礦山地質環(huán)境綜合治理措施的方法研究

新疆維吾爾自治區(qū)地質礦產勘查開發(fā)局第四地質大隊 慕九宵

礦產資源在人類生存與發(fā)展中是非常關鍵的保障，對經濟進步與發(fā)展具有非常重要的價值。由于礦產資源不可再生，在社會經濟的持續(xù)發(fā)展中，也增加了對礦產資源的需求量，相應的礦山開采規(guī)模越來越大了，進而導致礦產資源出現緊缺現象，在對礦山進行開采時還會對環(huán)境造成破壞，嚴重影響生態(tài)穩(wěn)定。

一、礦山地質環(huán)境恢復治理的基本原則

（一）堅持“以人為本”原則，增強減災防災意識

就目前的情況而言，許多礦山災害都間接或直接與人類活動有關，所以，增強礦山職工、管理者以及礦區(qū)居民的減災防災意識，是確保其財產安全的主要舉措之一。此外，還要堅持“以人為本”原則，在礦山環(huán)境恢復治理過程中，要先確保礦區(qū)不會受到因開發(fā)礦山而誘發(fā)的多種災害的威脅，進而達到減災防災的目的。

（二）采用多種手段相結合的方式進行綜合治理，因害設防、因地制宜

要對礦山環(huán)境的特點、災害形式、危害程度以及破壞程度進行詳細的勘察，并依據礦山的地理位置，采取多種手段相適應的治理措施，有針對性地找出關鍵環(huán)節(jié)和治理重點，同時依據環(huán)境問題的危害程度、資金狀況，分階段進行治理。

（三）生物措施和工程措施相結合

在對礦山地質環(huán)境進行恢復治理的過程中，要把生物措施和工程措施緊密結合起來，才可以達到礦山地質環(huán)境恢復治理的最終目的。一般而言，工程措施只要得到合理配置就能在較短時間內對礦區(qū)的地質災害進行有效的治理，但通常投資較大。生物措施則與工程措施相反，其投資額較小，但是需要較長時期才可以見效。

二、礦山開發(fā)對當地環(huán)境帶來的危害

（一）地貌景觀影響

通常情況下，開采礦山會對當地的地貌造成一定的影響，主要表現為土壤漠化加劇、植被減少以及水土流失等。在出現土壤石漠化的情況下，再加上人類不科學的經濟活動，會導致植被嚴重被破壞，土壤自身的生產效率也會大大降低。

（二）地質災害

一般而言，礦山被不合理地開發(fā)就會導致許多地質災害的出現，對于礦區(qū)人民的財產、生命安全帶來極大的威脅。在露天礦山的開采過程中，極易造成的地質災害主要有山體滑坡、泥石流等，當受外界環(huán)境條件影響時，如狂風、暴雨，就會造成山體滑坡。過度的礦山開發(fā)也會在很大程度上影響山體的內在構造，導致山體傾斜乃至崩塌。此外，在礦山開采過程中，隨意堆放開采剩下的礦渣，也會增加山體的負荷重量，而當遭遇暴雨天氣時，就很有可能引發(fā)泥石流災害。

（三）地面塌陷

在礦山開采過程中很容易引發(fā)地質災害，進而導致地面塌陷，這主要是因為在礦山開采過程中，地下土層會變得非常薄弱，無法很好地承受橋梁和道路的重量，經過很長時間的使用后，橋梁和道路的內在構造就會發(fā)生變化，這就很容易導致地面塌陷。地面塌陷對地表上的堤壩、河流也會帶來一定程度的損壞，甚至還會出現人員傷亡情況。

（四）土地可利用資源減少

礦山開采活動，會導致土地被大量占用以及地面塌陷，而土地被占用通常表現在礦山開發(fā)現場產品以及礦渣的隨意堆放，在長期的礦產開發(fā)過程中，會漸漸擴大其影響范圍、加深影響程度，開采所產生的有毒物體也會經過土壤的長期滲透，對當地環(huán)境以及植物生長產生極大的威脅。

（五）大氣、噪聲污染

在礦產實際開發(fā)過程中會產生大量塵土，這就會在很大程度上影響空氣質量。此外，在礦山開采過程中還需要用到大型機械，因此會產生較大的噪音，這也會對周邊居民的生活造成惡劣影響。

（六）水質污染

礦山開發(fā)也會給當地的地下水源造成間接或直接的水質污染。在礦山開采過程中，開采的殘渣以及污水會漸漸滲透到地下，此時地下水源就很有可能會受到污染，而礦山的不科學開采更是會對飲用水井、含水層帶來極大影響。

三、強化礦山地質環(huán)境恢復治理工作的措施

（一）固體廢礦的處理

固體廢礦的主要形成原因是開礦期間與礦石一同出現，所以，為了更加合理地對固體廢礦進行處理，第一步就是要徹底實施治理，不但需要使用更加優(yōu)秀的采礦設備，還應該主動掌握國際上先進的采礦知識與理念，通過更為科學的設備對礦石進行開采，從而降低或防止固體廢礦形成，并且還應該對采礦流程進行優(yōu)化，對礦區(qū)的具體情況進行調研，從而采用更合適的開采方法，尤其是對薄煤層進行開采時，因為具有較大的操作難度，在開采期間容易產生大量廢料，所以在對薄煤層進行施工作業(yè)時更應該仔細勘察地下結構，把先進的科技設備和合理的開采技術關聯起來，做到廢礦“零”排放。

（二）廢水的處理

水資源在礦產開采中占據非常關鍵的地位，所以對廢水的處理也應該重視，廢礦石并不具備較高的可利用率，因此在治理中主要以減少廢礦石的形成為主，而廢水就具有更高的利用率，所以在處理過程中重點以回收利用為主。其一，應該持續(xù)優(yōu)化工藝技術，例如，在洗煤與開掘期間，可以使用先進的工藝技術與設備，減少水資源的使用，以減少開礦施工期間所耗費的水資源。其二，應該在礦區(qū)創(chuàng)建完善的水循環(huán)系統，并且增加工業(yè)排放期間的污水過濾性，在廢水過濾后能夠再次回到水資源循環(huán)系統，這種方法不但提高了水資源的循環(huán)利用率，還能夠為礦區(qū)的生態(tài)系統提供保障。其三，應該多角度看待廢水問題，即使廢水中含有許多有毒成分與重金屬元素，卻也涵蓋部分可以合理利用的物質。所以，怎樣對廢水中的這部分物質進行回收再利用成為最近幾年工業(yè)廢水處理技術中一個新的發(fā)展方向。

（三）廢氣的處理

因為廢氣較為特殊，現階段并不存在可大量操作的廢氣處理形式，尤其是在礦山等交通不夠便利的區(qū)域，要是僅僅簡單地進行廢氣過濾，不僅會增加生產成本，還會導致水資源被嚴重消耗。因為技術受到限制，當前在處理廢氣時也只是停留在脫硫化的層面，并沒有合理的中和廢氣中的粉塵與其他有毒氣體。基于此，要想解決廢氣問題就應該從源頭抓起，在開礦期間盡量減少炸藥的開采與挖掘，并使用更為先進的機械裝置，節(jié)省柴油的使用量，利用多樣化的形式來減少廢氣排放。

（四）建立新機制，強化礦山地質環(huán)境恢復治理管理體制

推動礦山地質環(huán)境恢復治理工作的關鍵在于建立多渠道、多元化的礦山地質環(huán)境恢復治理管理機制。一個健全的礦山地質環(huán)境恢復治理管理機制包括以下三個方面：

1.預防為主，防治結合

所謂“預防為主，防治結合”，就是從礦山開發(fā)利用規(guī)劃時著手，對礦山地質環(huán)境進行治理和保護，要避免礦山環(huán)境受到破壞，重點就是在礦山資源的規(guī)劃階段。礦山地質環(huán)境已經遭到破壞，且破壞情況較為嚴重，那么在制定恢復治理的目標以及措施時，就要依據實際的破壞情況，慢慢改善已經破壞的地質環(huán)境，逐漸實現恢復礦山環(huán)境的最終目標。

2.建立健全的礦山地質環(huán)境準入體制

避免礦山地質環(huán)境受到破壞的措施之一是建立健全的礦山地質環(huán)境準入體制。有些地區(qū)的環(huán)境保護法規(guī)明確規(guī)定，擴建、改建以及新建礦山時不僅需要進行地質環(huán)境影響評估，還需要對地質災害的危險度以及地質影響進行評估。此外，還需要對新建礦山設置嚴格的環(huán)境準入體制。

3.針對地質環(huán)境深入開展調查研究，對地質環(huán)境進行科學監(jiān)測

若想真正發(fā)現每種地質環(huán)境的影響因素，相關人員就需要對所在礦山的內外力地質作用、礦山附近區(qū)域地震、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害的出現規(guī)律進行深入的調查研究，之后再依據調查結果提出科學、合理的治理措施。此外，還需要對礦區(qū)的地質環(huán)境進行科學的監(jiān)測，構建礦山地質環(huán)境監(jiān)測系統，從而全面掌握礦區(qū)內出現的地質災害以及其出現規(guī)律，使地質環(huán)境的恢復治理工作能更有效地開展。

（五）加強環(huán)境保護教育與宣傳，培育環(huán)境保護意識

在實際開發(fā)礦山的過程中，“低治理、輕保護、重開發(fā)”的現象是非常普遍的，由此而引發(fā)了很多礦山地質環(huán)境問題，給人民乃至國家造成了極大的經濟損失。針對這種情況，政府相關部門應該大力開展相關環(huán)境保護的教育和宣傳活動，增強廣大人民群眾的保護環(huán)境意識，使其真正意識到恢復自然環(huán)境和環(huán)境保護工作的重要性。此外，還要充分發(fā)揮輿論監(jiān)督的作用，喚起廣大公眾對環(huán)境保護的關注，以形成巨大的社會壓力，讓更多的礦山負責人重視礦區(qū)的地質環(huán)境，將礦山綠化和地質環(huán)境保護工作真正落到實處，確保礦區(qū)環(huán)境保護和礦業(yè)生產協調、可持續(xù)的發(fā)展。

（六）恢復治理與保護監(jiān)督并行，有效保護礦區(qū)環(huán)境

除了要對礦區(qū)地質環(huán)境進行恢復治理以外，還要對礦區(qū)地質環(huán)境進行監(jiān)督和保護，促使礦業(yè)得以可持續(xù)開采，且不會危害當地的生態(tài)環(huán)境。首先，要采取有效的監(jiān)測措施，強化礦山地質環(huán)境的監(jiān)督功能，避免滑坡、邊坡崩塌等地質災害的出現。其次，要科學地處理采礦產生的廢渣廢石，選擇適當的堆放位置，使其不會影響當地的含水層以及造成地質災害。再次，還要保護當地的植被，做好植樹綠化工程，避免由于惡劣環(huán)境帶來的地質災害對人類造成危害。最后，全面建立并逐漸完善礦山環(huán)境監(jiān)測系統，如建立地面變形觀測體系、塌陷區(qū)等，完善礦區(qū)地質災害監(jiān)管體系。

四、強化地理信息系統在礦山地質環(huán)境綜合治理中的應用

（一）地理信息系統在礦山地質環(huán)境綜合治理中的應用

應用地理信息系統對礦山地質環(huán)境進行綜合治理時，重點是利用其中內置的空間對部分基本能力進行研究，同時分析礦產資源的具體地點關系，并在此基礎上評價目標區(qū)域探測礦產的價值，通過對礦產影響因素的整體分析，可以最終確定尋找礦產的最佳區(qū)域。實際上，這種操作方式還涵蓋以下內容：其一，收集與整理全部資料與數據，并對其中有著顯著特征的信息數據進行編碼，把集中獲取的圖形做好分層化處理，并匹配連接好與地質屬性有關的數據和圖形，創(chuàng)建構成多元化構造的完整目標區(qū)域空間資料數據庫。其二，與礦產資源保護的目的相結合，進一步對礦產地質區(qū)域的影響因素與對應的地質結構特征進行分析，能夠推理出目標區(qū)域也許產出礦產的演變規(guī)律，并運用定性研究計算出礦變量，進而對成礦預測的評價變量因子進行確定。其三，按照空間地理數據庫與成礦評價變量因子，再疊加所收集的空間信息，調用有關的數據資料，并且對數據模型實施分化處理等措施，產生對礦產資源進行預測的基礎項目圖層與有關的地質屬性，進一步創(chuàng)建具備尋礦功能的模型。

（二）通過地理信息系統實現礦山地質環(huán)境綜合治理評價的步驟

在地理信息系統技術還沒有完善并普遍運用的前提下，國內外應用于礦山地質評價過程的步驟一般是集中與獲取地質與礦質等環(huán)節(jié)的數據資料，再借助計算機操作技術對目標區(qū)域實施3D數據庫的創(chuàng)建，在這個前提下再深入提取成礦信息，涵蓋了對成礦理論的全面了解與掌握，從而實現對礦區(qū)種種情況的預測與范圍的劃分。詳細而言，對礦山地質環(huán)境進行綜合治理的全部步驟涵蓋以下幾個方面：其一，就是合理地使用地質數據、化探數據、遙感數據等多源地理學等環(huán)節(jié)的知識與資料，來創(chuàng)建3D數據庫。其二，利用地理信息系統所具備的空間研究能力與有關的評價分析模式，全面有效地結合地質礦產中的各種信息與成礦理論進行比較，實現資料的數據分析與信息挖掘目的。其三，利用地理信息系統的有關技術，對各類型的數據源信息展開一致的創(chuàng)建，構成地域圖層，并對礦源數據實施疊加處理與整體研究，進一步劃分好礦產資源的保護范圍。

（三）地理信息系統在礦產潛力預測方面的應用

其一，創(chuàng)建空間信息數據庫。按照所采集的信息建立空間信息數據庫，能夠達到系統在特征屬性和目標圖形數據當中的關聯與檢索等功能的標準，可以根據地理圖形的需求對具體地質體的特征屬性作出要求，還可以根據其特征屬性，檢索全部地理圖形上的資料。其二，收集相關信息并創(chuàng)建數學模型。利用地理信息系統表現出的空間信息的分析能力，能夠提取有關的信息特點，并將其通過圖層或特征屬性的途徑展示出來，進一步挖掘全部信息數據中蘊含的成礦信息，以獲取和礦產地點及其實際規(guī)模有關的資料。其三，需要預測礦產勘查的潛力。在預測過程中，通常是利用地質理論與其相符合的技術方式，并與早就獲取到的礦產信息數據相結合，來確定礦產的位置，盡量縮小勘查區(qū)域，從而提高礦山地質環(huán)境綜合治理效率。

（四）地理信息系統應用發(fā)展前景

即使地理信息系統在環(huán)境綜合治理中的應用還有著一些缺陷，然而卻有十分寬廣的前景。大量的數據、豐富的信息、定量化的特點在地理信息系統中非常關鍵，也是傳統的地質研究中所欠缺的，對數據的積累和實際研究必將引起一些質的改變，并且地理信息系統在地質中的使用也會漸漸完善，進而給地質學家提供了更多的標準。

1.集成化方向

對地理信息系統進行開發(fā)和應用主要是多學科結合的結果，以計算機技術和數據庫技術來開發(fā)數據系統，再結合地理信息學、地質學與地圖學處理所勘查的數據，進一步形成數字化的影像，由于高度集成了大量的學科優(yōu)勢，所以該系統在進行礦山地質環(huán)境綜合治理中發(fā)揮著非常關鍵的作用。在專業(yè)數字化的“信息時代”，恰當、合理地運用地理信息系統，確保了地質勘探、開采作業(yè)的高效性與可靠性。正是因為地理信息系統的使用涉及多個學科，為確保地理信息系統的實時更新，就需要不斷朝著學科集成化的方向前進。

2.智能化方向

由于計算機技術的飛速進步，地理信息系統的開發(fā)與優(yōu)化也在隨之開展，但當前也存在一定的不足，比如單調地對所收集的數據、資料展開分析，并不能實現對知識層面的資料數據進行自動處理，且其邏輯推導能力較差，并且在勘查資料數據時的分析不夠透徹，通常會限制系統運行。要想達到對地質勘查工作的具體需求，就應該對地理信息系統實施智能化改進，并且與之前積累的地質勘察資料結合，創(chuàng)建有關的知識框架和處理思維，優(yōu)化推導能力，給礦產開采和環(huán)境治理工作提供保障。

綜上所述，礦山地質環(huán)境的恢復治理非常符合我國的可持續(xù)發(fā)展觀點，是一項益于人民和國家的項目，因此，我們必須在礦產資源開發(fā)的過程中注重保護礦區(qū)環(huán)境，減少由于礦產資源開采而帶來的災害，避免由于開采方式不當而對礦區(qū)人民帶類的各種傷害，并利用有效治理措施，預防泥石流、坍塌、滑坡等人為災害的出現，進而通過對礦山地質環(huán)境進行合理、科學的恢復治理，把礦區(qū)逐漸變成生態(tài)環(huán)境優(yōu)良、有益于礦區(qū)人民生存棲息的地方。