廢棄礦山引起的常見環境地質災害及應對措施

謝 飛，王明強

眾所周知，我國是工業大國，在工業生產迅速發展的同時，資源枯竭的問題也隨之而來。許多老工業基地在較為嚴重的宏觀態勢下，導致眾多的礦井廢棄，廢棄礦山極容易引發地質災害，尤其是對周圍的生態環境產生極大威脅，做好廢棄礦山常見地質災害問題的解決刻不容緩。尤其是對于廢棄礦山引起了常見環境地質災害進行分析，更是為我國可持續發展做出突出貢獻。在經濟的快速推動之下，人們加劇了對礦產的需要和消耗，為礦產開采企業帶來了更大的發展機遇。然而，由于發展較為迅猛，潛在的隱患逐步增多，隨時可能產生各種各樣的災害，產生人員傷亡，尤其是設備報廢、設施損壞或者是資源浪費等后果較為嚴重，尤其是在早期小規模開采時，絕大多數的礦山是以露天開采為主，開采區域內的地質環境受到嚴重破壞。人員在進行地質勘查過程中，也會破壞或者是占用大量的植被和山體，對當地的景觀、景貌、生態環境產生極大損傷。除此之外，在礦坑周圍也存在著大量的廢石廢渣堆積，雜亂無章。長此以往，會產生嚴重的水土流失、環境污染。除了上述內容，在進行開采時也容易受到巖石破碎的影響。尤其是在雨水的沖刷之下，邊坡上部風化破碎的巖石會產生各種各樣的崩塌危害。由于采坑積水形成的水面無防護措施，時常會導致有人失足跌入，會嚴重的威脅居民的生命安全。值得注意的是，尤其是在高邊坡區域附近會出現居民點，如果廢棄的礦山產生崩塌，后果不堪設想，進而嚴重威脅社會穩定。

1 廢棄礦山引起的常見環境地質災害類型

其一，礦山內部污水引發的水污染。一旦礦井關閉，不管是地下水還是地表水，都會引發大面積的污染。根據現有的礦井監測資料發現主要是由于礦井關閉導致的排水系統自然廢止。礦井關閉后一般會引發區域內大范圍的地下水污染和地表水污染,依據礦井的監測資料進行研究發現,上述后果是因為礦井關閉后其以前的排水系統也自然廢止,從而使得地下采空區內含有很多有毒有害成分的污染水和不同含水層的水相互滲透融合,從而引發潔凈水深度和廣度均極為龐大的污染。另外,礦區因礦井關閉,有毒地下水因得不到正常的疏導,就會自動上溢至地表漫流,引發地表水域的污染。廢棄的煤礦和金屬礦及有關矸石堆對河流、湖泊和水庫造成有害的影響,這些都是因為廢礦渣中所含酸性污染物質造成的。這時，地下采空區含量較多的廢氣、污水和不同含水層的水分相互滲透，引發潔凈水深度和廣度，產生較為龐大的污染。如果礦區的礦井關閉，有毒地下水無法正常疏通，則會自動地溢到地表，引發地表水流污染，會對周圍的湖泊、水庫、河流產生一定的影響。其二、地下水外溢淹沒礦區。如果礦山長時間的廢氣會導致地下水失去了人為的排除途徑，一旦水位上升，會導致礦區大面積發生淹沒。主要是由于礦區內部的污水上升，這時河流下游的水位就會抬升，涌出地表以后會形成大面積的沼澤地，嚴重破壞區域的水質。其三、礦山內部毒氣泄漏以及地面崩塌，主要是由于絕大多數的廢棄礦區，因為礦山開采而形成大面積的采空區，礦井關閉以后，地下采空區缺乏必要的維護，導致地下構造產生較大的損壞，經過一段時間以后會產生大面積的開裂塌陷。礦物在秘密的高壓環境中也會產生大量的有毒有害氣體，這些有毒物質不可避免地會從地面裂縫朱析出產生，較為嚴重的空氣污染。其四、廢棄礦井污水侵入引發的安全隱患。廢棄礦井產生的廢水會逐步的流入到其他的礦井中，給正常工作的人員產生極大的影響。廢棄礦井所產生的廢水往往會漫流進入其他正常運行的礦井,對其他礦井的正常生產和人員安全造成極大的惡劣影響。近年來比較著名的案例是江蘇徐州礦務局、湖南資興礦務局的廢棄礦的案例,2000年兩礦在關閉礦井后,境內污染的地下水也隨機停止疏導排泄,不斷增加的廢棄礦水涌入相鄰的生產礦井內,對安全生產造成極大的威脅。

2 常見環境地質災害成因

眾所周知,廢棄礦山所引發的環境地質災害的影響面積大,并具有極強的隱蔽性強,且往往潛伏期較長。故而,對其地質災害形成的技術原因和人為原因進行研究顯得非常必要。廢棄礦山所引發的地質環境問題并不是一開始就能顯現的，它具有極強的隱秘性，引發的災害面積大、潛伏期長。首先，站在技術開采方面進行分析。在進行采礦過程中不可避免都會地下水，地表水產生一定的影響，進而會對周圍的開采區周邊區域水文、地質、地下水系統的運行產生極大的破壞。礦山開采時，尤其是會對煤巖層進行破壞，多種化學成分會從地下流到井壁，甚至是采空區，多種方式滲透到礦井以及煤系巖層中通過物理、化學變化含有大量復雜成分的礦井水在礦井關閉以后。既有正常排水渠道的消失，也會進一步的污染其他的地下水儲存系統，如果出現地表開裂，會使得酸性的井水慢慢的溢出，會對地下水環境造成極大的威脅。其次在開采過程中可能過度的追求經濟效益，而忽視了環境保護。資源挖掘過程中，絕大多數的采礦企業過度重視經濟效益，在相當長的時期內相關監管部門管控不到位。個體礦山企業以及鄉鎮的集體礦山企業在進行資源開采時都是無序開采，所用的技術條件也較為落后，在開采過程中并沒有對地質環境進行必要保護，缺乏完善的礦山治理方案，為后續大規模地質災害的發生埋下了安全隱患。最后，在進行關閉礦井治理措施時并不完善。主要是由于絕大多數到礦山企業都是建立于計劃經濟時代，具有國家產權，企業盈利較大的份額都要上交給國家財政，政府并沒有留出足夠的礦山治理資金，這就導致在礦區開采過程中，如果缺乏有效的治理，則會導致礦區資源嚴重枯竭，很多礦產企業面臨著破產的危險。更不必說使用經費進行礦山環境地質災害的風險防范，礦井關閉時也沒有有效的預測評估手段，忽視關閉后的風險識別、風險預測。技術體系以及資源控制過程中并不會形成系統方案，對礦山缺乏完善的機制，在利益的驅使下，可能也無法進行礦井關閉，對潛在的災害因素視而不見，引發后續大規模的地質災害發生。

除了上述三個要點內容，常見的地質災害成因也可能是由于廢棄礦山地表的地理環境較為復雜，絕大多數的礦山區域多在山地、高原地區，地貌與地質構造較為特殊，地面有高山、陡坡、地質構造斷層，在風化以及侵蝕的作用下，巖體結構發生破碎。再加上廢棄礦山區域水土流失較為嚴重，在暴雨季節，礦井采空積極容易引發塌陷產生泥石流滑坡等地質災害。

3 廢棄礦山引起的常見環境地質災害應對措施

對廢棄礦山環境地質災害進行類型化分析,并對其產生的成因和機理進行系統的研究之后,結合我國廢棄礦井區域的各種自然條件,如水文、地質以及氣候環境等進行考量,基于我國學術界的研究現狀,借鑒國外先進經驗,可以對我國廢棄礦井引發的地質災害形成如下防治建議。

3.1 建立完善的礦山風險評估預報體系

對于廢棄礦山環境地質災害類型分析以后發現，我國廢棄的礦井區域自然條件較為復雜。在治理體系實施過程中要具體問題，具體問題。對于已經存在的廢棄礦山，再進行環境治理時預防災害是極為必要的舉措。廢棄礦山風險評估以及預報系統建設時，要重點解決技術問題，比如：地下水流以及地下水的動力學評價和預報。在具體工作實施過程中，要進行流體動力學檢測以及滲透介質參數實驗。其中最為重要的內容就是停止采礦擾動對整個介質滲透性產生的影響，通過水文地球化學進行動態監測和預報，可以進行水質遷移機理，強度以及現場示蹤實驗，重點把握含水系統環境中物理化學狀態的變化規律。除此之外，還需要建立完善的礦山風險識別系統。和其他行業不同，礦山企業具有一定的特殊性，在進行廢棄礦山問題治理過程中，基于風險識別理論，需要建立完善的系統資料數據庫，包括和廢棄礦山相關的空間物理狀態，地下水的水力特征，氣候、降水、植被等等。尤其是對于廢棄礦井所含到危險元素，更應該全面分析。一是由于客觀，自然地理環境因素，另一個則是由于人類活動在采礦過程中遺留下來的危險元素，對于后者需要進行人力活動危險因素評估，包括全面的經濟和環境相關的因素。

3.2 做好地質災害預防

在現有的廢棄礦山常見環境地質災害預防過程中，不僅要加大事后治理，更要進行礦山關閉前的預防工作，相關礦山企業可以建立廢棄礦山。治理基金保障經費來源充足，同時也可以結合先進的防治技術，可以使用礦井內填充凈化污水特殊材料。考慮到廢棄礦山到波及面、破壞性、綜合性等等，強化廢棄礦山地質災害成因以及防治技術的應用，不同區域礦山的地質條件以及地形特征，提出有針對性的開發利用方案。對于常見的重點防治區域可以結合邊坡參數強化邊坡監測建立擋墻穩固，邊坡針對后期開挖變形的需要，進行專門的地質勘查，加大邊坡的加固與預防，盡可能的消除在礦山開采過程中引發的地質災害，而對于廢棄的殘渣需要進行方量以及邊坡坡度的設計，有效預防泥石流的產生，尤其是在特殊到公路沿線要充分使用。渣場不能隨意的丟棄，可以設置相關的監測點，做好廢棄礦山數據的動態記錄以及分析工作，尤其是對于容易發生災害的區域，更應該加大預防，防患于未然，才能更好的恢復礦山的生態功能，進行礦區的統一規劃工作。

而對于次重點防治區域。比如：在與進場的公路、礦山生活區建設，使會形成大量的邊坡以及一定數目廢棄的殘渣導致邊坡失穩，產生滑坡，或者是他方沿途不合理的廢渣，極有可能會形成坡面泥石流或者是水土流失。對于此類邊坡，在進行設計和加固時，需要設置排水溝，盡可能地進行地表擋排水措施，加大工地管理，植樹造林。除了重點防治區域以及次重點防治區域，在落實過程中還要進行夜班區域的防治。一般區域主要是指在廢棄的礦山內，并沒有建筑物或者是其他的工程項目建設，而是由于地表巖體破壞而產生的水土流失。針對此類區域，要盡可能的減少人為干擾，加大植物保護。

3.3 加大廢棄礦山地質環境的恢復

現階段在進行廢棄礦山地質環境恢復過程中要，嚴格的把握以下幾個方面的原則，一是以人為本原則，在進行廢棄礦山地質環境治理時，始終要將人們的生命安全首位，對于重要的交通干線，村鎮作為重點的治理區域，盡可能的減少礦山地質環境問題，引發的人員傷亡和財產損失。二是科學規劃原則。在進行廢棄礦山環境地質災害分析時，要嚴格地參照區域的城市規劃以及土地資源利用相關規劃，結合目前礦山治理的背景條件，提出有針對性的治理方案，考慮到廢棄礦山的綜合應用價值，爭取和周圍的環境相統一，實現經濟社會協調發展。三是利益協調原則。在進行礦山治理時，不僅要保障人們的生命財產安全，還要盡可能的減少礦山治理過程中占用的耕地面積以及林地面積，加大土地的賠償工作，推動礦山治理有序進行。四是資源節約原則，不同的治理方案效果是不同的。在保障礦山安全治理的前提下，使用施工最為簡便、成本最少的方案，在設計時施工中產生的土石方量，可以用于抵消項目治理經費。對于高陡邊坡要參照地質條件劃分為不同的層高進行爆破。而對于較低的偏頗，可以直接的進行整平，技術人員要全面開展治理區域的土地復墾，改善地質環境，加大植被恢復與地質重建工作，盡可能的提高礦區植被的覆蓋率。不僅如此，技術人員還要保障礦山始終處于完全穩定的狀態，盡可能的消除礦山地質災害，杜絕礦山地質災害問題的發生。一直以來，隨著國家和區域對礦山環境地質災害恢復治理的充實性，加大礦區統一規劃，做好礦山的復墾工作。同時也可以結合生物防治工程防治，采取有效的方法恢復地質環境，盡可能的維護人與自然和諧相處。

廢棄礦山治理時需要加大固定資產的投入，尤其是對于目前廢棄礦山所產生的生態環境破壞，在礦山投資戰略資源規劃時要積極推進。針對礦山的開采、選煤、洗煤等行業，可以建立全面的固定資產，恢復礦山生態治理，在推動綠化工作，進一步開展的同時，針對產生的固體污染、廢氣污染、廢水污染等等使用有效的治理方法，減少不必要的環境污染。而對于采空區，可以使用煤矸石進行填充。有效的解決現階段廢棄礦山治理存在的問題，加大整治技術的研發，同時還需要將環境整治始終放在第一位，推動環境治理工作在實施。要以經濟發展和環境保護進行融合，在推動經濟效益的同時，站在技術層面進行礦山整治和開發，更好地保護人們賴以生存的居住環境。正確現階段廢棄礦山產生的地質污染問題，在充分尊重環境調查的基礎之上，結合信息技術建立動態監測系統，更好地實現礦山綠化修復，解決礦山污染治理存在的難題。在實施過程中，可以借助水文地球化學進行動態預報預測分析、現場失蹤試驗、水質遷移機理以及地下水自凈等各個內容，積極的進行礦山污染治理。

3.4 落實廢棄礦山地質環境監測

首先，在進行廢棄礦山地質環境監測任務分析時，要明確各類邊坡的特征，結合治理工程特點落實監測任務，常見的有各個邊坡建立變形監測站點。在整個治理工程中要落實跟蹤監測預報工作，維護施工期間人員的生命財產安全。可以使用立體化、多層次的監測方法進行重點監測區域的信息反饋，在進行爆破以及安全監安全監測時，以安全監管為。主尤其是爆破監測和信息監測，這兩個是重點內容，在施工以及運行期間需要相互協調。其次，在具體監測過程中，人員針對邊坡變形監測點可以設置專門的監測人員進行巡檢和記錄，加大監測計劃的實施。監測計劃在落實時要以。建立監測系統，獲取防治工程治理以及治理過程的監測數據為主實現儀器監測和目視監測相結合的方式。最后，在進行監測方法落實時可以結合全站儀監測列表變形，廢棄露天礦產的邊坡變化，檢測人員要及時的做好現場監測記錄，結合攝影圖像等內容。如果發現異常，立即上保定期的使用全站儀，監測地表變形現場記錄應該立即報備。

4 結語

總而言之，在現有的礦山地質環境治理過程中，要結合區域生態環境以及自然保護。盡可能的恢復身體的植被，提高森林資源的覆蓋率，和周圍的自然風貌融為一體，加大礦山治理工作，能有效的改善生態環境，提高人們的生活質量，改善人們的居住環境。針對廢棄礦山開采問題上要加大管控力度，提高礦山地質環境治理的專業性和綜合性，各個部門協調工作，妥善解決礦山開采和地質環境保護之間的矛盾，采取行之有效的環境監測方法，加大廢棄礦山的地質環境恢復，還要及時的進行災害預防，建立完善的風險評估體系，結合先進的方式進行地質災害預防。事實上，由于礦山廢棄所產生的環境地質災害問題是有諸多層面的，不同災害現象也都是相伴而生的，彼此相互依存，不可分割。對于廢棄礦山引發的環境地質災害類型進行劃分，采取有針對性的解決方案，這對廢棄礦山系統研究顯得尤為重要。人員在進行治理過程中要把握環境地質災害治理的核心內容，全方位剖析地質災害產生的原因，以此為基礎深入思考，采取有力的防治措施。在生態環境問題解決完成以后，需要推動民生發展，加大土地平整與改造，拓寬采礦區域的植被面積，提升植被質量。在解決生態問題的同時，還能有效地推動周邊民生經濟發展，變廢為寶。