露天采矿活动造成的若干地质环境问题

露天采矿活动造成的若干地质环境问题作者：何芳军 陈福恩陈庆丰 来源：科技创新导报 2012年第15期何芳军 陈福恩 陈庆丰（辽宁省化工地质勘查院 辽宁锦州 121000）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:TD167文献标识码:A文章编号：1674-098X（2012）05（c）-0135-02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、 100%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;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（1820）X104m2,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15X104t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（2.22.6）X1081,露天矿坑及 堆土（岩）场侵占了大片农田。到1995年,全国1173家国有大中型矿山企业中,占用土地面积 729971.6hm2,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212817.4hm2,占矿 山用地面积的29.15%,其他工业用地、行政生活用地等为5171.54hm2,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 :.让 II?/ambii戡加WlfBVI:刚tttii-19:f-LT.H工DE皿詡Littf.Nr.a謠JLI；X：HU1油谪聲井H!isj里叽iff111r.itlL|iLfL；Er.aL-LaHEanKO1.2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28个重点露天矿调查，堆 土（岩）场占地总面积达4470 hm2,每年新占土地约400hm2以上。在1985年全国重点煤矿形成 的矸石山有671座,堆放量7.8X1081,至1988年增加到730座,堆放量9X1081,今后每年还要 新排放60001,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19601984年先后发生过 13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，自投产以来边坡发生109处滑塌和变形失稳，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。在边坡开挖和 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。特别是一些小型采矿场，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在河床、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1173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1706.7hm2，及 743.5hm2,治理投资的费用已达2393.6万元。1985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，1000hm2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hm2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，2010(11).2 陈国山.露天采矿技术.冶金工业出版社，2011(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 段永侯.中国地质灾害.中国建筑工业出版社， 1993.