浅述矿产资源开发对地质环境的影响及问题的防治

浅述矿产资源开发对地质环境的影响及问题的防治

摘要：本文就笔者在湖南省邵东县多年水工环地质工作经验，分析了因矿产开采引起的地质灾害和所造成的环境问题，阐述对地质环境问题的防治，以及矿业开发与生态环境保护协调发展应重视的方面。

关键词：矿产资源开发；地质环境；地质灾害；防治

前言

我国存在着许多以自然资源开采为主、资源型产业在经济中占主导地位的资源型县市。邵东县矿山众多，共有各类矿山111个，其中生产矿山74个，关停矿山37个（片）已控明资源储量的矿种14个，烟煤、石膏、铅锌、石灰岩为该县优势矿产。矿业开发为邵东县带来了丰富的矿产资源，为国家建设作出了重大的贡献。同时矿山建设对生态环境产生了一定的负面影响，在创造物质文明的同时又在破坏人类赖以生存的环境。矿产资源的开发利用，对自然环境的破坏造成了大量矿山地质环境问题。长期以来，矿山企业选用的采矿方法其目的是为了追求最大的经济效益，而忽视了采矿方法不当可能造成的工程地质灾害和环境污染。采矿方法、灾害与环境污染控制分散在不同领域，相互脱节，造成大量因采矿方法选择不合理引发的地质灾害与环境污染。开采不仅耗费过量的土地资源，而且开采后毁坏的土地，既破坏原有的自然生态系统，又难以直接使其成为进一步服务于社会某种经济目的的用地。由于长期的超强度开发如牛马司矿业有限公司三个矿井、邵东县兴隆煤矿、湖南万安达集团昭阳有限责任公司砂石煤矿等国有重点老矿区大部分进入衰老期，生产能力萎缩，生态环境破坏严重，开采难度提高，开采成本上升；同时，矿区开采深度加大，地质构造更为复杂。由于地下资源采空，且上覆岩层软弱，工程地质条件差，造成地面沉陷、塌陷、出现房屋开裂，垮陷，地面变形及河床塌陷、河水倒灌、矿井和农田下沉变形为碟形水泽洼地等地质灾害；同时，造成地下流体渗流场变化，并引发地表水漏失，地下水资源枯竭类工程灾害；由此引发地面生态环境的严重破坏。地表沉陷造成水系破坏，且矿山废弃物堆置场更严重污染水系和周围环境；当矿山位于城市、河流或交通干线附近时，采矿地的破坏性发展将成为干扰城市和区域经济规划和实施的主要障碍之一。如邵东县石膏矿地面变形灾害的影响范围达3.5㎞2,城区及规划建设区座落在煤和石膏矿床之上，而且已形成了七个沉陷区，潜在的地面变形隐患，将可能导致更多的城区地面设施被破坏。这些由于资源开发诱发的工程灾害和环境污染，如果不给予高度重视并加以解决，必将进一步扩大灾害范围、进一步恶化环境，威胁邵东县城区和人民生命财产安全，成为社会不稳定因素，同时造成巨大的经济损失，将严重影响着邵东县经济与城市发展，对当地居民生命财产及日常生活产生了严重影响。矿山地质环境问题是一个复杂的综合性问题。它涉及矿山、地质、环境等诸多方面，研究矿山地质环境问题就是要实行矿山地质环境保护与生态恢复治理工作及矿山土地复垦、矿产资源开发利用方式的根本转变，从源头、全过程实施矿山环境有效保护，防治地质灾害，合理开发矿产资源，建设”绿色矿山”，把矿产资源开发对环境的破坏降到最低限度，实现资源开发与生态环境保护协调发展。

1、矿产开发引起的地质灾害

因矿产开发引起的地质灾害种类繁多，按成灾与时间的关系，可分为突发性矿山地质灾害，如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等；和缓发性矿山地质灾害，如采空区的地面变形、诱发地震、环境污染等。按灾害的空间分布和成因关系分类，主要有岩土体变形灾害，如地面沉降、开裂、塌陷、边坡失稳、滑坡与岩崩、坑内岩爆、诱发地震、场库失稳；地下水位改变引起的灾害，如矿坑突水涌水、溃沙涌泥、”三废”物质对环境污染；矿体内因引起的灾害，如瓦斯爆炸和矿坑火灾、地热等。

1.1地面塌陷及沉降开裂

地面塌陷、沉降开裂大多因矿井强烈疏干排水引起，少数是由地下矿层和岩石被大规模采空后，顶板岩石产生变形破坏后依次向下垮塌所致。如牛马司矿区兴隆煤矿因煤矿开采强烈疏干排水形成的塌陷面积达4.54公顷，造成2片农田下沉被水淹没无法耕作，采空区地面变形造成18栋房屋开裂，防治难度较大，严重制约当地经济的可持续发展。

1.2采矿场边坡失稳、滑坡、泥石流

该灾害多发生在露天采矿场，主要原因是不合理开采，如采剥失调、边坡角度过陡应力失衡而产生滑坡、松散矿石和尾矿大量堆积加之雨淋滤水作用使采矿场失稳，矿坝溃决，从而形成泥石流，造成河道淤塞、建筑物开裂等，给矿区居民生命财产带来巨大危害，同时也给环境造成巨大破坏和污染。

1.3坑内岩崩

主要是因井下开采未及时支护和回填而发生。

1.4坑内岩爆

坑内岩爆又称矿山冲击，这是因矿坑周边和顶底板围岩，在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩，一旦因采掘挖空出现自由面，即有可能产生岩石地应力的骤然释放，导致岩石大量破裂成碎块，并向坑内大量喷射、爆散，给矿山带来危害和灾难。

1.5诱发地震

因采矿及强排水，以及岩爆、煤层瓦斯爆炸等灾害引起的冲击地震和陷落地震。采矿往往需辅之以爆破、开掘井巷等，当岩体(山体)受到突然冲击，土石崩落、地层滑动或陷落，矿井坍塌、洞穴发育地段发生塌陷等，均可引起冲击地震；在采空区范围内，如有断裂通过，沿断裂形成的应力突然释放，产生大量的能，也可能导致地震；而在矿区外围，也可因上述冲击地震而产生的传递作用，沿构

造方向发生地震迁移，造成更大范围的地震灾害；此外，强排水采矿，造成矿层顶板陷落，岩洞塌陷也可引发地震。该类地震，属小震级的地震，但震源浅、危害大，可导致井下和地表的严重破环。

1.6矿坑涌(突)水、溃沙涌泥

矿坑涌(突)水、溃沙涌泥常相伴而生，是最常见的矿山灾害，这种地质灾害多发生在涌水量大的岩溶类型矿区，尤其是水文地质条件复杂大水岩溶型煤矿区频繁发生，引发的灾情表现为突发性强、常不易预测、涌水量大，且含大量泥沙，危害性大。如牛马司矿业有限公司水井头煤矿，因矿坑突水，造成桐木江部分地段河床漏水改道及桐湖桥西端河床塌洞矿井突水、共投入治理资金531万元。其成因是在生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足，采掘过程中打穿老窿，贯穿透水断层或含水层，骤遇蓄水溶洞或暗河，导致地下水或地面水大量涌入，造成井巷被淹或堵塞、人员伤亡等灾难。

2、矿产开发中的地质环境问题

2.1 瓦斯爆炸和矿坑火灾

瓦斯爆炸和矿坑火灾这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良，使瓦斯积聚发生爆炸，造成井下作业人员伤亡，矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外，也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热，在热量聚积到一定程度时则发生自燃，引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大，而且还严重损耗地下矿产资源，如邵东县原金华煤矿，原煤自燃，其资源损耗量十分巨大，地表见农作物和树木死亡，环境严重恶化。

2.2矿业荒漠化问题

矿业荒漠化土地的形成和迅速扩大，也成为许多矿区的环境问题之一。特别是一些露天开采矿区，开采时要进行大量的表土剥离，因而对地表植被与地貌景观造成严重破坏，形成土地荒芜、岩石裸露、乱石遍地的矿业荒漠化，加上因矿产开发产生的“三废”对土地和植被造成的不良影响，更使土地严重破坏。

2.3 水环境的污染

在采掘、洗选、冶炼过程中，多金属硫化物与大气接触，发生氧化作用，同时使共生的有毒有害元素活化、迁移并进人水体，污染地表和地下水环境。在牛马司矿区及邵东高桥铅锌矿尾矿库淋滤水，使溪流受到矿坑废水洗选废水的严重污染，进而导致原来靠溪水灌溉的良田受到污染，以至绝收。