鄭河
內蒙古自治區第九地質礦產勘查開發院 錫林郭勒 026000
淺析礦山環境地質與地質環境的關系
鄭河
內蒙古自治區第九地質礦產勘查開發院錫林郭勒026000
通過深入探討礦山環境地質與礦山地質環境的關系,以及礦山環境地質的概念、特征、特點等,淺析在礦山開發中,如何正確的認識礦山環境地質與地質環境與未來的研究方向。
礦山環境地質礦山地質環境礦山環境地質問題
隨著經濟和社會發展的升級,礦山開發也進入到新的階段,在此背景下,探討礦山環境地質與地質環境,為礦山開發提供有價值的資料,無疑具有重要的意義。
礦山環境地質指的是在開發礦產資源的施工過程中,通過對與環境地質學相關聯的知識理論運用,研究地質環境和自然及人為地質之間的相互影響,找到引起礦山環境地質問題的原因,并通過有效的解決措施有效緩解礦山開采活動中對地質環境產生的負面作用,以可持續發展為主要目標,對礦產資源進行合理的開發利用。礦山環境地質以局部地質環境作為主要的研究對象,包括對礦業活動場所的對象研究以及對其附近地質環境的對象研究,其主要的研究內容有兩個方面:
1.在礦產資源的開發過程中,總是會不可避免的對礦山的地質環境產生影響,并產生礦山環境地質問題,研究問題的形成原因,才能做出客觀的評價,較準確的預測出由于問題的產生對礦山地質環境造成的危害程度,通過專門的問題研究,找到合理的預防及解決辦法,進而達到對礦山地質環境的保護。
2.通過對礦山地質環境的質量情況進行研究,預測礦產資源開采活動對其造成的質量影響,然后科學的選擇礦山建設的地點,盡最大限度避開經常發生地質災害的區域,確保與礦業有關的活動能正常進行。
礦山環境地質問題與人類采礦活動和礦區地質背景條件密切相關,采辦活動是其產生的主導作用和誘發因素,其作用范圍主要限于采礦區、加工區及其附近影響區。它既具有一般環境地質問題的共有特性。又具有獨特性。
1.礦山環境地質問題類型的多樣性。
礦山環境地質問題類型眾多,表現形式多樣。礦山建設的工業場地、礦道掘進采掘礦石、露天礦表上剝離、棄土排渣等改變了礦區原有的地形地貌景觀,產生地質遺跡破壞、土地植被占壓與破壞、水資源衰減等環境地質問題;礦區采掘活動改變了原有的地應力平衡,誘發地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流等地質災害;礦山“三廢”排放造成的水、土、大氣環境污染,危及礦區及其影響區居民健康。
2.礦山環境地質問題的復雜性。
礦山環境地質問題的主要誘發因素是采礦活動,與礦產類型、開發方式密切相關,與礦區的地質背景、氣象、水文和植被等自然因素也有一定的關系。礦種及開發方式不同,礦山環境地質問題特征明顯不同。煤礦的地面塌陷、地裂縫、煤矸石自燃等問題突出,金礦的礦石選冶產生的環境污染問題突出,非金屬礦山造成的地表景觀破壞嚴重。井工開采的地面塌陷、地裂縫、礦坑突水等問題突出,露天開采的邊坡崩塌、滑坡、采坑外圍的地裂縫及塌陷、地表景觀破壞等問題嚴重。
3.礦山環境地質問題的多因性和復發性。
某一類礦山環境地質問題往往是采礦、選礦等多種活動過程共同作用的結果,其誘發因素眾多。例如土地資源的占壓與破壞可以是采礦廢渣、選礦尾礦、冶煉廢渣的占壓,還可能是露天開采剝離導致的農田被毀,或因滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等造成土地功能改變與土地質量的下降。另外,某些環境地質問題還具有多次原地復發的特點。
1.礦山環境地質問題。
礦山地質環境問題是指礦業活動作用于地質環境所產生的環境污染和環境破壞。主要有大氣、水、土的污染,采空區的地面塌陷,山體開裂、崩塌、滑坡、泥石流,侵占和破壞土地、水土流失、土地沙化、巖溶塌陷、礦震、尾礦庫潰壩、水均衡遭受破壞、海水入侵等。礦山環境受地質構造條件和礦床產出位置的嚴格限制,不能提前預測和選擇自身所處的環境背景。
礦產資源的開發與利用導致出現多種礦山環境地質問題,而問題的類型、嚴重程度和表現形式,與區域地質環境條件、礦產開采規模和礦產資源種類等密切相關。其中,礦山資源種類包括煤礦、金屬礦、石油天然氣和水泥灰巖類等,而環境條件為黃土高原型、平原盆地型和山地型等。在學科發展過程中,分類問題作為前沿課題,標志著在一定的時期內,學科發展的真實水平,但由于分類原則、研究側重點等不同,則分類方案和系統也不同;前提為科學性,靈魂為實用性。筆者按照礦業活動導致的結果為分類的依據,把礦山地質環境分為生態破壞、環境污染和地質災害等類型。
1.1生態破壞的主要表現為采礦疏干排水致使地下水位下降,礦區水資源遭到破壞和河流斷流等;尾礦、貧礦和廢石等堆放,占用耕地;露天開礦,致使城市周圍、旅游風景區的環境遭到破壞等。
1.2地質災害。由于礦區劇烈的活動,導致礦區應力平衡系統遭到破壞,最終導致礦區成為應力變化最為集中的地區,從而引發各種地質災害,比如滑坡、泥石流和地面沉降,及地面塌陷、地裂縫等。
1.3環境污染。環境污染表現為礦山廢渣、廢氣和廢水的排放,造成礦區的生態環境遭到破壞,煤礦、金屬和非金屬礦產中的酸性排水,未經達標便排放到河流、湖泊中,可能導致地下水、地表水和農作物等受到污染,最終導致人體食物鏈污染,危及人體健康。
2.礦山環境地質問題的特點。
2.1礦山環境地質問題的地域性。
礦山環境地質問題的類型、嚴重程度與礦山所處的自然地理環境密切相關。不同地質環境背景區礦山環境地質問題特征不同,具有明顯的地域性。例如崩塌、滑坡、泥石流等地質災害主要發生在丘陵山區,地面塌陷、地裂縫等地質災害主要發生在平原地區。
2.2礦山環境地質問題危害的集中性與嚴重性。
礦山環境地質問題主要發生在礦山生產現場及其周邊影響范圍之內,直接威脅采礦作業場、工礦設施和周邊居民的生命財產安全。礦山環境問題不僅造成直接和間接的經濟損失,而且破壞人居生態環境,而較大規模的地質災害和環境污染事件往往會造成嚴重的社會后果。礦山環境污染危害人體健康的滯后性和累積性更為深遠,以至于礦山閉坑后相當長的時期內影響仍會存在。
2.3礦山環境地質問題的群發性與共生性。
礦山環境地質問題往往不是孤立發生或存在的,具有群發性和共生性。往往一種礦山環境地質問題的結果是另一種礦山環境地質問題的誘發因素。例如并采礦山,隨著采空面積不斷擴大,將產生頂板垮落,上覆巖層出現冒落帶、裂隙帶和彎曲變形帶。裂隙帶和彎曲變形帶波及地面時,就會誘發地面坍塌和地裂縫。如在山區,會導致山體開裂誘發崩塌、滑坡等地質災害。礦山棄土廢渣的排放會產生土地占壓,環境污染等環境地質問題,同時還可能誘發渣石堆崩塌、滑動、礦渣流、泥石流等地質災害。由于誘發條件類似,某幾種礦山環境地質問題往往具有共生性,如崩塌、滑坡和泥石流往往是共生的,地面塌陷和地裂縫也多是共生的。
礦山環境地質是環境地質中的一個新分支,目前尚無形成完整的理論體系、調查、評價和研究方法。由于研究方法設計水文學、環境學和采礦學等,具有學科交叉性和邊緣性的特征。因此,在研究過程中,應充分借鑒各學科的理論方法,不斷豐富和完善理論研究的內容和方法。筆者認為,當前應從以下幾個方面推進研究工作:
1.礦山環境地質問題的類型、影響因素、模型和誘發機制。
2.礦山地質環境質量與評價指標體系。評價調查的結果,對礦山環境質量的好壞和問題的研究程度作出判斷,這是礦山地質調查環境的成果,也是編制圖件的基礎。礦山地質環境評價按照時間分為回顧性、現狀和預測評價;按照問題多少,分為單問題與多問題綜合評價。
3.礦山環境地質問題預測方法。地質環境不斷變化,研究礦山地質環境需了解發展規律,為科學預測提供支撐,為減少礦山地質環境問題造成的損失提供有價值的信息。此外,研究內容還應包括礦山地質環境保護與礦業可持續發展,由于其受產業政策、國家法律影響大,因此,應加強法律法規政策研究。
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