害性和破壞性巨大。

（3）礦坑突水涌水災(zāi)害。礦坑、礦井突水、涌水是最常見的礦山災(zāi)害之一。由于地下水位的短時間迅速改變，致使礦坑突然進水。這種礦山地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)性強、規(guī)模大，導(dǎo)致后果也十分嚴重。原因是采礦過程中，對礦坑涌水量的排空速度計算不準確，采掘過程中穿透隔水?dāng)鄬?，或者驟遇蓄水溶洞、暗河，導(dǎo)致地下水大量涌入，坑井被水淹沒。這種災(zāi)害多數(shù)是因為開采技術(shù)不完善，私挖亂采等情況導(dǎo)致的。坑內(nèi)涌砂是礦坑突水的伴生災(zāi)害，當(dāng)?shù)V坑采掘過程中遭遇富含泥沙的蓄水層或溶洞，突破隔水層后，泥沙和巖屑隨水一起涌入礦坑，造成涌漿災(zāi)害。

3、考慮變壓器中性點的運行方式。其中，110kV系統(tǒng)在任意方式下都應(yīng)該為中性點直接接地系統(tǒng)（任意方式包括：正常運行方式、檢修方式、負荷轉(zhuǎn)供方式，或因保護、開關(guān)拒動引起的多元件跳閘后形成的運行方式）；

（2）采空區(qū)塌陷。礦山開采過程中會運用到多種開采方式，像在使用空場法、留礦法以及崩落法后，如果采空區(qū)范圍過大，就會產(chǎn)生大面積塌陷，造成災(zāi)害。原因是采空區(qū)頂板巖層在自身重力和覆蓋巖層及建筑物等的壓力作用下會產(chǎn)生向下的彎曲和移動，而當(dāng)頂板巖層內(nèi)部產(chǎn)生的拉長應(yīng)力超過其極限強度時則頂板會發(fā)生斷裂，終波及到地表而形成盆地類型的塌陷坑。塌陷坑一般呈橢圓或近圓形，由下而上深度逐漸變淺（如圖1）。

（6）地下水漏失和地下水位異變?yōu)暮?。采礦爆破破壞了地下水內(nèi)在條件，突然性的大量消耗使地下水的水源補給供應(yīng)不上消耗速度，內(nèi)在條件改變后，潛水層遭到破壞，這都屬于地質(zhì)環(huán)境的改變，造成地下水位下降，地下水河流改道，地下水資源枯竭災(zāi)害，嚴重的造成河水漏失、干涸，局域性干旱區(qū)等我們看到的水資源災(zāi)害。

（7）礦坑火災(zāi)常見于煤礦的煤矸石山和硫化物礦床，因為煤矸石和硫化物也能氧化生熱，進而引發(fā)火災(zāi)。礦山火災(zāi)對周圍環(huán)境的大氣危害也十分嚴重，一些常年燃燒的礦山，使當(dāng)?shù)乜諝馕廴緡乐?，區(qū)域小氣候發(fā)生改變，礦區(qū)周圍苗木大量死亡，田地荒蕪，環(huán)境狀況堪憂。

2.2 礦山環(huán)境化學(xué)污染災(zāi)害

地球物理勘測和地球化學(xué)勘測加上智能信息化技術(shù)是礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測里常用的手段。主要是監(jiān)測可能發(fā)生的潛在災(zāi)害和已經(jīng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，觀察其災(zāi)害級別，以便于及時制定方案去治理。因為科學(xué)的監(jiān)測手段幫助了礦企建立了完整的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，能夠在順利開采礦山的前提下，還可以為礦山的地質(zhì)環(huán)境、環(huán)境動態(tài)跟蹤系統(tǒng)的協(xié)同提供保障，從而改善了礦山環(huán)境檢查、評估和治理的作用。如果遇到不按照采礦規(guī)章制度申請開采的，或者是申請后不考慮采礦對生態(tài)環(huán)境的破壞而亂砍亂伐的，又或者是為了個體的經(jīng)濟利益，不管未來礦區(qū)發(fā)展，沒有節(jié)制的開采不重視采礦質(zhì)量的，等等類似情況，都不允許這樣的礦企繼續(xù)開采，必須及時制止嚴重者關(guān)閉。對于已經(jīng)開采了，并且造成污染的采礦區(qū)，制定治理方案避免二次污染。有礦坑的采礦場，及時回填，幫助其恢復(fù)種植功能，再次利用，確保其變廢為寶，同時防止礦坑進一步惡化，造成滑坡塌陷等災(zāi)害。

（1）尾庫、場庫災(zāi)害。許多礦山開采，都伴隨著礦場與尾礦庫的存在。場庫失穩(wěn)主要是由于尾礦壩體不能承受壓力決堤后形成泥石流造成巨大的危害。尾礦庫潰壩常常因為壩體穩(wěn)定性在日益增加的壓力，或因廢礦液溢出，壩體管涌而發(fā)生決堤。尾礦潰堤給礦區(qū)人民生產(chǎn)生活都帶來不可估量的災(zāi)難性后果，同時也會給當(dāng)?shù)厮镰h(huán)境造成污染和長期危害。

容量超負荷是心衰進程中重要的伴隨現(xiàn)象，也是患者住院的主要原因之一。在患者出現(xiàn)心衰的臨床癥狀前，容量超負荷即已存在。容量超負荷可導(dǎo)致室壁張力增加，不但可使左室形狀改變(由橢圓形變?yōu)閳A形，心肌重塑)，導(dǎo)致二尖瓣關(guān)閉不全，還可形成心內(nèi)膜下心肌缺血，導(dǎo)致心肌壞死(或凋亡)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的激活，對心衰進程產(chǎn)生不良影響。此外，升高的靜脈壓可通過降低腎臟灌注梯度而導(dǎo)致心腎綜合征，使病情進一步發(fā)展和復(fù)雜。容量超負荷的處理是心衰特別是急性心衰(包括慢性心衰急性加重)管理的重要內(nèi)容。

（2）土地退化。露天開采和掘坑開采是水土流失和土地沙化的一個影響因素。在露天開采和掘坑開采過程中，地表植被、土坡土體的破壞，尾礦的擴展都會導(dǎo)致水土流失和土地退化。而大量的采礦排水，致使土地鹽堿化。

3 勘探技術(shù)對礦山地質(zhì)災(zāi)害的治理的幫助

3.1 地球信息技術(shù)綜合方法

在十八大以來6個中央“一號文件”指引下，“三農(nóng)”改革高潮迭起。5年多來，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展取得了歷史性成就，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略已吹響號角。

3.2 地球物理勘查方法

主要指應(yīng)用物理手段，探測巖土圈層相關(guān)信息，確定采空區(qū)、斷層位移、磁場變化等可能的災(zāi)害伴發(fā)信息，對地質(zhì)災(zāi)害進行提前分析與預(yù)測。地球物理勘查礦山地質(zhì)災(zāi)害的方法主要包括高密度電阻率法、視電阻率法、瞬變電磁法、淺層地震法等。這些方法是預(yù)測潛在礦山地質(zhì)災(zāi)害重要技術(shù)手段。

3.3 環(huán)境化學(xué)勘測方法

主要是由于采礦活動改變了礦區(qū)的地層環(huán)境，導(dǎo)致礦山地下和地表巖土圈形變，久而久之引發(fā)的災(zāi)難性后果。

（4）斜坡巖土體運動。由于采礦過程中地質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)不穩(wěn)造成的災(zāi)害，如崩塌、巖土滑坡、泥石流等。主要原因是雨后泥土經(jīng)過沖刷，形成流動性土體，礦山開采破壞植被，造成水土流失，不合理的砍伐造成的采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這類礦山地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生于筆者此次探討的露天開采或掘坑開采。屬于破壞性極大的地質(zhì)災(zāi)害類型，往往是突發(fā)性的，一旦發(fā)生就很嚴重，像礦山山崩，造成人員大量傷亡，環(huán)境破壞，經(jīng)濟損失嚴重。

4 礦山地質(zhì)災(zāi)害的治理舉措

4.1 加大宣傳力度，建立和完善礦山風(fēng)險評估體系

這里的宣傳，指的是從環(huán)保思想上、企業(yè)發(fā)展理念上改變，深刻認識到“金山銀山”不如“綠水青山”的真正含義，環(huán)境保護和人類的健康發(fā)展是息息相關(guān)的，美好的生活需要大家共同創(chuàng)造，提升國民素質(zhì)，增強地質(zhì)災(zāi)害以后可能帶來危機感與警覺性，不能一味追尋經(jīng)濟數(shù)字。強化培訓(xùn)、督察、教育工作。

目前的信息技術(shù)主要是利用遙感集合“3S”技術(shù)，及時掌握地質(zhì)災(zāi)害可能的分布、發(fā)生地點與區(qū)域。如利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的高危點位精確定位，并利用遙感衛(wèi)星進行疊加分析，預(yù)測災(zāi)變發(fā)生趨勢（圖2）。

其中，甘肅大禹節(jié)水集團股份有限公司副總裁門旗博士就先進滴灌技術(shù)和科學(xué)管理是提高農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵進行了精彩演講，提出不要以犧牲作物品質(zhì)和產(chǎn)量為代價節(jié)約用水，要加強作物優(yōu)化灌溉制度，合理設(shè)計灌溉制度，實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)增效的目的。另外，他提到一種全新的施肥理念——滴灌施肥。滴灌營養(yǎng)施肥是指在作物生長期內(nèi)按照作物生長要求為達到作物營養(yǎng)需求的劑量而向滴灌系統(tǒng)中注入一種或多種作物營養(yǎng)元素，精確、及時地供給作物根區(qū)的田間操作，即以喂養(yǎng)嬰兒的方式喂養(yǎng)作物，“水分養(yǎng)分同時供應(yīng)，少量多次，養(yǎng)分平衡”。

礦山的合理開采、及時防治，這是一項責(zé)任感、使命感的工程

。同時要做好安全措施，保障礦山工作人員的人身安全，備有應(yīng)急措施。在礦山開采前就要做好風(fēng)險評估與環(huán)境評估，提前制定預(yù)防方案，做到嚴格評估，積極防范，迅速復(fù)綠，通過新聞等途徑，對群眾科普保護環(huán)境的重要性，在一定程度上讓人民群眾成為最好的監(jiān)督者。

4.2 利用科學(xué)手段監(jiān)測礦山環(huán)境

采礦、選礦產(chǎn)生的廢渣、廢水、廢氣物質(zhì)造成環(huán)境污染，也是礦山地質(zhì)災(zāi)害日趨凸顯的一種形式。這些廢棄物未經(jīng)有效處理，直接堆棄或者無序排放，都會造成環(huán)境污染公害事件。這種環(huán)境災(zāi)難還會引發(fā)水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水?dāng)嗔鞯认嚓P(guān)次生災(zāi)難。這些污染事件的后果，往往長期影響人與動物的身體狀況，導(dǎo)致國民經(jīng)濟和資源、環(huán)境的不可持續(xù)發(fā)展

。

4.3 穩(wěn)定邊坡、巷道地質(zhì)結(jié)構(gòu)，做好應(yīng)急措施

加強采礦場和山體邊坡結(jié)構(gòu)的監(jiān)測，有異動及時加固擋土墻，穩(wěn)定邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)，開挖后如出現(xiàn)裂縫變形，積極采取應(yīng)急措施。合理建設(shè)尾礦壩，形成穩(wěn)定的礦山和尾礦，降低滑坡和滑坡風(fēng)險。

巷道開采工程，采礦時必須給坑道提供支護，防止因礦井頂板坍塌、頂板墜落等造成損壞，特別是頂部有住戶的情況下，要防止表土不宜開裂,隧道應(yīng)做好排水設(shè)計,防止礦井涌流危險。

4.4 實施采后生態(tài)環(huán)境修復(fù)管理，積極回填

為防治地質(zhì)災(zāi)害，恢復(fù)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境，礦企要有方案有步驟的及時修復(fù)，提高土地復(fù)墾速度，將礦山生態(tài)環(huán)境納入環(huán)境措施綜合治理示范工程。渣場處理后，鋪上表層土，種草、種樹。通過上述地質(zhì)修復(fù)工程，減少水土流失，恢復(fù)礦山生態(tài)功能，達到生態(tài)修復(fù)和人與環(huán)境和諧的目標(biāo)。礦區(qū)嚴禁私采、散采和跨界開采，減少人為干擾，確保植被保護和水土保持，積極落實地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)規(guī)劃和措施，防止水土流失，恢復(fù)植被和景觀?？刂坪徒沟V山廢棄物的意外排放和未經(jīng)處理的排放，并強制將其存放在礦區(qū)外的礦山廢棄物堆場。

配電網(wǎng)是連接電網(wǎng)與用電客戶的關(guān)鍵、是電能輸送的紐帶，同時與上級電網(wǎng)、終端用戶，以及新能源客戶等直接相連，影響其運行狀態(tài)的因素較多且復(fù)雜，重過載、低電壓、三相不平衡等異常狀態(tài)時有發(fā)生，治理成本高且治理效果難以得到有效保證，為配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來潛在隱患。同時,隨著人們生活品質(zhì)的不斷提升，用戶對電能的依賴性與日俱增，2018年，國家電網(wǎng)公司發(fā)布行政1號文，明確了“人民電業(yè)為人民”的企業(yè)宗旨，要求電網(wǎng)公司聚焦供電服務(wù)熱點，加強服務(wù)精益管控，有效解決服務(wù)短板，明確將加快構(gòu)建“以客戶為中心”的現(xiàn)代服務(wù)體系作為各項工作的根本出發(fā)點。

4.5 請求政府協(xié)助和監(jiān)督，助力礦山災(zāi)害治理

將礦山地質(zhì)災(zāi)害防治早日成為政府經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的一部分。允許企業(yè)申報，并給予一定的地質(zhì)災(zāi)害防治資金，但這項資金必須要確定用于災(zāi)害防治上面。像設(shè)立礦山環(huán)境恢復(fù)與管理基金、礦山環(huán)境保護基金、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與防治基金。預(yù)防大于治理，給予資金支持是為了增加相關(guān)企業(yè)對礦山地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)注度，積極引導(dǎo)企業(yè)自預(yù)自治。同時加強生態(tài)補償制度，建立檢查小組，一旦發(fā)生肆意破壞、采后不治、撥款不治等現(xiàn)象，一定嚴懲?？茖W(xué)制定采礦區(qū)的“三廢”治理方案，減少次生災(zāi)害發(fā)生次數(shù)。

5 結(jié)語

前人多年的采礦經(jīng)驗告知我們，目前我國已經(jīng)出現(xiàn)的礦山地質(zhì)災(zāi)害種類越來越多，引發(fā)因素也是復(fù)雜化，突發(fā)性災(zāi)害頻發(fā)，地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理工作，已經(jīng)迫在眉睫。筆者此次只是針對一部分地質(zhì)災(zāi)害的類型和地質(zhì)環(huán)境特征作粗淺分析，我們在開采前一定不要忽視前期的勘探工作，合適的礦山開采方案，才能找到適合地質(zhì)災(zāi)害防治方法，將災(zāi)害消滅在萌芽期。

呼吁相關(guān)行業(yè)、相關(guān)部門，把地質(zhì)災(zāi)害治理任務(wù)提上緊急日程，仔細調(diào)研礦山地質(zhì)災(zāi)害類型、勘查技術(shù)，整理出最優(yōu)的預(yù)防措施和治理措施，希望能逐年降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率，維護我們的綠色家園。

[1] 趙雪蓮,田志偉,陳萬旭,王正剛.新疆阜康市礦山地質(zhì)環(huán)境問題及其治理對策分析[J].安全與環(huán)境工程,2021,28(06):237-246.

[2] 強建華.遙感技術(shù)在新疆南部地區(qū)礦山環(huán)境調(diào)查及生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用[J].西北地質(zhì),2021,54(03):253-258.

[3] 卿艷彬,卿國屏,易菲霆,李揚,徐曉亮.郴州魯塘礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題及生態(tài)修復(fù)方案探討[J].中國礦業(yè),2021,30(S1):80-85.