矿山地质环境问题的成因及变化趋势

05/国土资源导刊/LandResourcesHerald&国土资源导刊湖南矿山地质环境问题的曾玉清1李贵仁2（1湖南省国土资源信息中心湖南长沙410004；2湖南省地质环境监测总站湖南长沙410007）摘要：根据调查湖南省矿业开采活动产生的主要地质环境问题及其现状，分析了产生的主要原因，包括气象水文、地形地貌、地层岩性以及地质构造等自然因素，采矿条件、综合利用水平以及恢复治理技术落后等技术因素，法律法规与标准体系不完善、管理体制不顺、重经济轻环保的思想倾向、监督管理不力、激励和约束机制不健全以及缺乏必要的经费保障等管理因素。同时对湖南省矿山地质环境的变化趋势作分析，为湖南省矿山地质环境保护采取有针对性的措施提供依据。关键词：矿山地质环境问题；成因分析；趋势变化；湖南省1矿山地质环境问题综述湖南矿业开采活动产生的主要地质环境问题是矿山地质灾害、占用及破坏土地资源、破坏及影响地下水系统、矿山废渣废水污染等4大类，其中分布广、影响大、最突出、最严重的问题主要是矿山地质灾害，其次是矿山各类固体废弃物占用破坏土地资源。1.1矿山地质灾害据初步调查资料统计：自1990年代以来，湖南省矿山共发生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝和矿坑突水灾害1992起，其中，煤矿山1184起，金属矿山328起，建材及非金属类矿山480起。因灾造成的直接经济损失总计为131246.8万元，平均每宗损失65.9万元，年均损失13124.7万元。1.2矿山占用及破坏土地资源矿山占用及破坏土地资源是一个全球性的地质环境问题，几乎每一处矿山都不同程度地存在着各类固体废弃物占用及破坏土地资源问题，因采矿引发的地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡、崩塌等矿山地质灾害对土地资源也造成了严重破坏，湖南省也不例外，据不完全调查统计，湖南各类矿山占用及破坏土地的总面积为46788hm2，其中，煤矿成因及变化趋势LRH052/国土资源导刊/山占用破坏土地的总面积为21606hm2，金属矿山占用破坏土地面积9448hm2，建材及非金属矿山占用破坏土地面积15715hm2。损毁土地和破坏植被最为严重的当属个体私人采矿点和无证非法开采的采矿点。如1993年香花岭矿区仅罗卜冲不到1平方公里的范围内，竟开采了782个窿道，矿区千窗百孔、废石遍野，雨水淋漓过后，砂石横流，河流溪沟堵塞，农田被掩埋，植被遭破坏，生态环境受到了极大的影响。此外，矿业活动特别是露天开采产生水土流失的现象在全省屡见不鲜。据以往调查统计，全省因采矿引起的水土流失的面积达1996448亩。矿业活动已成为导致水土流失的重要因素之一。1.3矿山废渣废水污染矿业废水主要包括矿坑水、选冶废水、尾矿池水，全省矿业废水排放量占工业废水排放量的33.9%，废水中主要污染物有Hg、Cd、Cr、Pb、As、COD、CN-、石油类、挥发酸、悬浮物、硫化物等，它们对地表水土环境造成了严重的污染和破坏。如对香花岭矿区附近21处水源的Fe、Pb、Zn、As、Cd测定后发现，有19处上述元素超标4～10倍，直接造成对农业生产的影响，甚至威胁人民的生命安全。湖南省矿业废渣堆存量占工业废渣总量的86.8%左右，煤矸石、尾矿、废土石等矿业废渣不仅侵占土地、破坏植被，而且造成对水土的污染，有时还产生矿渣废石流。如瑶岗仙钨矿区，由于近十多年来乡镇个体采矿活动的兴起，使该矿山局部地段处于无序开采状态，采矿废石乱堆乱放，少部分排入国营瑶岗仙钨矿的拦石库内，而大部分仍然堆置于山坡上，至今计有废石约410万m3，尾沙约290万m3。由于该处山高坡陡，1985～1989年曾发生过3次矿渣废石流，导致3人死亡，并造成大量房屋及其它财产被毁，直接经济损失达240万元。据以往调查初步统计，湖南省矿山矿渣堆存占地面积已达24000亩，其中耕地约3100亩，林草地约18000亩，其它2900亩。矿业废渣已成为严重污染和破坏地表环境的主要因素之一。1.4破坏及影响地下水系统湖南省大部分矿山存在严重的地下水资源破坏问题。因矿产开采抽排地下水，导致地下水位下降，矿山地下水均衡系统破坏现象普遍，特别是湘中煤矿矿山开采地区，附近井泉干涸，地表水漏失严重，严重影响了农田灌溉及人畜饮水，其次矿山排放的含泥矿坑水，淤塞山塘、水库等水利设施，如宁乡煤炭坝矿区，地下水降落漏斗范围已在219.9km2，方圆几十公里范围近百个泉点干枯，生产和生活用水受到严重影响。2矿山地质环境问题成因由于湖南矿业活动的复杂性和多样性，产生的矿山环境地质问题原因也呈现出复杂的多样性。不同矿类、不同采矿方式所产生矿山环境地质问题的原因各有其特点，归纳起来可分为自然因素、技术因素和管理因素。2.1自然因素2.1.1气候水文湖南气候水文条件复杂，是一个季节温差较大，降水分配不均旱涝交替多变的省份。气候条件使许多矿区岩石风化强烈，导致矿区表层岩土体的完整性和稳定性降低。全省多年平均降水量为1426.6mm，最大可达3089mm，日最大降雨量达423.1mm。由于降水丰沛，雨量集中，降雨成了湖南矿山产生崩塌、滑坡、泥石流及水土流失的一个重要因素，地下水位的陡涨陡落时常诱发地面塌陷。此外，湖南季风变化大，夏、秋季干燥风大，是矿山尾矿库产生扬尘污染的原因之一。2.1.2地形地貌湖南省地形地貌复杂多变，强烈切割的深沟大川是崩塌滑坡最有利的发生地段；各级阶地和剥夷面间的斜坡地带，崩塌滑坡也十分发育；上陡下缓的折线山坡多成“马蹄”形状，且汇水面积大，易产生沿基岩面滑动的浅层土层滑坡，并发展形成泥石流。湖南有色金属矿床多产于崇山峻岭之中，因此，矿区亦易于发生崩塌、滑坡、泥石流。2.1.3地层岩性地层岩性决定了不同矿床的赋存条件。花岗岩、石灰岩、石英岩等建材类露采矿山，开采时形成较陡峻的临空面时，易发生崩塌。花岗岩风化作用强烈，风化残积物较多，常成为泥石流的主要物质来源。页岩、泥岩、粘土、碎石土，煤系地层，泥质岩的变质岩系以及质软或易风化的凝灰岩等，由于岩石抗剪强度比较低，很容易发生变形和滑坡，同时这些岩石的风化物质为泥石流提供了丰富的松散固体物质来源。2.1.4地质构造地质构造复杂的矿区，褶皱断裂变动强烈，造成岩石破裂或破碎，使之在不同部位、不同坡段发育有方向、规模各异的结构面，使岩块易于与母岩脱落，开采极易产生崩塌滑坡和矿井岩石理论与实践·THEORYANDPRACTICE053/国土资源导刊/LandResourcesHerald&国土资源导刊崩落。2.2技术因素2.2.1采矿技术的直接影响矿山开采技术落后，开采中对围岩性质认识不足，重视不够，采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等开采技术，造成地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害。研究资料表明，井下开采每吨矿石要产生废石2～3t，露天开采每吨矿石要剥离废石6～8t。每采1吨原煤要排矸石0.12t左右。选矿每处理1吨，矿石可产生尾砂0.5～0.95t；在有色金属矿山中，一个大中型坑采矿山，基建工程中一般要产生废石20×104～50×104m3，生产期还会产生6×104～15×104m3。一个露采矿山的基建剥离废石量，少则几十万立方米，多则上千万立方米。井下开采中，不合理的开拓系统会增加废石产出。2.2.2综合利用水平低湖南有色金属矿床大多是共生、伴生多金属矿床，总回收率仅35%左右，比世界平均水平低10～20个百分点。开展综合利用的矿山只占可综合利用矿山的一半，综合利用指数为50%，比发达国家低30个百分点，如美国、日本的铜、铅、锌、镍等多金属矿山综合利用率达到76%～90%。综合利用水平低，不仅浪费资源，增加选矿尾砂量，而且增加了尾砂中重金属的排放，对环境产生负面影响。2.2.3恢复治理技术落后矿山地质环境恢复治理是一项专业性和技术性很强的工作，但当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱。就土地复垦而言，对诸如不同类型矿区复垦方法、矿区复垦规划、表土保护与回填、地形重整、尾砂库表层处理、土壤改良、植被恢复等技术研究和推广，在湖南省还远未深入、普遍开展起来。2.3历史上管理不健全因素1990年代以来，我国在矿产资源开发中逐步认识到矿山环境保护的重要性。2000年机构改革以来，湖南省的矿山地质环境管理在法律法规建设、管理体制、思想认识以及环境保护机制等方面处于一个不断探索和积累经验的阶段。需要进一步通过实践而加以完善。归结起来，历史上矿山地质环境管理不健全的因素主要有几个方面。2.3.1矿山地质环境保护法律法规和标准体系不完善湖南省矿山地质环境保护尚缺乏一个系统、全面的法律保障体系，《湖南省矿产资源管理条例》中对矿山环境保护虽有所规定，但侧重于工业“三废”治理；《湖南省土地复垦实施办法》对矿区土地复垦等进行了规定，但操作性不强，对不复垦的责任人处罚也起不到惩戒作用；《湖南省地质环境保护条例》尽管设有专门的矿山地质环境保护章节，但远不能涵盖矿山地质环境保护的各个层面，如对矿山地质环境保护管理的主体、矿山地质环境影响评价的内容及审批程序、矿山地质环境恢复治理的标准等均有待进一步明确。2.3.2矿山地质环境管理体制不顺矿山地质环境保护涉及矿产开发、生态重建、环境保护、土地利用以及灾害防治等众多领域，矿山环境执法管理牵涉到国土资源、环保、农业、林业、煤炭、安全等多个部门的职能。目前，在矿山地质环境保护中，由于职能职责不清，监督管理的侧重点不同，存在多头管理、交叉管理的现状，成为矿山地质环境保护的制约因素。在国土资源部门，县一级的矿山地质环境监督管理力量薄弱，更没有建立起像澳大利亚矿山环境监督员一类的专责监督管理体制。湖南小型矿山大多处于乡村僻壤，交通不便，有的县域一天巡查不到一个边远的采矿点。这种管理困难的实际情形没有在主管部门的机构和人员编制中充分考虑。此外，湖南省矿山企业的地质环境管理机构不健全。国有及国有控股矿山企业和规模较大的民营矿山中的环保工作技术力量薄弱，大部分乡镇集体矿山和个体矿山，基本上都没有设置专门的环保机构。2.3.3地方政府发展经济的指导思想出现偏差矿产资源的开发利用为经济发展提供了优势条件，在一些地方，矿产资源开发成为当地最大的经济支柱。为了完成经济发展指标，部分地方政府和部门存在“先发展起来，再改善生态和保护环境”的错误思想，对矿产资源管理秩序整顿、关停小矿山、保护矿山地质环境的要求执行不力，地方保护主义严重，使许多小矿争抢国有矿山资源，加剧了矿山环境的恶化。2.3.4矿山地质环境监督管理不力矿山在申办期间虽然进行了地质环境影响评价，但是有关建议并没有落到实处，在矿产资源开采利用方案、矿山规划和建设中也没有纳入土地复垦、生态恢复的内容；对于矿山开采过程中出现的地质环境问题，没有采取得力的措施迫使采矿权人及时治理；矿山闭坑时，土地复垦、生态恢复工程不了了之。由于监督管理不力，一些矿山企业054/国土资源导刊/和个体采矿者只顾自己、不顾他人，只顾当前、不顾今后，只顾经济利益、不顾社会和环境利益，随地排放废渣、尾矿、废液，破坏土地资源，造成泥石流、洪灾隐患以及水体污染；超层越界，偷采保安矿墙（柱）造成地面塌陷、建筑物开裂、路基下沉等地质灾害。特别是1990年代，一些僻远山区，由于政府管理松散，当地居民占山为王，随意乱采，造成河流淤积、环境破坏的问题十分严重。2.3.5激励和约束机制不健全传统的矿业发展道路，走的是“先破坏，后治理”的路子，在矿山环境恢复治理上，税收和财政政策方面没有形成好的激励和约束机制，因而使得大部分矿山重开发利用，轻资源节约和环境保护，重经济效益和发展速度，轻环境效益和发展质量。在发展战略与计划中，重经济项目，轻矿山环境保护项目。在项目的决策中，重经济评价，轻矿山地质环境影响评价。矿山环境治理的增长不及环境破坏的增长。这种“末端治理”的定式，至今还没有得到根本的扭转。在矿山地质环境治理项目的具体运作中，对于国家出资项目、社会资金投入项目、采矿权人自筹资金项目的运作和治理成果处置，还没有建立起一套行之有效的激励和约束机制。2.3.6矿山地质环境恢复治理缺乏必要的经费保障湖南省整体经济实力不强，矿山企业负担重、经济效益差，矿山地质环