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矿山环境地质问题

人类从地表和地表深处开采出巨大数额的矿石和围岩,改变和破坏了地球表面和岩石圈的自然平衡,使地质环境不断地改变和恶化,给生产建设和人民生活带来了很大的危害,称矿山环境地质问题。当前我国矿山地质环境存在的问题主要表现在下列几个方面:

 

一、 矿山废水污染

 随着矿山的开发,矿区排放大量的废水,它们主要来自矿山建设和生产过程中的矿坑排水,洗矿过程中加入有机和无机药剂而形成的尾矿水,露天矿、排矿堆、尾矿及矸石堆受雨水淋滤、渗透溶解矿物中可溶成份的废水,矿区其他工业和医疗、生活废水等。这些受污染的废水,大部分未经处理,排放后又直接或间接地污染了地表水、地下水和周围农田、土地,并进一步污染了农作物,有害元素成份经挥发也污染空气。 

我国的选矿废水,年排放总量大约为36亿吨,这些废水很少有达到“工业废水排放标准”的,不少是含有许多有害金属离子和物质,固体悬浮物的浓度远远超标。我国北方岩溶地区的煤、铁矿山,每年要排矿坑水12亿吨,绝大部分都受到不同程度的污染,其中30%左右经处理使用,其他都是自然排放。江西某的多金属矿床,排放酸性矿坑水,造成河水污染,鱼虾绝迹,水草不生,25公里长河道的河水不能饮用,同时土壤物理性质变坏,造成农田污染,农作物生长受到损害。

 

二、矿山疏干排水造成灾害频生

我国有许多矿山地质和水文地质条件很复杂,采矿时对地下水必须进行疏干排水,甚至要深降强排,由此而出现了一系列的地质环境问题,给矿山生产带来许多灾害。

 

首先是矿井突水事故不断发生。我国许多矿床的上覆和下伏地层为含水丰富的石灰岩,特别是北方石炭二叠纪煤系地层,不仅煤系内部有含水性强的地层,其下伏为巨厚的奥陶纪灰岩,这些矿床随着开采的延伸,地下水经深降强排,产生了巨大的水头差,使煤层受到来自下部灰岩地下水高水压(20—60公斤)的威胁,在一些构造破碎带和隔水薄层的地段发生突水事故,严重地威胁着矿井和职工的生命安全。据统计,30多年来我国主要煤炭矿区,因突水淹没全矿井58次,部分淹井64次,造成经济损失27亿元。1984年开滦范各庄特大水灾,一次造成的损失就近5亿元。有些新井建设过程中因水的威胁长期不能投产,达不到设计生产能力。目前我国北方主要的矿务局,有130余个矿井受水威胁,随着向深部开采,水压不断增加,突水灾害威胁日趋严重。北方岩溶地区的煤炭矿床约有150多亿吨储量,铁矿床约有8亿多吨储量,因受水的威胁而难于开采。近几年来群采矿山乱采乱挖,使地表水体或废弃矿山的积水灌入大矿,而造成国营大矿淹井事故,在淮南、水城、鹤壁等煤矿都曾发生过。

 

其次,由于疏干排水,在许多岩溶充水矿区,引起地面塌陷,严重地影响地面建筑,交通运输以及农田耕作与灌溉。广东凡口矿发现塌陷1600多个,范围5平方公里;湖南恩口矿塌陷5800多个,范围20平方公里;安徽淮南、山东莱芜及长江中下游两测的有色金属矿山,也都出现了地面塌陷。开滦范各庄突水淹井事故后,矿区附近出现11个地面塌陷坑,以突水点为中心的10余公路范围内,水位下降20---30米,使厂矿、工业和生活供水原有系统失灵,发生吊泵,形成无法供水的局面。

 

再次,在我国沿海地区的有些矿区(如复州湾粘土矿、金州湾石棉矿等),因蔬干排水形成海水入侵,其入侵范围现仍在不断扩大,破坏了当地淡水资源,影响了植物生长。

 

又次,某些矿山由于排水,疏干了附近的地表水,浅层地下水长期得不到补充恢复,影响植物生长;有的矿区甚至形成土地石化和沙化,生态环境遭到破坏。因采矿造成缺水的地区也在不断地增加。如山西因采矿而造成缺水的,有18个县、26万人吃水困难,30多万亩水地变成旱地,其中晋城地区即有7.8万亩耕地变坏,4.5万亩水地变成旱地。

 

三、占用和破坏大量土地

 

采矿工业占用和破坏土地,包括采矿活动所占用的土地(如厂房、工业广场、碓矿场);为采矿服务的交通(公里、铁路等)设施,采矿生产过程中堆放的大量固体废弃物所占用的土地,以及因矿山开采而产生地面裂缝、变形及地表大面积的塌陷等。据估计,到目前为止,我国采矿工业占用和破坏的土地已达2000至3000万亩之多。

 

我国重点的金属矿山,约有90%是露天开采,每年剥离岩土约2.2至2.6亿吨,露天矿坑及堆土(岩)场,侵占了大片的山村(林)和农田,根据28个重点露天矿调查,仅堆土场占地总面积即大6.7万亩,今后每年还要新占土地约6000亩以上。全国重点煤矿1985年有矸石山671座,7.8亿吨,至1988年增加到730座,9亿吨,今后每年还要新排放出6800吨,继续扩大占用土地。

 

矿山井下开采,由于岩石的冒落,地面发生大面积塌陷(沉陷)积水,致使大量良田废弃,村庄搬迁。据调查,华北、华东平原地区,每采万吨煤炭要塌陷土地3亩。目前每年约塌陷10万亩地,预计到2000年,每年要塌陷18万亩。开滦煤矿塌陷的土地已达13万亩,徐州煤矿达8万亩,淮北煤矿5.7万亩,预计淮北煤矿今后还要塌陷12万亩,许多村庄可能出现农田全部塌完,变成无地可耕、无处迁村的局面。山西省统配煤矿的43对矿井,有29个矿井因采煤发生地面塌陷、裂缝、变形、面积37万亩。

 

我国人多地少,人均仅占耕地1.3亩,对于矿山毁地速度之快,必须引起高度重视,采取有效措施加以解决。除尽量少占或不占良田外,要积极开展造地复田,在复垦的土地上种植庄稼,发展森林和建设村庄,适应人民群众改善生活和生态环境的需要。

 

四、地质灾害频繁发生

 

我国许多露天矿山在开采过程中,经常发生边坡失稳、滑坡和崩塌等灾害。如阜新海洲、平庄西露天、抚顺西露天、辽宁大孤山铁矿、湖北盐池河磷矿,都发生过较严重的滑坡和崩塌,少则几百立方米,多则几十万、几百万立方米,除造成运输和生产中断、附近建筑物遭受破坏外,严重地影响人民群众的生命安全。

 

矿山排出三大量矿渣及尾矿的堆放,除了占用大量土地、严重污染水土资源及大气外,还经常发生塌方、滑坡、泥石流,尤其是一些乡镇集体和个人采矿场,在河床、公路、铁路两侧开山采矿,乱采滥挖,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,一遇暴雨造成水土流失,产生滑坡,泥石流,把其尾矿、矸石等冲入江河湖泊,造成水库河塘淤塞、洪水排泄不畅,甚至冲毁公路铁路,交通中断,给国民经济造成严重损失。山西峨口铁矿,尾矿坝被洪水冲垮,形成和泥石流相似的灾害,使下游的繁峙、代县的6000亩农田被毁。陕西金华山煤矿因地下采空,地面变形,产生崩塌性滑坡,摧毁了村庄和矿山工业广场的设施。

 

尾矿和矸石堆,经常发生自然放出有害的气体,污染大气。目前我国煤矿除一些煤因浅部煤层在自燃外,还有88座矸子山在燃烧;湖南湘潭锰矿的废石堆中因含黄铁矿而发生自燃,放出有害气体。另外,在尾矿和矸石堆中含有许多有害的干燥废渣物,在刮风的日子里,随风吹到城市和居民区,影响人民生活和身体健康。

 

瓦斯突出和爆炸是我国矿山生产建设中的重要地质灾害之一,仅煤矿的煤层和瓦斯突出,每年即发生1000次以上,突出强度有的大1000吨以上,强度与频率均居世界之首。瓦斯突出造成的恶性灾害,其损失是惊人的。

 

在我国矿山经常发生的地质灾害现象中,还有矿床尾岩变形、顶板冒落等。

 

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