矿山环境地质问题及生态修复技术研究

矿山环境地质问题及生态修复技术研究

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中国矿山环境地质问题及生态修复技术研究

1 矿山地质环境的特点

矿产资源开发区的地质环境不仅由原生地质环境条件决定，更受人为的矿山资源开发活动影响，因而呈现出复杂性和动态性。

张卫东等[1]认为，矿山地质环境具有资源和环境双重属性, 较大的地质环境容量和良好的地质环境质量有利于矿业的正常生产, 脆弱的或恶化的地质环境影响和制约矿山正常生产。矿产资源开发区大多地处生态环境脆弱区, 或崩塌、滑坡、泥石流原生灾害高发的山地地区,其开发活动触发和产生了一系列矿山环境地质问题, 一方面是原生地质环境条件决定的,另一方面矿产资源开发人为地质作用使其形成复杂化。大规模、高强度的矿产资源开发活动已成为影响和改变矿区地质环境的最活跃、最主要的地质作用力, 成为加剧矿区地质环境变化的“催化剂”。

徐友宁[2]提出，矿产资源开发活动亦称矿山地质作用( 剥蚀作用、搬运作用、弃土堆渣的堆积作用等塑造了人工地貌景观, 改变了地应力的平衡和地表地球化学场等) ,它叠加在矿山原生地质环境上并且与原生地质环境发生相互作用,导致原生矿山地质环境随矿业活动时间、强度而呈现复杂的、动态的变化。

2 矿山环境地质问题

矿山环境地质问题分类

作为当代环境地质学的重要研究课题，矿山环境地质问题不仅影响矿产资源的开发、经济与环境的协调发展，更关乎社会的和谐和稳定。因此对矿山环境地质问题进行科学的分类，并调查其空间分布，有利于因地制宜，有效地指导矿山地质环境调查、评估评价、预测预报和保护治理等工作。

武强[3]依据矿山存在问题的性质（不考虑工业灾害问题），将我国矿山环境地质问题分为了“三废”问题，地面变形问题，矿山排（突）水、供水、生态环保三者之间的矛盾，沙漠化和水土流失问题五类。其中，“三废”问题分为固相废弃物，液相废弃物，气相废弃物污染3类；地面变形问题分为开采沉陷、地面岩溶塌陷、地面沉降、边坡、地裂缝、崩塌、泥石流7类；矿山排（突）水、供水、生态环保三者之间的矛盾分为岩溶矿床和西北采煤保水问题2类；沙漠化则分为包括西北干旱半干旱矿山沙漠化和油田沙漠化问题；水土流失可分为水力侵蚀和风力侵蚀2类。

我国矿山环境地质问题分布

何芳等[4]在研究全国矿山环境地质问题类型、分布、规模、危害等因素的基础上，首次将影响中国矿山环境地质问题分布的区域划分为戈壁沙漠沙地区、平原盆地区、黄土高原区、中低山丘陵区、中高山地区、多年冻土区等6 大地质环境区，研究了各地质环境区矿山环境地质问题分布特征：戈壁沙漠沙地区属生态环境脆弱区，自然环境条件差，矿业开发应防治的是土地沙化的加剧和水资源、植被资源的破坏；平原盆地区煤矿山的地面塌陷、地下水位下降、泥石流、崩塌，金属矿山的水土环境污染，地下水位下降、土地占用与破坏，

非金属矿山的地面塌陷、景观资源的破坏是区内的主要问题；黄土高原地处生态环境脆弱区，水资源相对缺乏、植被稀疏、再生力低、水土流失严重，因此开矿造成的水土流失、水环境破坏和污染、植被破坏及黄土边坡的崩塌、滑坡是开矿需要防治的主要问题；中低山丘陵区由于自然生态环境条件好，矿业开发活动强烈，煤矿山的地面塌陷、地裂缝、水均衡系统的破坏，金属矿山的水土环境污染，山地区的崩塌、滑坡、泥石流是值得关注的问题；中高山地区由于地形陡峭、切割强烈，是矿山泥石流、滑坡、崩塌的多发区，地面塌陷地裂缝发育区，也是土地占用与破坏、“三废”污染的严重区，因此中高山区泥石流、滑坡、崩塌、地面塌陷灾害和“三废”对水土环境的污染是要防治的主要问题；多年冻土区由于矿产资源开发程度较低，产生的环境地质问题属于较轻区，这一带开矿主要关注对生态环境的保护。

我国矿山环境地质问题现状

董永观等[5]研究发现，华东地区主要的矿山环境地质问题有土地资源毁损和占用、矿山地质灾害以及环境污染等三种类型。华东地区在矿产开发过程中产生的废石、尾矿、煤矸石、冶炼废渣等数量巨大, 长期堆放压占大量土地。该地区矿山地质灾害具有时间的不均匀性(如6 ～ 7月梅雨季节, 滑坡泥石流灾害尤为突出)、灾害的地域性(如滑坡泥石流主要发生在东南丘陵山地, 采空塌陷主要发生在黄淮平原及江西萍乡煤矿区)，具有矿山地质灾害的共生性和矿产专属性(如煤矿区瓦斯爆炸、地面塌陷、地裂缝等)。华东地区已经累计堆积50亿吨矿山固体废弃物。由于大气氧化和雨水浸泡, 对周围的水土造成不同程度的污染。华东地区矿山废水废液年排放量十分巨大, 各种类型矿山年排放废水废液总量达62 万吨。重金属污染、矿业酸水危害已成为金属矿床开发产生的两大环境公害。

陈家彪等[6]对西南地区的调查结果显示，西南地区有矿山企业21073个,矿山环境地质问题以矿山环境污染问题最为突出, 矿山地质灾害和矿山资源破坏问题也比较严重，矿山环境地质问题已影响和阻碍了地区经济的可持续发展。西南地区由于矿产资源以有色金属、煤炭以及硫、磷化工原料为特色, 加之矿产开发过程中很多矿山没有建尾矿库和沉淀池, 洗选厂建造亦很不规范,因此污染问题相当突出。而在矿山地质灾害中,以地面塌陷和地裂缝居多, 滑坡、崩塌次之。

徐友宁等[7]研究发现，西北地区矿产资源破坏与浪费严重, 资源综合利用效率低。矿山不合理开发毁损土地巨大。矿山型水土流失、土地沙化严重废渣不合理堆放诱发滑坡、泥石流等地质灾害及加剧土地沙化程度。煤矿瓦斯爆炸频发, 社会影响极坏。部分地区“三废”无组织排放严重污染矿区环境。矿山生态环境恢复治理重视不够, 进展缓慢, 土地复垦率低, 初步估算不足5% 。

贾伟光等[8]研究了东北地区的矿山地质环境，发现该区的矿山环境地质问题主要为资源破坏、环境污染、地质灾害3个类型。东北地区的矿山每年剥离岩土约亿吨，露天矿坑及堆土（岩）场侵占了大片的山村（林）和农田。矿山井下开采过程中，由于岩石采空，地面发生大面积塌陷（沉陷）积水，致使大量良田废弃，村庄搬迁。据调查，东北平原地区，每采万吨煤炭要塌陷土地。东北岩溶地区的煤、铁矿山，每年要排矿坑水近亿吨，绝大部分都受到不同程度的污染，其中近30%经处理使用，其他都是自然排放。如某地多金属矿床排放酸性矿坑水，造成河水污染，鱼虾绝迹，水草不生，同时土壤物理性质变坏，