廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理

程 靚

（中化明達(dá)東北地質(zhì)礦業(yè)有限公司，吉林 長春 130000）

1 廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的種類

（1）地面及采空區(qū)塌陷。主要發(fā)生于地下以豎井開采的礦山。由于部分礦體分布于淺層地表，礦山開采后致使地層結(jié)構(gòu)遭破壞，造成地表空隙現(xiàn)象，從而形成礦山采空區(qū)。而采空區(qū)與地面距離較近，且承載能力較弱，因此極易發(fā)生采空區(qū)坍塌事故[1]。此外，雖然深部礦體采空區(qū)土壤層具備一定厚度，但如若超出其承載范圍或地層受力不均同樣會遭受地面或采空區(qū)塌陷的地質(zhì)災(zāi)害。此類地質(zhì)災(zāi)害影響范圍廣、破壞力極強(qiáng)，通常導(dǎo)致地面建筑物、交通設(shè)備設(shè)施嚴(yán)重受損，地下礦道遭到摧毀，甚至毀壞耕地、水資源。

（2）水文地質(zhì)污染。水污染是引發(fā)廢棄礦山主要的地質(zhì)災(zāi)害之一。由于礦山深部貯存大量地下水，礦山開采過程中不斷引用地下水資源致使其水位持續(xù)下降，而隨著礦體逐漸消失殆盡，礦山遭到廢棄后水資源重新匯集，水位逐步回升，一旦與廢棄礦山污染物接觸，便會引發(fā)新污染，從而對此區(qū)域內(nèi)水文環(huán)境產(chǎn)生影響[2]。另外，礦山開采時(shí)，部分污染物隨雨水沖刷滲入地層，并與其他含水地層相互融合，致使污染面積急速擴(kuò)大，而礦山廢棄后，原有排水系統(tǒng)也無法發(fā)揮作用，由于部分污染水得不到有效的排放，進(jìn)而經(jīng)地表徑流匯入河流湖泊中，造成更加嚴(yán)重的污染。比如20世紀(jì)末我國陜西省廢棄的幾十座煤窯曾引發(fā)水文地質(zhì)污染，由于其采空區(qū)、地面發(fā)生塌陷，因此其水位持續(xù)回升，致使水資源遭到污染，污染水體經(jīng)由地表匯入河流，導(dǎo)致水位暴漲、外溢，從而毀壞大量農(nóng)田，并造成周邊土壤沼澤化，嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。

（3）空氣污染。由于礦山開采時(shí)地層結(jié)構(gòu)的改變，致使采空區(qū)上方淺層地表易發(fā)生裂縫，甚至造成地面塌陷，而礦山廢棄后尚未采取有效的措施，致使大量的有害氣體、粉塵隨之產(chǎn)生，從而形成空氣污染源，廢棄礦山采空區(qū)則成為空氣污染源的最佳集結(jié)地，長此以往有害氣體、粉塵隨地面裂縫或采空區(qū)塌陷而蔓延，與外界空氣充分交融，造成空氣污染。與此同時(shí)，部分礦物在密閉環(huán)境中，能夠自發(fā)產(chǎn)生甲烷等有毒氣體，由于其排放量達(dá)上限，進(jìn)入大氣后將嚴(yán)重威脅周邊民眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

（4）采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩。此類地質(zhì)災(zāi)害原發(fā)地主要為露天開采礦山及其開挖現(xiàn)場，通常由過量開采、采剝失調(diào)、采礦場邊坡支護(hù)不當(dāng)?shù)纫幌盗胁缓侠黹_采技術(shù)造成。此外，與自然環(huán)境、地質(zhì)條件及工程特點(diǎn)等關(guān)系密切，由于開采持續(xù)時(shí)間長、邊坡角度過陡，穩(wěn)定性極差，再加上山體植被遭嚴(yán)重破壞，表面覆蓋大量碎石，在暴風(fēng)和雨水的沖擊下向地勢較低區(qū)域迅速推進(jìn)，極易引發(fā)滑坡和巖崩事故。云南省金礦采區(qū)1996年5月～6月接連兩次發(fā)生滑坡事故，致使400余人死亡，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1.4億元人民幣。

（5）場庫失穩(wěn)。場庫失穩(wěn)主要由于大量的廢棄物、礦渣長期儲存于尾礦壩，而尾礦壩一旦潰決崩塌直接引發(fā)泥石流災(zāi)害，若無法采取有效的防御措施，將嚴(yán)重危害礦區(qū)居民并急劇惡化周邊環(huán)境。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害成因

（1）開采技術(shù)問題。受科學(xué)技術(shù)發(fā)展影響，致使礦山開采技術(shù)水平相對較低。由于當(dāng)前開采活動僅停留于淺層地表和巖石圈范圍內(nèi)，此外，開采過程中及礦山廢棄后并未采取有效的技術(shù)措施，導(dǎo)致地殼物質(zhì)不穩(wěn)固、平衡遭破壞，從而引發(fā)采空區(qū)塌陷、地下水、空氣污染及滑坡、巖崩等災(zāi)害。

（2）環(huán)保意識有待提高。責(zé)任主體單位缺乏基本的環(huán)保意識，實(shí)際礦山開采中僅考慮如何實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益最大化，往往忽略其所造成的環(huán)境污染問題，加上相關(guān)職能部門監(jiān)管不力，導(dǎo)致各地采礦熱情空前高漲，而過度開采后廢棄的礦山則成為昨日黃花[3]。由于人們對保護(hù)生態(tài)環(huán)境的淡漠，部分開采企業(yè)缺乏地質(zhì)破壞相關(guān)評估及有效的治理措施，開采過程中甚至采取原始的技術(shù)手段，開采后任其荒廢，造成礦山地區(qū)環(huán)境污染日益嚴(yán)重。

（3）環(huán)境因素制約。礦山多處于地層結(jié)構(gòu)、地勢相對復(fù)雜的高原山地等地，具備陡坡角度大，地質(zhì)斷層多等特征，而區(qū)域內(nèi)巖體受日曬、雨浸、風(fēng)蝕等自然環(huán)境制約，不斷遭受侵蝕而破碎分離，極易造成落石等危害。此外由于礦山開采時(shí)缺少必要的生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施作為支撐，從而導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)大量植被遭破壞，水土嚴(yán)重流失，甚至出現(xiàn)塌陷、滑坡、泥石流等災(zāi)害，上述現(xiàn)象皆為自然環(huán)境遭破壞后引發(fā)的嚴(yán)重后果。

3 廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害治理原則及思路

有序開展廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理相關(guān)工作，不僅需要技術(shù)人員進(jìn)一步明確廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理的重難點(diǎn)，也需要立足原則框架角度，細(xì)化梳理自身工作，以提升廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理技術(shù)，構(gòu)建系統(tǒng)、規(guī)范、科學(xué)及有效的全新治理模式。

（1）地質(zhì)災(zāi)害治理原則。廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以下幾點(diǎn)治理原則：

以人為本原則。廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理的首要目標(biāo)就是最大程度保證人的生命安全，因此要將治理重心置于人類生產(chǎn)生活較為頻繁的活動區(qū)域，著重研究發(fā)生概率偏大的威脅到人身安全的災(zāi)害類型，此外也要建立必要的災(zāi)害防御躲避設(shè)施，加大力度保護(hù)工作人員及周邊群眾的人身安全，避免出現(xiàn)無法及時(shí)撤離時(shí)人員無處避災(zāi)的狀況，同時(shí)防止人身及避災(zāi)設(shè)施遭到傷害。因地制宜原則。廢棄礦山周邊區(qū)域地質(zhì)條件存在差異，不同區(qū)域的礦山其生態(tài)環(huán)境也各有千秋，因此啟動治理工作前要綜合考慮，治理過程中盡量體現(xiàn)治理方法與實(shí)際環(huán)境相結(jié)合，及早恢復(fù)廢棄礦山周邊生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步促使環(huán)境治理工作更上一層樓?？茖W(xué)規(guī)劃原則。科學(xué)可行的規(guī)劃是廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理必須遵循的基本原則。開展治理工作前要及早聯(lián)系當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門進(jìn)行合理規(guī)劃，制定科學(xué)可行的環(huán)境治理方案綜合防治，并將其納入所處城市發(fā)展規(guī)劃體系中，以此推動經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。利益協(xié)調(diào)原則。廢棄礦山的治理涉及占用土地等問題，可能使國家和其他群眾的利益受到影響，因此礦山環(huán)境治理與國民利益息息相關(guān)，需要多方共同參與，平衡各項(xiàng)利益關(guān)系；而如何采取有效措施弱化各利益主體之間的矛盾將是協(xié)調(diào)工作的一大難點(diǎn)，職能部門要發(fā)揮橋梁與紐帶作用，充分保障各方利益，并及時(shí)處理治理過程中存在的各種問題。節(jié)約資金原則。通常廢棄礦山的治理應(yīng)當(dāng)以經(jīng)濟(jì)利益最大化為基本目標(biāo)，打造全體參與方的利益共同體，制定多套行之有效的方案，并從中篩選技術(shù)較為先進(jìn)，而成本低廉的最優(yōu)方案，為治理工作的順利開展提出指導(dǎo)，盡量以最少的資金投入實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

（2）工作思路。治理工作總體體現(xiàn)在邊坡處理和土地利用兩方面，首先，明確邊坡主要分為以下兩種類型：高陡和低緩，邊坡角度較大的要采用多級爆破法，減緩其角度；而相對低緩的邊坡一般采取整平措施。其次，也要倡導(dǎo)打造綠色生態(tài)環(huán)境的新理念，考慮在廢棄礦山周邊建造水塘，并且為防止水土流失圍繞水塘種植常規(guī)品種樹木，從而達(dá)到養(yǎng)護(hù)邊坡的目的。

4 廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

（1）建立健全廢棄礦山風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)報(bào)系統(tǒng)。礦山開采是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性極大的行業(yè)，而廢棄礦山同樣也存在較大風(fēng)險(xiǎn)，因此需要建立相關(guān)體系對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的評估，以采取有效的防控措施。就當(dāng)前廢棄礦山開展圈定區(qū)域周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測及巖石斷層勘察等專業(yè)的技術(shù)考量是有效建立健全廢棄礦山風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)報(bào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性工作。而確保構(gòu)建體系的順利進(jìn)行，必然要走完善技術(shù)手段之路。通過流體動力學(xué)特征觀測、滲透介質(zhì)參數(shù)確定實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代化科技方法，通過跟蹤、試驗(yàn)、考察地下水水質(zhì)的變化、遷移及水自凈的可能性情況等，科學(xué)、準(zhǔn)確的分析評價(jià)地下水流及其考察動態(tài)動力學(xué)影響評價(jià)，從而確保礦山風(fēng)評與預(yù)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用落到實(shí)處。

（2）成立廢棄礦山風(fēng)險(xiǎn)識別系統(tǒng)。廢棄礦山導(dǎo)致的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害無外乎兩方面，一是人為原因也就是人開采礦山活動時(shí)產(chǎn)生的危險(xiǎn)因素；二是客觀因素，也就是廢棄礦山長時(shí)期受自然環(huán)境影響所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害。廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的治理，需要我們從人文及自然環(huán)境兩方面著手，建立一套整體的風(fēng)險(xiǎn)識別系統(tǒng)，以便于準(zhǔn)確地了解災(zāi)害的實(shí)際狀況，并針對此情況采取有效措施。而成立廢棄礦山風(fēng)險(xiǎn)識別系統(tǒng)的先決條件，即為技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)將廢棄礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、含水層的水利特征，氣候溫度以及降水情況，空間物理形態(tài)及周邊環(huán)境植被覆蓋率等大量數(shù)據(jù)科學(xué)、完整的整合于系統(tǒng)資料的數(shù)據(jù)庫中，基于此構(gòu)建廢棄礦山風(fēng)險(xiǎn)識別系統(tǒng)，準(zhǔn)確判別其風(fēng)險(xiǎn)等級。

（3）完善地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防制度，并積極引進(jìn)先進(jìn)的防治技術(shù)。構(gòu)建完善的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防制度，并積極引入先進(jìn)的防治技術(shù)，不僅與廢棄礦山的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理相關(guān)聯(lián)，更穩(wěn)步推進(jìn)礦山停止開采前的各項(xiàng)安全預(yù)防工作的順利實(shí)施。首先須加強(qiáng)資金投入，比如建立廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理的專項(xiàng)基金，避免發(fā)生因缺乏資金投入而導(dǎo)致其無法長期持續(xù)治理的情況，從而保障在災(zāi)害治理過程中享有較為充足的經(jīng)費(fèi)。其次治理技術(shù)要緊跟時(shí)代潮流，掌握當(dāng)前環(huán)境治理領(lǐng)域最新科技技術(shù)，與國際接軌引入先進(jìn)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)，例如凈化污水工程填充新型特殊材料，建構(gòu)水力壩用以遏制污染面持續(xù)擴(kuò)大等方式，以便從技術(shù)層面解決相關(guān)治理問題。

5 結(jié)語

綜上可知，廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理是一項(xiàng)持續(xù)時(shí)間長且綜合性較強(qiáng)的工程，因其防御的地質(zhì)災(zāi)害類型頗多，且參與各方的利益關(guān)系錯綜復(fù)雜，如未能得到有效治理、利用，極易引發(fā)安全事故，上述問題均大大增加了治理工作難度。因此，為確保各施工環(huán)節(jié)具備準(zhǔn)確性和規(guī)范性，主體責(zé)任單位應(yīng)與政府管理部門一道，共同致力于廢棄礦山防治機(jī)理研究工作，制定合理的防治方案，引進(jìn)科學(xué)的防治技術(shù)，同時(shí)強(qiáng)化相關(guān)人員學(xué)習(xí)及培訓(xùn)力度，以提升治理工程整體質(zhì)量，提高廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的治理效果，從根本上杜絕地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，為我國礦山開采的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。