自然资源开发利用的环境影响

第八章自然资源开发利用的环境影响

第一节采矿活动的环境影响

采矿活动可分为地下开采和露天开采，但无论哪一种均导致了构成自然环境和社会

文化环境要素的变化，有些变化造成不良影响。目前，随着经济的不断发展，人们对各种矿产资源的需求越来越大，采矿活动也随之变得频繁，规模也不断增大；采矿对环境的影响如土地破坏、生态环境和自然景观的改变、人类健康和社区安全所面临的威胁等等也必然会加剧；采矿迹地生态重建所面临的任务也更加繁重。要从根本上搞好采矿迹地的生

态重建，必须研究采矿活动产生的环境影响及其影响机制。

采矿活动的环境影响及其机制是非常复杂的，不仅取决于被开采矿物的种类、采矿方法、采掘机械的选用，还取决于矿山周围的自然地理特征、社会文化环境等。我们将按采矿对自然环境和社会文化环境各要素产生的影响及其机制进行讨论；但是我们应该清醒

地认识到：环境是各要素相互联系、相互作用而构成的有机整体，采矿活动对其各要素的影响不是孤立地发生作用的，它在使此要素发生变化时，也直接或间接地使彼要素发生变化；因此，下面以要素为线索的论述只是为了方便和条理化，述及某一要素时不可避免会涉及其他要素。在生态重建中必须明确，各要素的健康发展或平衡均有赖于其他要素的

均衡发展或平衡。

一、采矿活动对地形的影响

采矿活动对环境最直观的影响莫过于使矿区周围的地形发生变化。地下开采和露天

开采对地形影响的程度和表现形式是不同的。

1．地下开采的影响

地下开采常引起地层的变形、裂缝甚至塌陷，此外还有固体废物堆砌。把矿物从地下

开采出来后形成的地下空间使矿区周围的应力分布发生了变化，一般说来，这种持续不断的应力变化发生在地下矿工作面周围；它导致地下采空区上方的岩层变形、运动乃至被破坏。当地下采空区面积越来越大时，应力变化超过了阀值，岩层就会产生塌陷，从而在采矿区上方形成塌陷区。塌陷区的形状取决于地下采空区的深度、高度，顶板的坚固程度，岩层的性质以及采矿方法等。如果下陷的地层接近地表，则塌陷区往往是对称的；如果下陷的角度很陡峭，则塌陷区就不大对称。塌陷区的面积通常取决于采矿活动造成的地层

往下垂直坳陷的深度，小的可能仅几亩，而大的却可能达数百亩甚至更大。如至1996年底，在开滦矿务局古冶矿区就有大小不等的塌陷坑53个，总面积约1 800hm2，平均每个

塌陷坑占地27hm2。

下面以煤矿开采为例具体说明一下地表塌陷的形成。采煤引起的地表塌陷按其形态

和破坏程度可分为两种类型：一类是浅层开采急倾斜煤层或厚煤层形成的漏斗状陷坑和

台阶状断裂，这类塌陷坑常突然发生，其上方的种植物和建筑物均遭破坏，造成猝不及防的损害，但塌陷只在局部发生，虽危害剧烈但范围小；另一类塌陷是开采深部的急倾斜煤层，以及开采深厚比大于10倍、倾角小于45~的煤层所发生的大范围平缓的下沉盆地，这类塌陷是在不知不觉的缓慢过程中形成的。一般说来地表塌陷的最大深度约为煤层开采

厚度的70％一80％，甚至可达90％。通常由于地下留有各种不采的煤柱，它们对地层的支承作用使塌陷区出现凹凸不平的复杂形状，塌陷容积约为煤层采出体积的60％一70％，塌陷面积约为煤层开采面积的1．2倍。

从全国范围来看，由于矿区所处的地理位置不同，地形地貌、区域气候、地下水位的高低等条件的迥异，采矿造成的塌陷对地形的影响也不尽相同，一般可分为以下三种类型：

(1)塌陷影响小：矿区内地形地貌无明显变化，仅局部有漏斗状塌陷坑；坑内也很少

积水，对矿区周围的自然社会环境影响不大。这种情况在我国东北、西北和华北的丘陵地区较为常见，生态重建也较易实现。

(2)塌陷影响较大：对矿区的地形地貌、水文等有较大影响，塌陷后可形成局部季节

性积水，常年积水的面积不大。我国黄河以北的平原地区多出现此类情况。

(3)塌陷影响大：基本改变了矿区的地形地貌条件，对水循环有巨大影响，地表塌陷

后有很大部分变为常年积水区，塌陷较浅部分造成耕地盐碱化，良田变为沼泽。此类情况在黄淮海平原中、东部以及长江中下游平原较为常见。

裂缝往往伴随着塌陷出现，但它也可单独出现。当应力变化扩展到岩层以外的地区时，在地下采空区上方就会形成许多裂缝。这些岩层中的裂缝垂直扩散的距离可以是开

采厚度的百倍之多。通常，在致密的细粒嵌布的岩面内，发生剧烈破裂的垂直区估计是被开采地区厚度的20---30倍。

地表塌陷最直接、最明显的影响是使塌陷区上的建筑物(包括房屋、管道、铁路、公路、桥梁等)变形乃至破坏，尤其是塌陷区下沉不均匀时对建筑物危害尤大，建筑物的变形直

接危及了人类安全和生产建设。当塌陷深度超过地下水位时，塌陷区被地下水浸满，陆地变为沼泽、湖泊，原有的陆生植物被水生植物取代；陆生农业生态系统也变为水生农业生态系统或水—陆生农业复合生态系统，随之改变了当地的生产劳作习惯。这种沼泽地或湖泊含有较多的矿物质，并且这些矿物质还有可能进入附近的河流及其它水体，从而增大它们的影响范围，进而对这些水体内及其周围的植物和土壤产生影响。在靠近塌陷区的边

缘部分，平坦的耕地一般要产生小于5‘的坡地，形成所谓“坡子地”，影响农业生产。大面

积塌陷区积水还可能对周围小气候产生一定的影响，因为它们的蒸发和热容作用使空气

湿度增加、气温变化幅度减缓。在裂缝较多的地区，水体常常会逐渐干涸，地表水、浅层地下水会沿着裂缝渗入到更深层地下，从而导致该地区生产和生活用水的困难以及植物水

分匮缺。另外，与矿床伴生的一些有毒、有害气体会沿着裂缝逸出地表，也会对该地区的人类健康、动植物生长以及土壤性状产生不良影响，例如，从煤矿逸出的沼气可改变土壤的结构并导致动植物死亡。

地下采矿不可避免地产生大量固体废物，这些固体废物大多数是堆放于地表，从而形

成矸石山。矸石山的影响在下文一并详述。

2．露天开采的影响

露天开采是将矿体的上覆地层和表土剥离后直接采掘矿石。剥离方式有等高剥离和区域剥离两种，一般都会大规模地挖损土地；剥离后的土体或岩石还需要堆放，又占压了

大量土地；因此，露天开采造成双重的土地破坏。据煤矿部统计，1949年以来，全国露天

某矿共产煤日x108t，挖损土地近8 700hm2；1993年全国露天煤矿产煤3．1x107t，挖损

土地333hm2，平均每开采10000t原煤约要挖损土地0．1hm2。目前我国露天煤矿产量占全部统配煤矿原煤产量的7％左右，渐人佳期的神木、府谷、准格尔、平朔等煤炭基地都

是设计能力在5xlo’t左右的大型露天煤矿，霍林河、伊敏河、元宝山等大型躇天煤矿