礦山地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護措施

廖 濤

我國地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造活動頻繁，往往會出現(xiàn)滑坡、崩塌、地面裂縫等災(zāi)害，因受極端天氣的影響，給人民的生命和財產(chǎn)安全造成巨大損失。地質(zhì)災(zāi)害防治是一項龐大的社會系統(tǒng)工程，有效防治地質(zhì)災(zāi)害要堅持人防和技防。有效防治地質(zhì)災(zāi)害是關(guān)鍵，防治地質(zhì)災(zāi)害和保護地質(zhì)環(huán)境需要政府和企業(yè)共同努力，切實提高企業(yè)保護環(huán)境的生態(tài)意識，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作是一項復(fù)雜而又系統(tǒng)的工程，需要采用先進的技術(shù)勘測地質(zhì)災(zāi)害情況，比如說，利用遙感技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航、定位系統(tǒng)精準地定位地質(zhì)災(zāi)害及驗證地質(zhì)災(zāi)害特征。根據(jù)檢測結(jié)果制定好防治措施，避免人員傷亡，明確地質(zhì)災(zāi)害的危險等級，及時做出戰(zhàn)略調(diào)控。國家鼓勵礦山地質(zhì)環(huán)境保護研究、普及相關(guān)科學(xué)知識，推廣先進技術(shù)和方法，制定有關(guān)技術(shù)標準，提高地質(zhì)環(huán)境的保護水平。自然資源的管理部門也履行對礦山的監(jiān)督職能，企業(yè)確定土地復(fù)墾方案，確定地質(zhì)環(huán)境保護措施，對整個礦山進行環(huán)境監(jiān)測，對于過度開采礦山的要及時勸阻，才能改善礦山地質(zhì)環(huán)境，推動礦山產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)有問題

研究區(qū)域中的采礦活動分別從地質(zhì)、水源、地貌以及土地等方面對地質(zhì)環(huán)境形成了較大的負面影響。具體描述如下。

1.1.1 地質(zhì)破壞

作為礦區(qū)當(dāng)前最顯著的環(huán)境問題，此類破壞形勢呈廣泛、復(fù)雜、多隱患等特點。不同的采礦模式引發(fā)不同類型的地質(zhì)破壞，該區(qū)域中常發(fā)生山體崩塌、地面塌陷、裂縫等地質(zhì)災(zāi)害，造成多起人員傷亡事故，且嚴重影響了此礦山的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境。

1.1.2 水源污染

該礦山的年均疏干排水量高達數(shù)百萬立方米，破壞數(shù)千畝水源生態(tài)，大幅下降的地下水水位與因采礦而生成的礦坑水、廢渣淋濾水等廢水，大面積污染了土壤與水源。

1.1.3 地貌景觀

研究區(qū)域含有的煤矸石、礦石廢渣以及尾礦石等固體廢棄物有近百萬噸，既大面積占地，還嚴重破壞地形地貌景觀，加劇了礦區(qū)的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境問題。

1.1.4 土地破壞

研究區(qū)域總占地面積近千萬畝，地下開采、露天開采、礦山道路占用等采礦活動極大地破壞了大量土地資源。

1.2 礦井水文條件

水文因素是指礦山地下水對地質(zhì)環(huán)境的作用，主要體現(xiàn)在自身的物理特性上，有時是運動的，有時是靜止的。移動的地下水可以潤滑巖體結(jié)構(gòu)面，降低開采結(jié)構(gòu)面阻力，使巖體更容易軟化和坍塌；靜止的地下水會對巖體造成一定的溶解和沉降。當(dāng)裂隙中的靜水產(chǎn)生一定壓力時，巖體裂隙的程度增加，使礦山巖體表面的土壤發(fā)生移動。

礦井內(nèi)地下水資源比較豐富。一般來說，動態(tài)變化很大。受雨季和旱季的影響，不同地區(qū)將形成不同的補給條件。在雨季，尤其是大雨期間，南方地下水位將顯著上升，水動力壓力將進一步增加。在北部地區(qū)，通常有兩個時期：一個是雨季，另一個是積雪融化，對地下水位產(chǎn)生影響，但不會出現(xiàn)顯著上升，主要是因為北部的降水量小于南部。地下水類型主要分為四類：裂隙水、孔隙水、巖溶水和斷裂帶地下水。根據(jù)地下水的補給、徑流路徑和排泄條件，分析其動態(tài)變化規(guī)律。地下水位的升降不僅與該地區(qū)的降雨和地表水密切相關(guān)，還受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌等條件的控制。其中孔隙水類型最為標準。在季節(jié)性含水層中，隨著雨季和旱季水位的變化，形成了相互關(guān)聯(lián)的地下水位變化特征，具有礦井排水條件好的優(yōu)點。

2 礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題

2.1 山體滑坡

我國的地形多種多樣而且非常復(fù)雜，山體結(jié)構(gòu)分布有很多的巖石，經(jīng)過雨水沖刷，加之外力作用，就會導(dǎo)致山體滑坡，其中的巖石成分是由于開采礦產(chǎn)時沒有采用科學(xué)有效的技術(shù)，或者沒有采用專業(yè)的開采方法，大量的巖石被遺留下來，給山體滑坡留下隱患。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是采掘井巷道出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞、巖土結(jié)構(gòu)變形等問題，當(dāng)有不良環(huán)境因素存在，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化，比如山體受到風(fēng)力的侵襲，受到雨水的沖刷，或者在外力的震蕩作用下就會導(dǎo)致巖石松動，在條件不利的情況下，巖石產(chǎn)生移動或者大量滾落，因此導(dǎo)致山體滑坡災(zāi)害。所以，在進行礦產(chǎn)開發(fā)時，開采人員所選擇的區(qū)域要保證巖石層堅固，固定好山體土層，將山體的土質(zhì)結(jié)構(gòu)固化處理，可以對山體滑坡起到預(yù)防作用。

2.2 采空區(qū)塌陷

采空區(qū)是指地下礦山礦石開采后留下的空間，采空區(qū)一旦發(fā)生坍塌，垮落的巖石會掩埋人員，造成人員傷亡，或堵塞巷道，造成人員被困，產(chǎn)生的沖擊波會直接造成人員傷亡和設(shè)備設(shè)施受損，坍塌還可能破壞隔水層，引發(fā)井下透水或采空區(qū)透水，大面積坍塌 會造成地面坍塌，導(dǎo)致地面建筑物被摧毀和人員傷亡，甚至引發(fā)礦震和山體崩塌，滑坡及地下水體灌溉。采空區(qū)坍塌事故的主要原因有：①未按設(shè)計采礦造成采空區(qū)暴露過多，暴露時間過長；②未按設(shè)計留設(shè)保安礦柱和礦柱尺寸偏?。虎鄣V山地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地應(yīng)力大，有斷層、軟弱層、巖層等巖石活動帶；④大規(guī)模爆破振動影響。預(yù)防采空區(qū)坍塌的主要措施有：設(shè)置礦業(yè)權(quán)時避免重疊交叉，相應(yīng)礦山之間要留有間隔礦柱，盡可能用充填法采礦；規(guī)范礦業(yè)開發(fā)秩序，嚴厲打擊超層越界開采；嚴格按照設(shè)計參數(shù)開采，保證礦柱穩(wěn)定性，嚴禁破壞保安礦柱。

2.3 泥石流災(zāi)害

在礦山環(huán)境中，泥石流是比較常見的地質(zhì)災(zāi)害，由于溝床內(nèi)部存在大量的松散固體物源，一旦發(fā)生暴雨，則極易引發(fā)泥石流。當(dāng)發(fā)生泥石流災(zāi)害問題時，與礦山開采工作密切相關(guān)。如果開采礦產(chǎn)的時候不能對開采量有效控制，就會出現(xiàn)礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)，導(dǎo)致大量消耗，地質(zhì)環(huán)境以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)都會產(chǎn)生變化，因此加大了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的松散度。在礦山開采工作中，由于沒有對廢料以及泥土進行處理，泥土大量堆積，受到外力的影響，比如風(fēng)力的影響以及雨水的影響，泥石流問題就會產(chǎn)生。在開采礦產(chǎn)資源前，需要勘查技術(shù)人員勘查礦山開采區(qū)域并全面了解，采取科學(xué)有效的控制措施解決，對于礦山地質(zhì)環(huán)境資料進行研究并全面分析，充分考慮到礦山環(huán)境地質(zhì)變化情況，具有針對性地提出預(yù)防措施，將礦山泥石流災(zāi)害發(fā)生率控制在最低。

2.4 礦井水污染

礦井水主要來自兩個方面，地下水和地表水。礦井生產(chǎn)中，一旦發(fā)生透水就會造成嚴重的礦井水災(zāi)。不但增加礦井的排水設(shè)備及排水費用，影響礦井的正常生產(chǎn)，而且有時也會造成人員傷亡，淹沒全礦道，如果是老窯透水，聚集在老窯內(nèi)的瓦斯，硫化氫氣體也會隨液體流出，瓦斯遇到火源可能會發(fā)生爆炸，人員呼吸了大量的硫化氫氣體就會中毒死亡，礦井水災(zāi)是煤礦的主要災(zāi)害之一，主要防治措施有：慎重選用井筒位置，井筒標高，并標出歷年最高洪水位以上，防止洪水灌入井下，造成災(zāi)害。改遷河道，加固河床。排出積水，填塞河道。挖排洪溝，探水。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護措施

3.1 建立地質(zhì)災(zāi)害防控機制

相關(guān)部門和地方政府要建立地面沉降防控共同責(zé)任制，完善地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。實行地面沉降和地下水開采聯(lián)防聯(lián)控，政府要對于某些地質(zhì)災(zāi)害嚴重的礦區(qū)下達禁令，實施地下水禁采，進一步遏制地面塌陷、地面沉降。在開采礦山前，要提前對礦山檢測，滑坡，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，加強防護措施，制定地下工程管理辦法，嚴格審批程序，防止過度開采礦山。

3.2 加強緊急救援工作

地方各級政府結(jié)合礦區(qū)實際情況，加強緊急救援體系，并配備相應(yīng)的通訊設(shè)備，制定高效的管理制度和嚴密科學(xué)的工作流程，配備醫(yī)療器械，建立完善應(yīng)急避難所。礦山發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后，要做好突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急搶救工作，加強綜合協(xié)調(diào)，快速搜救人員，及時對被救援人員進行心理疏導(dǎo)，妥善安排群眾生活，全面維護災(zāi)區(qū)穩(wěn)定。

3.3 通過設(shè)置設(shè)施對強降雨水進行分流

在對礦山進行水文地質(zhì)調(diào)查的過程中，需要綜合調(diào)查地下水資源，明確引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害的因素，基于此將相應(yīng)的解決方案制定出來，尤其是一些地區(qū)降雨量比較大，當(dāng)給排水系統(tǒng)在運行的過程中產(chǎn)生問題，當(dāng)有暴雨或者短時強降雨的時候，很有可能產(chǎn)生內(nèi)澇。另外，礦山地下水的儲存量與地下水資源的利用具有直接相關(guān)性，還對地下水承載能力有足夠的影響，這直接關(guān)乎到礦山可開采資源的持續(xù)穩(wěn)定性，所以，工作人員調(diào)查礦山地質(zhì)環(huán)境時，需要對地質(zhì)環(huán)境條件以及氣候特征準確掌握，使得雨水分流改造的進程加快，對高端科學(xué)技術(shù)合理應(yīng)用，并應(yīng)用信息技術(shù)，對礦山排水設(shè)施不斷改造，對合理分配地下水資源非常有利。

3.4 組建專業(yè)的治理組織，強化地質(zhì)災(zāi)害與礦山地質(zhì)的治理

為了有效降低地下采礦對礦山地質(zhì)的影響，我國政府部門應(yīng)加強對地質(zhì)災(zāi)害與礦山地質(zhì)的治理，組建一支專業(yè)的治理組織專門負責(zé)此項工作。

首先，在進行地下礦山開采活動前，需由專門的治理組織和地質(zhì)勘測隊對所開采的礦山地質(zhì)環(huán)境進行細致勘查，依據(jù)勘查結(jié)果制定出一套相對應(yīng)的治理方案，并且對可能出現(xiàn)的采礦風(fēng)險進行評估，做到防范于未然。

其次，對于采礦作業(yè)給生態(tài)環(huán)境、礦山地質(zhì)所造成不同程度的破壞與影響，在治理過程中，需結(jié)合實際情況進行分別治理，保障所存在問題能夠一一解決。

最后，為了有效預(yù)防在治理采礦過程中再次出現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)象，需提前做好防護管制工作，例如支撐防護、邊坡穩(wěn)固等操作，這樣不僅可以保障采礦作業(yè)的支護安全，還可以減少采掘區(qū)域產(chǎn)生巖體崩落、坍塌等現(xiàn)象。

3.5 從源頭控制地質(zhì)環(huán)境問題的出現(xiàn)

在對地下礦產(chǎn)資源進行開采時，將會對施工的地質(zhì)環(huán)境造成一定的影響。這就需要在開采前做好有關(guān)的勘察工作，對地質(zhì)環(huán)境全面的分析形成可行性報告，然后依照報告中的具體內(nèi)容與開采的實際狀況相結(jié)合，制定出針對性和科學(xué)性的開采方案。在對設(shè)備與技術(shù)運用的過程中，需要始終貫穿著環(huán)保節(jié)約理念，能夠在源頭上降低采礦對四周環(huán)境造成的負面影響。對資源開采時，需要保障因地制宜與礦產(chǎn)資源具體類型相結(jié)合，對內(nèi)部存有的有害物質(zhì)實施初步預(yù)測，而后做好針對性的應(yīng)急方案。若是開采時出現(xiàn)問題需要與實際狀況相結(jié)合，制定有關(guān)的對策能夠有效的降低損失，對于四周環(huán)境造成的負面影響。需要企業(yè)單位能夠選擇事宜的控制措施，對傳統(tǒng)環(huán)境控制不足問題進行適宜的調(diào)整，把環(huán)境破壞控制在最佳的范圍之內(nèi)，規(guī)避環(huán)境問題出現(xiàn)。

4 保護地質(zhì)環(huán)境的措施

4.1 對資源二次利用

礦產(chǎn)資源是大自然對人類的饋贈，人類在開發(fā)利用礦產(chǎn)資源時，產(chǎn)生了大量的廢石等廢渣。目前，我國礦渣的利用率低，不僅導(dǎo)致資源浪費，長期堆放會大量占用土地，淤塞河道，污染農(nóng)田水，破壞生態(tài)環(huán)境。為此，企業(yè)要綜合利用固體廢渣，產(chǎn)生的廢石是潛在的二次資源，隨著經(jīng)濟技術(shù)的提升，這些廢渣可以完全利用。企業(yè)應(yīng)該樹立資源二次利用的觀念，通過下游產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，實現(xiàn)資源二次利用、綜合利用和環(huán)境保護。

4.2 加強資金管理

治理地質(zhì)環(huán)境需要投入大量的資金，需要有一個強有力的經(jīng)濟支撐，才能降低對環(huán)境的污染。資金管理很重要，建立多渠道，多元化的投資機制，各相關(guān)部門成立專項保護資金，專門用于對礦山地質(zhì)環(huán)境整治，對于一些礦區(qū)資金嚴重缺乏，需要政府和企業(yè)兩個主體共同承擔(dān)。各地的政府要制定保護礦山環(huán)境優(yōu)惠政策，調(diào)動人們保護地質(zhì)環(huán)境的積極性。在社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展下，通過市場調(diào)節(jié)對礦山地質(zhì)環(huán)境整治處理。

4.3 綠色礦山建設(shè)

開采礦山產(chǎn)生的廢石、廢水要經(jīng)過處理后才能排放，對礦山上的綠色植被要加大保護力度。必要時還可以移植植被，以防止泥石流、滑坡的出現(xiàn)。根據(jù)礦山的地理狀況，采用人工的方式在裸露的巖壁上種植植被，從整體上改善礦山的地質(zhì)環(huán)境。從政策、環(huán)保、生態(tài)等方面倒逼露天礦山企業(yè)重組整合、轉(zhuǎn)型發(fā)展，督促指導(dǎo)礦山企業(yè)規(guī)范開采、善用資源，逐步實現(xiàn)由“傳統(tǒng)型”向“科技型”轉(zhuǎn)變，由“粗放型”向“綠色化”轉(zhuǎn)變，致力于建設(shè)礦山開采科學(xué)化、資源利用高效化、生產(chǎn)工藝環(huán)?；?、企業(yè)管理規(guī)范化、礦山環(huán)境生態(tài)化的綠色礦山。徹底改變過去“小而多、多而散、散而亂”的落后局面，推動礦業(yè)經(jīng)濟綠色高質(zhì)量發(fā)展。

4.4 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的合理利用

從基礎(chǔ)工程的地質(zhì)、公益性、區(qū)域戰(zhàn)略服務(wù)規(guī)劃入手，研究并評價環(huán)境地質(zhì)主要是為了追求可接受的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險與環(huán)境水平。在不同尺度的視角出發(fā)，例如人類社會在內(nèi)的重大活動、天氣因素以及地震等自然因素等視角，避免中心聚落區(qū)的地質(zhì)環(huán)境變化因素，影響地質(zhì)環(huán)境評價的能力與質(zhì)量。對地震多發(fā)區(qū)和受高強度沖擊影響的緩沖區(qū)，應(yīng)提出地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的分級要求。

4.5 礦山地質(zhì)環(huán)境建設(shè)

建立健全地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系，通過各種手段，如物探、地震等技術(shù)，對礦山地質(zhì)環(huán)境的動態(tài)特征、發(fā)展趨勢及可能出現(xiàn)的新情況等信息及時收集，并采取有效的措施加以防范。加大宣傳力度，使人們能夠充分認識到礦山開采的危害性，提高公眾的安全意識。在我國，由于礦產(chǎn)資源分布不均勻，且開發(fā)利用程度較低，所以導(dǎo)致了很多礦山的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。因此，必須要重視礦區(qū)的環(huán)境保護問題，從根本上解決礦山的生態(tài)效益，從而實現(xiàn)可持續(xù)的經(jīng)濟增長。目前，國內(nèi)對于礦業(yè)的保護主要集中在采礦活動的排放量，忽視了地下水的污染問題。

4.6 礦山地質(zhì)環(huán)境可持續(xù)性評估

礦山地質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)性評估就是要在保證資源開發(fā)利用的前提下，盡可能地使人類社會經(jīng)濟與生態(tài)平衡協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而達到對礦山地質(zhì)環(huán)境的保護與恢復(fù)的目的；同時，也要考慮到礦業(yè)的開采對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來的影響，以及可能會導(dǎo)致的各種災(zāi)害的發(fā)生等。在我國，由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，且地質(zhì)結(jié)構(gòu)多變，所以在進行礦產(chǎn)的選冶和加工的時候往往會產(chǎn)生大量的廢棄物，這些廢棄物如果處理不當(dāng)將會給周邊的居民生活、生產(chǎn)等方面都帶了巨大的危害性。因此，必須加強礦區(qū)的綜合治理，將其變?yōu)橐粋€整體，并通過科學(xué)的手段，將其改造為可以被人們普遍接受的產(chǎn)品或者服務(wù)。

5 結(jié)論

為有效防治礦山的地質(zhì)災(zāi)害，需要科學(xué)做好防治工作，對此要充分開展分區(qū)防控，強化災(zāi)害監(jiān)測，健全預(yù)警體系，采礦操作實施合理規(guī)劃，加強地質(zhì)安全防護工作，采用全液壓動態(tài)礦區(qū)技術(shù)，并科學(xué)布置礦坡底部排水管道，設(shè)置礦坡連接梁。同時，為促進人們和地質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，需要以科學(xué)發(fā)展的角度把握地質(zhì)環(huán)境，做到因地制宜。只有著眼于防治礦山地質(zhì)災(zāi)害，方可最終達到礦山開采與地質(zhì)環(huán)境建設(shè)的長期發(fā)展。此外，在防治礦山地質(zhì)災(zāi)害環(huán)節(jié)中，應(yīng)科學(xué)理順礦山地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)聯(lián)性，以便進行有效引導(dǎo)，實現(xiàn)礦山資源可持續(xù)發(fā)展的終極理念。