礦山環境地質問題及其研究現狀
基礎科學
作者:王永軍
摘 要 隨著社會的發展與工業的進步,礦產資源的需求越來越大,因此對礦山的開采要求也越來越高。在礦產資源的開采中,礦山的持續開發造成了許多地質的環境的問題,這些環境問題日益嚴重,逐漸成為阻礙采礦業可持續發展的主要因素。本文就礦山環境地質問題及其研究現狀進行若幹闡述與探討。
關鍵詞 礦山環境;地質問題;研究現狀
中圖分類號P5 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)108-0131-02
我國是一個資源大國,擁有的資源種類多,蘊藏量大,但由於地域性分布不平衡,所以礦業發展在對我國的經濟工業發展做出很大的貢獻的同時,也由於技術上或者思想上的忽視,從而引發各種礦山及周邊的環境問題。同時,礦山作為一個脆弱的自然環境,在開采的過程中若不加防護,就更容易引發地質災害,造成嚴重的生產安全問題。
1 礦山環境地質問題的主導因素及學科研究的興起
礦山地質環境是礦山的資源和開采環境的統稱,礦產資源是人類生存發展的必要物質基礎,而環境因素則是影響人類生存和發展的重要因素,環境和資源相互影響。加上人類在礦山開采中采用一係列的工程技術可能會導致特定的環境地質問題的產生。
1.1 礦山環境地質問題有哪些因素導致
由於我國礦產資源不平衡的分布因素等原因,礦產資源多在生態環境比較脆弱的地方開采,同時這些地方也多是滑坡、崩塌、泥石流多發地區,加上開采活動會觸發一些地質問題,加重了上述災害發生的強度。這些地質問題一方麵是由原生地質條件所導致的;另一方麵是大規模的礦山開采活動改變了礦區地質環境,成為加速礦區環境變化的催化劑。在多數情況下人類頻繁的開采活動造成地質災害發生的次數遠超自然因素產生的地質災害。而脆弱並不斷惡化的自然地質環境嚴重影響了礦山的正常生產。
1.2 礦山環境地質學的興起
為了深入研究礦山環境地質問題,實現對礦山資源的合理可發利用和經濟的可持續發展,這就急需減少大規模礦山開采工作對礦山地質產生破壞,這就催生了一門研究礦山地質和礦山開采對礦山環境影響的一門科學應用學科——礦山環境地質學。
2 礦山地質問題的基本類別
2.1 開采區地麵塌陷
開采區地麵塌陷在全國多個礦區均有情況發生,開采區域地麵的塌陷程度、形狀、成因因當地的地理環境條件和開采方式的不同而產生差異。如:山西省長治礦區開采區地麵塌陷形狀多數為波浪式,麵積較大但是塌陷深度較淺。
2.2 開采區地麵裂隙
開采區地麵裂隙在全國多個礦區都有分布,以采礦而引起的地麵裂隙為主要原因開采區域地麵裂隙一般可以分為兩類。一類是在沉陷盆地外圍區域產生有拉張力引起的裂隙,這些裂隙一般分布規律,多分布在采空區的與工作麵大致呈平行關係。這類裂隙一般規模比較大延伸麵也長,影響範圍較大。另一類是由中小型礦開采引起的規模較小的地麵裂隙,在地表場出現小陷坑,而且裂隙沒有貫通起來。
2.3 滑坡現象
礦山開采引發的滑坡現象比較少見,而且多為中小型滑坡。滑坡發生的原因大致有兩種,意識由於地下礦層的開采導致沉陷形成地麵裂隙,使礦山穩定性降低,加之雨水等自然因素形成滑坡。另一類滑坡則是發生在大型的露天開采礦區的排土場,這些礦區由於廢棄物退機速度較快,然而平盤坡腳卻達不到設計要求,當排土場高度過大,超過臨界值時,容易發生滑坡現象。
2.4 坍塌現象
居全國統計全國礦山發生坍塌現象極為少見,均為小範圍坍塌,多由礦山開采造而導致邊坡失穩形成的。坍塌現象發生的大部分地區多為開采的采空區域,由於該區的煤炭,鐵礦等礦產資源分布區域較為廣泛,所以由於開采引發的坍塌現象極為普遍。以內蒙古的礦產開采情況為例,可以明顯發現坍塌區大多處於烏海市、赤峰市、包頭市和呼倫貝爾市等等,這些區域的坍塌麵積大多為920萬平方上下,這其中以呼倫貝爾市的坍塌現象為最嚴重。由於坍塌現象導致的財產損失和人員傷亡與工期延誤已占普通的自然災害的大部分比例,所以,解決礦山地區坍塌事件發生的任務迫在眉睫。
2.5 泥石流現象
泥石流的發生多因為連日降雨,發生地堆積物鬆散而造成的。礦山在開采過程中產生的各種生活垃圾、煤矸石、廢棄礦物的堆積等等,這些都為泥石流的發生提供了相應條件。而這些固體堆積的地方一但遭到連日暴雨天氣,礦山的廢棄物就會觸發並造成泥石流的發生。比如山西太原“1996.8.4”特大泥石流的發生。
2.6 礦山開采產生固體廢棄物堆放造成對環境的汙染