礦山地質環境影響評估及治理恢復措施

張建國

（中國煤炭地質總局廣東煤炭地質局勘查院，廣東 廣州 510440）

隨著經濟增長對能源需求的不斷上漲，礦山開采速度也在不斷提升，但受制于現有的管理水平和技術裝備條件，礦山開采對環境造成的影響仍不可避免的存在，地表沉降、崩塌、滑坡等地質災害頻發，嚴重影響了生態文明建設。因此，對礦山地質環境影響程度，提出科學準確的評估方式，針對性給出治理恢復措施，具有十分重要的意義[1]。本文通過深入調研及現場勘查，科學評估地質環境影響情況，據此提出治理恢復措施，為類似條件下的礦山環境保護治理提供參考，對地質環境評估治理提供案例。

1 礦山開發引起的地質環境問題

礦產資源的開發往往產生許多地質災害，因危害大、頻率高、后果嚴重等特點，地質災害會誘發嚴重的地質環境問題，主要有滑坡、巖爆、崩塌、泥石流、地表沉降等類型，造成局部地區地質環境受到嚴重影響。

（1）滑坡。此類地質災害往往規模不大，但較為常見，具有較大的潛在危害。滑坡的產生，一方面是因為礦山開采布局設計的不合理，在不合理采挖、矸石隨意堆砌之下，造成斜坡失穩滑坡，地表沉降、雨雪、礦震等也是滑坡的誘因。發生滑坡最常見的區域，一是矸石堆砌過高，周圍形成陡坡，只要遇到較大雨水沖刷，原本就不太穩定的料堆就會失穩滑坡。二是發生于露天開采區域，因巖體本身的強度不夠大，在雨水、重力等影響下，加之人工采動造成的穩定應力狀態失衡，最終形成滑坡。三是在露天開采時，因部署不合理造成的坡面過陡，在巖體風化、采動影響等因素下而失穩滑坡。

（2）崩塌。此類地質災害多發生于露天采礦的礦場及矸石堆，因為裸露面邊坡失穩造成，主要原因是不規范開采、隨意開挖，致使工作面太陡、太高，造成應力集中引起崩塌。

根據實踐經驗，崩塌的發生面大多具有陡、高、不平整等特點，高度在20m以上、坡度在53°以上最為明顯。以石灰巖、砂巖、泥巖裸露面發生比例高，遇有暴雨及積水時，發生概率提高。

（3）泥石流。此類地質災害往往與滑坡同時產生，主要是排土場和尾礦的部署不合理，矸石、廢土等隨意堆砌在陡坡上，遇到雨季時，大量的雨水浸泡，會造成巖體膨脹失穩，巖土體與雨水融合形成泥漿，沿陡坡流下形成。嚴重者導致山體滑坡、泥石流等地質災害，一旦泥石流在采場內形成，后果不堪設想[2]。井工開采的金屬礦山，若礦山裂隙最終與地表聯通，則地表水會沿裂隙進入采場，造成地下泥石流，造成掩埋破壞。

（4）地表沉陷。此類地質災害一般形成原因有兩種，一是隨著礦產資源被采出，采空區上覆巖層逐漸垮塌、沉降，這種巖層移動將逐漸傳遞至地表，進而引起地表沉降、塌陷，對建筑物、構筑物、公路、管線等帶來失穩隱患。采空區頂板的突然垮落也會造成井下風暴或礦震，巨大的沖擊對設備及人員安全造成威脅。第二種是因為地下水被抽干后形成的空洞，上覆巖層因失去支撐而逐漸沉降，最終形成地表開裂或塌陷坑。

（5）地下水破壞。礦產資源的采出往往造成地下水的疏通排干，導致地下水位下降，在地下形成空洞漏斗，導致區域內居民水源枯竭，地表缺水干旱，植被破壞。目前，對于井田范圍內的地下水，暫時還沒有特別有效的保護措施，大多是在采礦前將積水抽出，以消除地下水害威脅[3]。但地下水往往是主要農業水源，抽水往往造成附近大面積的地下水破壞，容易導致農業缺水、地表干旱等情況，在一定程度上破壞了農業生產的有利條件。

（6）地形地貌破壞。一方面山體開挖破壞了原有的生態環境，廢棄渣土的隨意堆積、裸露的山體直接影響了原有地貌，隨風飛揚的沙塵也給附近居民帶來困擾。另一方面，礦渣隨水流侵入河流、河道，致使河道淤積、水體污染，嚴重破壞生態環境。

（7）突水、透水。水害是我國井工開采中一項占比較大的嚴重災害，一旦發生突水、透水事故，很難在短時間內封堵出水口，勢必造成人員傷亡、設備掩埋，一般情況下，礦井超前鉆孔可以提前探測水患位置，但遇到非正常開采或不合規開采時，處于穩定狀態的積水會沖破隔水層、隔離帶，從含水層進入采場、采空區、巷道等位置，引發水害。突水、透水往往具有偶然性大、危害大、難恢復等特點，90年以來，全國突水事故造成淹井高達60次，直接經濟損失近30億元。

2 地質環境影響評估

礦山地質環境影響評估是在充分調查勘測礦山地質環境的基礎上，制定統一的標準和原則，按照一定的數學辦法和統計原理，對礦山地質環境影響程度進行量化的評估和劃定。

2.1 評價原則

（1）綜合性。涉及礦山開采的地質環境問題復雜多樣，牽扯到多個領域，且多數評價指標無法完成準確量化，因此，地質環境評價具有很強的系統性、復雜性，要將多種影響因素轉化為可評價的指標體系，選擇合適的數學辦法，作出綜合性量化的標準判定。

（2）重點原則。評價指標多種多樣，要按照影響人們生命財產安全的強弱程度來排列評價指標，把崩塌、滑坡、泥石流等影響程度較大的因素，當做重點評價指標，以求準確、客觀、全面評價礦山地質環境影響程度。

（3）以人為本。受地質環境的影響最直接最核心的，還是生活在礦山周圍的人們，礦山環境影響評價要以人為核心，按照以人為本的影響半徑，評價礦山環境問題，以對人們生產生活的影響大小來綜合評價。

（4）統籌兼顧原則。礦山地質環境的變化，除了受采礦影響外，也受自然環境本身的變化影響，因此，地質環境影響評估要綜合考慮礦山本身的地質屬性，統籌兼顧礦山周圍的社會經濟狀況，以及采礦對周邊環境的影響等。

2.2 評價方法

礦山地質環境的影響評估涉及到的參數復雜多樣，無法使用經典數學現有的公式來評價，需要以定性、定量搭配的方法折中評價。國內現有的評價方法，有定性分析評價、GIS圖層疊加評價、綜合評價、模糊數學分析等方法。其中，以定性分析應用最為廣泛，優點是可以在無法定量獲取數據時簡便得出評價，缺點是受評價參與者主管意識影響大，不能保證客觀性，因此無法保證評價結果的準確程度[4,5]。模糊數學分析主要是將影響地質環境的因素，以參數的方式表達出來，用數學表達式把部分參數與評價因子建立起聯系，通過地質參數的代入，得到最終的評價結果，優點是可以定量的評價地質災害全過程的環境影響評價，缺點是對于一些無法定量的參數不能使用。GIS圖層疊加評價是利用GIS地理信息系統為手段的直觀評價方法，通過分析圖層變化，得出地質變化對環境的影響程度，優點是直觀、動態可視化，缺點是無法定量分析。

2.3 評價指標的選擇

指標選擇應滿足5個條件：一是可以構建基本完善的指標體系。即體系內各項指標可以形成一個系統，可以反映地質環境的方方面面，既要包含地質、環境、采礦等活動指標，又要涵蓋相互聯系指標。二是指標應具有合理性。各項評價指標的確定必須滿足科學合理性這個基礎條件，這樣才能盡可能保證評價結果的科學合理。三是指標之間相對獨立。為了避免某項影響因素被重復疊加計入評價體系，指標的選取盡可能地要相互獨立，避免因指標相似、相近造成的影響效果放大效應。四是指標應該基本可實現。指標的選擇要保證數據可獲取，獲取后可量化，避免選擇無法獲取參數的指標。五是指標可以與現場相適應。指標應盡量選擇礦山開采過程中已持續監測的指標，既可以避免重復勞動，又能最大化地利用現有數據。

2.4 評價體系的建立

以綜合評價體系為例，選取礦山種類、數量、規模、開采方式、地質災害發生規模等21項指標構建評價體系。據此，評價指標的選取主要涉及礦區地質條件、采礦對周圍地質環境造成的影響及破壞、地災發育程度、采礦規劃、環境恢復治理難度等5個方面。礦山地質環境綜合評價指數體系見表1。

表1 礦山地質環境綜合評價指數表

根據中國地調局現行地質調查工作標準，地質環境影響評估指標數值按照好、較好、較差、差4個等級劃分，分別對應賦值3、2、1、0分代入評估模型式1，求得最終影響等級。

式中：P0—地質環境綜合評價值；Fj—加權指數，由專家評分得出；U—各指標值；j—評價體系所含要素，n=1,2,3…

據此得出地質環境影響程度評價值。

3 治理及恢復措施

（1）防治原則。①預防為主，防治結合。礦山開采設計過程中，必須將地質環境保護作為重要環節，納入開采設計論證當中，堅持做到有效防止地質災害、地質環境問題出現，開采過程中，要將防止地質環境破壞作為重要管理內容，納入日常監督管理，在礦山環境可容納的范圍內施行采礦活動。堅持“預防為主、防治結合”的八字方針，既堅持防，也重視治。在采礦過程中，及時根據采礦進度變化，采區積極的措施，預防環境破壞，尤其是不可逆破壞的出現，在采礦工作完成后，對因采礦出現的地質環境問題，采用科學的評估方式，判定影響程度，及時研究有效的治理措施，確保礦山復綠，防止生態環境惡化。②誰開發誰保護，誰破壞誰治理。

誰開發礦產資源，誰便是破壞原始地質環境的責任人，誰就有責任對礦山環境進行修復。這是國家對于礦山開發過程中的環境破壞，明確的一條基本治理原則，對礦山環境治理恢復的主體責任進行了明確，利用法律、行政等諸多手段對礦山環境保護提供遵循。③全面規劃、重點治理。礦山開發的前期設計階段，要將礦山環境保護納入全面規劃，有力加強；將礦區的環境保護納入局部地區生態環境保護的全局，全面規劃、統一布局，重點區域、重點保護，難點問題、重點治理。④開發與保護并重。堅持開發與保護相結合，礦產資源開發過程中，合理處理資源與環境的關系，堅持開發前保護、開發與保護同步，推動礦山生態環境可持續發展。⑤科學合理治理。加強科技手段在治理環境修復問題中的比重，對重點區域加強科研投入，引入高校、科研院所參與生態修復，提升治理水平。

（2）治理措施。采區分區域分重點的治理模式，通過地質環境影響評估，將破壞區域劃分為重點治理區域、次重點治理區域、一般治理區域[6,7]。根據具體礦區出現的崩塌、水害、泥石流等問題，提出針對性的治理恢復措施。

①重點治理區域。對于地下水枯竭、水位下降、耕地退化等嚴重災害，采用修建蓄水池積水等方式，對土地進行育肥，修復土地資源。對于渣土堆積形成泥石流、地形地貌破壞等嚴重災害，采用溝道清理、圍擋、地形地貌景觀恢復等方式治理恢復。②次重點治理區域。對于露天采礦采面裸露造成粉塵污染等次重點災害，采用植被復綠、清理場地等方式予以恢復。③一般治理區域。對于采礦影響較小的、植被較為完整的、人煙稀少的區域，判定為影響程度一般區域，可針對性給予修補修復。

4 結語

礦山地質環境治理修復，是踐行生態文明思想的重要措施，礦山生產主體企業應始終貫徹落實“在開發中保護，在保護中開發”的政策，堅持“誰開發，誰保護；誰破壞，誰恢復”，設計規劃階段加強對礦山環境保護的專項設計，采礦過程中加強貴礦山環境的保護與動態評估，采礦后加強對地質災害影響區域的治理保護，通過引入科技手段，加強與科技力量合作等方式，科學評估地質環境影響情況，針對性給出治理恢復措施。本文綜合對比闡述了現有各項評估方法的優劣，以及不同適用條件，同時，以綜合評價體系為例，簡要敘述了地質環境影響評價指標的選擇、評價體系的建立及計算方法，提出了分區域治理礦山環境問題的思路及對策，為礦山環境修復提供借鑒和參考。