废弃矿山引起的环境地质灾害其防治

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摘 要：废弃矿山所引发的环境地质灾害是多元的,对其进行分类研究是认识其成害规律的前提,而后对该类地质灾害的的成因进行系统的分析是其中的关键一步,在此基础上,提出治理废弃矿山所引发的环境地质灾害的措施是防范灾害的治本之策.

关 键 词：废弃矿山环境地质灾害

中图分类号：TD8文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0230-02

在我国,随着大工业生产的迅速推进,一些老工业基地日益呈现出资源枯竭的态势,大量矿井废弃和关停则是在此宏观态势下微观放映,废弃矿山所引发的的地质环境灾害对生态环境和社会经济的危害也到了不容忽视的地步,对其进行系统研究显得尤为必要.

1废弃矿山引发的环境地质灾害的类型分析

废弃矿山所引发的环境地质灾害是多个方面的,但这些不同的灾害现象都是相伴而生,互相依存不可分割的.对废弃矿山引发的环境地质灾害进行类型化分析是探寻治本之策的前提.

1.1矿内污水触发水污染

矿井关闭后一般会引发区域内大范围的地下水污染和地表水污染,依据矿井的监测资料进行研究发现,上述后果是因为矿井关闭后其以前的排水系统也自然废止,从而使得地下采空区内含有很多有毒有害成分的污染水和不同含水层的水相互渗透融合,从而引发洁净水深度和广度均极为庞大的污染.另外,矿区因矿井关闭,有毒地下水因得不到正常的疏导,就会自动上溢至地表漫流,引发地表水域的污染.废弃的煤矿和金属矿及有关矸石堆对河流、湖泊和水库造成有害的影响,这些都是因为废矿渣中所含酸性污染物质造成的.

1.2地下水外溢淹没矿区

矿井报废使得地下水失去既定的人为疏导排出路径,水位上升溢出可以导致矿区大面积的被淹没.如1999年,陕西省就因为对沿河几十处的小煤窑强制关闭而引发灾害,其中原因正是小煤窑中的污水上涨导致河流下游地下水位抬升,涌出地表后,使得大片农田被淹,形成了大块的沼泽地,造成严重的水域环境灾害.

1.3地面崩塌以及伴生的毒气外泄

废弃矿区地下部分有着因矿产开采形成的大面积的采空区,矿井关闭后,地下采空区缺乏必要的维护,地下构造遭受很大的破坏,经过一段时间后就会产生大面积的地面开裂、塌陷.由于矿物在密闭高压作用下会产生许多有害气体,这些有毒物质也会从地面裂缝中逸出,造成严重的空气污染.

1.4废弃矿井污水入侵威胁临近生产矿井安全

废弃矿井所产生的废水往往会漫流进入其他正常运行的矿井,对其他矿井的正常生产和人员安全造成极大的恶劣影响.近年来比较著名的案例是江苏徐州矿务局、湖南资兴矿务局的废弃矿的案例,2000年两矿在关闭矿井后,境内污染的地下水也随机停止疏导排泄,不断增加的废弃矿水涌入相邻的生产矿井内,对安全生产造成极大的威胁.

2废弃矿山环境地质灾害的成因

众所周知,废弃矿山所引发的环境地质灾害的影响面积大,并具有极强的隐蔽性强,且往往潜伏期较长.故而,对其地质灾害形成的技术原因和人为原因进行研究显得非常必要.

2.1开采技术原因

采矿活动往往都会对地下水和地表水系统造成影响,从而对开采区及其周边区域内的水文地质和地下水层系统的运行产生极大的作用力.矿山开采过程会对煤岩层进行极大的破坏,含有多种化学成分地下水从巷道、井壁及采空区等多种渠道渗入矿井与煤系岩层接触,从而融合其中的各种成份,在此过程中,许多物理、化学反应理所当然在其中发生.成分复杂的矿井水在矿井关闭后,由于既有的正常排水渠道消失,富含有毒元素的污染水就会进一步污染其他未污染的地下水层系统,当地表开裂或塌陷后,酸性矿井水就会漫溢而出,对地表水域环境造成极大的污染.

2.2开发过程中追求经济效益,环境意识不强

在矿产资源的开发过程中,企业主往往过分注重经济利益,对公共利益漠然对之,引发“公地悲剧”.在相当长的时期内,由于国家监管不到位,在利益的驱逐下,很多地区引发采矿热,个体矿山企业和乡镇村集体矿山企业对矿产资源进行无序开采,所采用的开采技术也极为落后.开采过程中没有对今后的地质环境破坏进行必要的评估,缺乏配套的矿山治理措施,从而为引发今后大规模的地质环境灾害留下隐患.

2.3缺乏关闭矿井治理的良性措施

我国许多矿山企业都是建立于计划经济时代,一般都是国家产权,企业的盈利很大的份额都要上缴国家财政,而政府并没有合理留置安排足够的矿山治理资金.开采的同时没有注重治理,一旦矿区资源枯竭,企业难以为继,也就根本没有经费采取对矿山环境地质灾害进行防治的经费.矿井关闭缺乏必要的预测评估的前置阶段,对矿井关闭后的风险识别、预测、防范的技术系统和资金来源也就不可能形成系统的方案,也缺乏矿山恢复的一整套机制,在这样的前提下对矿井进行关闭,对其所隐藏的危害视而不见,任其滋长,从而就为造成大规模的环境地质灾害埋下伏笔.

2.4地表复杂的自然地理环境

矿区地表地形一般均为山地、高原地区,地形地貌与地质构造都比较复杂,地面往往多高山陡坡,地质构造多断层,在自然的风化侵蚀作用下,岩体结构破碎随之而生.由于生产需要以及环保措施的缺位,矿区往往植被稀疏,水土流失比较严重.在汛期暴雨的相互作用下,关闭矿井采空区容易引发区域内发生严重的塌陷,还会发生泥石流、滑坡等地质灾害,从而引发地下污水上溢,造成综合性的地质环境灾害.

3废弃矿山环境地质灾害的防治措施

对废弃矿山环境地质灾害进行类型化分析,并对其产生的成因和机理进行系统的研究之后,结合我国废弃矿井区域的各种自然条件,如水文、地质以及气候环境等进行考量,基于我国学术界的研究现状,借鉴国外先进经验,可以对我国废弃矿井引发的地质灾害形成如下防治建议.3.1构建废弃矿山风险评价与预报系统

对于既存废弃矿井的相关环境进行合理的技术考量是预防灾害的必要举措.废弃矿井的风险评价与预报系统的构建需要考虑以下一些技术问题,包括地下水流及其动态的动力学评价与预报,具体工作有流体动力学观测,渗透介质参数试验.另外一项比较重要的技术工作是评价采矿扰动对介质渗透性的影响,该项评价主要通过水文地球化学进行动态监测与预报来实现,主要进行以下技术性的任务,如水质迁移机理与强度,现场示踪试验,地下水自净可能性,含水系统环境中物理化学状态变化规律.

3.2构建废弃矿山风险识别系统

对于风险的识别与分析首先有必要建立系统管理资料的数据库,对于数据库所应包括的资料,技术领域一般要采集如下一些数据,即废弃矿井的空间物理形态,含水层的水力特征,以及气候、降水、土壤、植被等地质与相关环境数据.；废弃矿井所含的危险因素主要存在于两个领域,一是人力活动即采矿过程中所遗留的危险因素,二是客观自然地理环境因素.对于人力活动所形成的危险进行评估预测必须是全面的,即包括环境的、经济的的因素,也应该把社会的、人文的因素考虑在内.

3.3采用先进的地质灾害防治措施

地质灾害的防治措施不应仅仅关注事后的治理,更应注重矿井关闭前的预防.一是要建立废弃矿井治理基金,保障治理经费的来源充足；二是要合理利用一些先进的防治技术,目前国内外已有的治理地下水污染措施包括：在矿井内充填净化污水的特殊材料；打造水平孔预排老空污水；采用注水井构筑“水力坝”来阻隔污染的大面积扩散；通过将小煤窑与国营大井沟通等方法来截断洁净水与污水的联系等.

4结语

废弃矿山所引发的地质环境灾害破坏性大、波及面广,目前的防治技术还不能完全遏制此类灾害的发生,故而加强对废弃矿山地质环境灾害的形成机理以及防治技术显得尤为必要,该项技术任务也显得任重而道远.