露天采矿活动造成的若干地质环境问题

环境科学　Ｑ：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　露天采矿活动造成的若干地质环境问题　何芳军　陈福恩　陈庆丰　（辽宁省化工地质勘查院　辽宁锦州　１　２１　０００）　摘要：在矿产资源开发过程中，露天开采以其诸多优点而被广泛采用，但其对自然环境的影响与破坏也是明显的，包括对地下水资源，　地质灾害　地形地貌，土地资源等方面，本文着重从露天采矿过程中对土地资源的占用和破坏．露天矿边坡失稳破坏和水土流失三方面　地质环境问题进行了论述。　关键词：中天采矿　土地资源　地质灾害　边坡失稳　水土流失　中图分类号：ＴＤ１　６　７　文献标识码：Ａ　文章编号：Ｉ　６７４－－０９８Ｘ（２０１　２）ｏ５（ｃ）一０１３　５－－０２　露天采矿是一个移走矿体上的覆盖　物，得到所需矿物的过程。与地下开采相　比，露天开采有许多优点：操作灵便、采收　率高、开采成本低、作业安全、生产效率　高、劳动条件优越，适合于大规模开采。矿　产资源开发总量中５０％～６０％的煤８５％～　９０％的金属矿藏、５０％的化学矿山原料、　ｌ００％的非金属和建筑材料，都是露天开　采。露天采矿对环境的影响表现在：泉水　枯竭、河水改道、边坡失稳发生崩塌、滑坡；　矿山剥离堆土及矿渣堆积占用土地；淤塞　河道、导致水患和矿山泥石流；矿山“三废”　（矿渣及尾矿、矿水及尾水、选冶废气及可　燃性矿渣自燃）造成的土壤、水体及大气污　染ｔ破坏地貌景观，形成矿山荒漠化，加速　水土流失等。　１土地资源的占用和破坏　建设矿山要大兴土木，开山整地，构筑　交通网、工业民用厂房和市镇等；采矿，特　别是露天采矿，要剥离地表覆盖层，同时有　大量的废矿石排放，所有这些都需要占用　大量的土地。据统计，一座大型矿山平均占　地达（１　８～２Ｏ）Ｘ　１０４ｍ　，小矿山也达几万平　方米。这是采矿业普遍存在的一个严重问　题。　土地破坏在一定程度上也影响了矿　区的生态平衡。土地破坏了，植物、土壤及　其中的微生物也跟着一起被消灭，地表丧　失了稳定性，会导致严重的水土流失，乃　至造成泥石流和滑坡事故。被破坏的地　表、废石堆、尾矿池更是大气、水体、土壤　的污染源。　１．１露天采矿破坏土地　目前，世界上年产１　５×ｌ０４ｔ以上矿石的　矿山大约有一半是露天开采，矿石产量的　７５％左右来自于露天开采。　中国重点金属矿山，约有９０％是露天开　采，每年剥离岩土约为（２．２～２．６）×１０　ｓｔ，露　天矿坑及堆土（岩）场侵占了大片农田。到　ｌ９９５年，全国ｌ１　７３家国有大中型矿山企业　中，占用土地面积７２９９７１．６ｈｍ　，其中仅露　天开采矿场、排土场、尾矿场和塌陷区占地　面积就有２ｌ２８ｌ７．４ｈｍ　，占矿山用地面积的　２９．１　５％，其他工业用地、行政生活用地等为　５１７１．５４ｈｍ　，占７０．８５％。　对于露天采矿，除采场破坏大量土地　外，与之配套的排土场、尾矿库和厂房、住　宅等附属设施的占地面积往往是采场的几　倍（表１），这不仅造成自然景观和生态环境　的破坏，还引起严重的与工农业争地的矛　盾。（如表１）　１．２废石堆、尾矿堆放占用土地　矿山挖出大量的矿渣及尾矿，它们的　堆放也占用大量土地。据中国２　８个重点露　天矿调查，堆土（岩）场占地总面积达４４７Ｏ　ｈｍ　，每年新占土地约４０Ｏｈｍ　以上。在１９８５　年全国重点煤矿形成的矸石山有６７１座，堆　表１　辽宁省鞍山露天铁矿占地面积概况　放量７．８×１０　ｓｔ，至１９８８年增加到７３０座，堆　放量９×１０　ｔ，今后每年还要新排放６０００ｔ，继　续扩大占用土地。　２露天矿边坡失稳破坏　露天开采人为地塑造了边坡，随着开　挖深度的加大，边坡的规模也不断扩大，既　严重地破坏了地应力的自然平衡，又导致　了人工边坡的变形、破坏和滑移。露天矿边　坡的破坏主要有两大类：具有明显滑动面　的边坡失稳破坏和蠕变一坍塌变形破坏。　前者包括平面滑动模式、楔形体滑动模式　和曲面滑动模式，后者有倾倒破坏模式、溃　屈破坏模式。此外，还有上述不同模式之间　的相互组合形成的复合式破坏模式。边坡　岩土体中软弱结构面的发育程度及其组合　关系是控制露天矿边坡稳定性的主要地质　因素。　中国辽宁抚顺西露天矿是一座大型　矿山，东西长６６００ｍ，南北宽２２００ｍ，设计　最终采深４００ｍ。１９１４年投产，１９２７年首次　出现滑坡；尔后，边坡变形、滑坡、倾倒相　继发生，几乎遍布采坑四周，采场揭露的　不同埋深的各类岩体均发生过变形破坏。　其中北帮西区ｌ　９６０～１９　８４年先后发生过　１　３次滑坡，多次破坏采掘平台、运输线路　和车辆、排水系统及输电设备，甚至发生　机车脱轨事故。位于河北省的首钢迁安水　厂露天矿，ｒｌ投产以来边坡发生１　０９处滑　

科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　１　

３５　１　Ｑ：　Ｓｃｉｅｒｉｃｅ　ａｎｄ　ＴｅｃｈｎｏｌＯｇＹ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　塌和变形失稳，其中３５处受断层、节理等　软弱结构面控制。　露天矿边坡失稳破坏的影响因素主要　有岩石性质、岩体结构、地质构造、水文地　质条件、风化条件、边坡形状、爆破振动等。　边坡失稳防治的原则是以防为主，综合整　治。存边坡开挖和采矿过程中，应及时排除　地表水、深降强排地下水，减少爆破次数、　降低爆破强度，合理确定不同深度岩体的　边坡角，适时修整边坡轮廓，提高边坡稳定　性。对大型采矿边坡，还需构筑抗滑挡土　墙，抗滑桩、灌注水泥砂浆及减载、排水等　工程措施。　３水土流失　废石堆、尾矿坝如果设置不当或管　理不严。会造成严重的滑坡、泥石流事　故，导致更大范围的土地破坏以及生命　财产的损失。特别是　些小型采矿场，多　在河床、公路、铁路两侧采石开矿，乱采　乱挖，乱堆乱放，经常把矸石甚至矿石堆　放存河床、河口、公（铁）路边等处，一遇　暴雨就造成水土流失，产生滑坡、泥石　流，将尾矿、矸石等冲入江河湖泊，造成　水库河塘淤塞，洪水排泄不通，甚至冲毁　公路　铁路，交通中断，给国民经济造成　严重损失。　中国１１　７　３家大中型矿山的调查表明，　产生水土流失及土地沙化所破坏的面积　１　７０６．７ｈｍ　，及７４３．５ｈｍ　，治理投资的费　用已达２３９３．６万元。１　９８５年，湖南省某金　属矿山，因暴雨引发的山洪，冲垮了尾矿　坝，使９０多万立方米的尾矿随洪流而下，　导致河谷两侧矿山和生活区部分建筑物　夷为平地，１Ｏ００ｈｍ　良田被淹没，交通全部　中断，死亡４０余人，造成矿山直接经济损　失６００余万元。山西某铁矿，尾矿坝被洪水　冲垮，使下游两个县的４００余ｈｍ　良田被　毁。　河南秦岭西峪沟金矿是中国最大的黄　金生产地之一，由于乱采滥挖，并将数万立　方米的矿渣堆放在沟底，以致河道严重受　阻。１９９４年７月中旬，暴雨形成的泥石流沿　沟下泄，使道路及生产、生活设施遭到严重　破坏，５１人丧生，损失惨重。　参考文献　［１】吴顺川．露天采矿学．中南大学出版社　环境科学　２Ｏｌ０（１１）．　［２】陈国山．露天采矿技术．冶金工业出版　社，２０ｌｌ（７）．　［３】王明伟，陈冶，孙永年．地质灾害调查与　评价．地质出版社，２００８（１）．　［４］黄成敏．环境地学导论．四川大学出版　社，２００５（２）．　【５】段永候．中国地质灾害．中国建筑工业　出版社，ｌ９９３．　

（上接１　３４页）　铁丝、塑料网、锚固，用压力喷混机逐层喷　涂混有土壤、肥料、有机质、疏松材料、保　水剂、粘合剂等混合料，再喷播含草籽的　混合料。　３．２合理规划，统筹兼顾　改变传统的设计理念，完善工程建设　的规划评估体系，将生态保护作为一项重　要的评估指标。比如公路建设道路的选线，　对山体是绕为主还是以挖为主，不应单纯　考虑投资大小，必须考虑生态恢复的代价，　科学评估。　规划实施前应根据实地情况，修改、　完善，不断优化。而优化的一项重要依据　就是生态恢复，我国在这方面有许多成　功的实例。如广东宏大爆破股份有限公　司实施的，“分散矿体深凹露天矿高强度　开采关键技术研究成果”，较好的体现了　生态恢复的理念。某铁矿的开采原规划　两个露天矿同时开采，优化的方案改为　取消两矿同时开采，采用新技术集中强　化开采一个矿。先开采的采坑可作为后　开采矿碴场，节约排土费用和减少占用　七地面积（约５００亩），为矿山开采和后期　农田复垦带来极大方便。缩短了工期，减　少了对周围环境的影响持续时间，有利　于开采区域的生态恢复，创造了较好的　经济和社会效益。　工程建设的生态保护一项重要的体　现就是资源的循环利用，可持续发展。近　年我国注重了矿产资源的深加工，有许　多成功的范例。如深圳市安托山投资发　展有限公司实施的安托山片区整治工　程，属普通的城市建设场地平整工程，按　常规的方法将山体开挖后，将渣土外运　至排土场。而他们按循环经济的理念，对　开采的石料进行深加工，变成碎石，最终　的产品是商品混凝土、管桩，加工时沉淀　的石粉都利用，加工成路面砖，变废为　宝。　４结语　环境保护、环境治理，是当今人类社会　可持续发展必须研究的课题。生态环境的　破坏，严重影响了人类的生存空间，制约了　经济的可持续发展。退化的生态需要恢复，　但保护才是使生态免遭或少受破坏的根本　措施。加强生态保护的研究是恢复生态学　的重要问题，应确立“保护为先，保修并举”　的原则。　１　３６　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　参考文献　ｆｌ】Ａｂｅｒ，Ｊ　Ｄ：Ｊｏｒｄｄａｎ　Ｗ．Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｅｃｏｌｏｇｙ：Ａｎ　ｅｎｖｉｒｍｅｒｔａｌ　ｍｉｄｄｌｅ　ｇｒｏｕｎｄ　［Ｊ】．Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ，ｌ９８５，３５（７）：３９９．　【ｌ】常磊，朱清科，薛智德．对恢复生态学几　个问题的探讨［Ｊ】．西北林学院学报，　２００８，２３（Ｉ）．　【２ｌ王红新．恢复生态学研究现状与发展趋　势［Ｊ】．池州学院学报，２００７，２１（５）．　【３】徐炳权，胡雪敏．恢复生态学的进展与　展望［Ｊ］．科技创新导报，２００８（７）．