金属矿山的主要矿山地质环境问题探讨.pdf

第 卷第期有色金属（矿山部分）年月犱 狅 犻：犼 犻 狊 狊 狀 金属矿山的主要矿山地质环境问题探讨魏宁（北京海地人咨询有限公司，北京 ）摘要：矿山地质环境关系到矿山开采对周围环境的影响程度，是矿山生态环境修复的重要基础。金属矿山具有其自身特点，本文对金属矿山的主要矿山地质环境问题进行了探讨，并分析了造成此类问题的常见原因，以期为其他金属矿山地质环境问题提供参考。关键词：金属矿山；矿山地质环境；地质灾害；含水层；地形地貌；水土环境中图分类号：文献标志码：文章编号：（）犇 犻 狊 犮 狌 狊 狊 犻 狅 狀狅 狀狋 犺 犲犿 犪 犻 狀犿 犻 狀 犻 狀 犵犵 犲 狅 犲 狀 狏 犻 狉 狅 狀 犿 犲 狀 狋 犪 犾狆 狉 狅 犫 犾 犲 犿 狊狅 犳犿 犲 狋 犪 犾犿 犻 狀 犲 狊 （，）犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：，犓 犲 狔 狑 狅 狉 犱 狊：；收稿日期：作者简介：魏宁（），女，硕士，地球化学专业，主要从事矿山地质环境保护与恢复治理方面的研究，：。矿山地质环境指曾经开采、正在开采或准备开采的矿山及其邻近地区的岩石圈表层与大气圈、水圈、生物圈组分之间不断进行物质交换和能量流动的相对独立的环境系统。金属矿山一般具有矿化类型多样、矿体空间分布稳定性差、赋存岩土体大多较坚硬、开采条件复杂、整个采选冶过程废弃物（废石、尾矿）排放量大等特点。认识金属矿山主要地质环境问题，是坚持走矿业绿色可持续发展道路的重要基础。矿山开采对地质环境的影响主要包括地质灾害、含水层、地形地貌及水土环境四个方面，下面将分别从 这四个 方 面分 析金 属 矿 山 地 质 环 境 的情况。地质灾害矿山地质灾害的发生与本身所处区域地质环境背景紧密相关，同时受矿山开采活动影响。由于成矿关系，我国金属矿山多分布在造山带地区，矿区内往往地形高差起伏明显，地质条件复杂，通常发生的地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷，片帮、岩爆、冒顶等也是金属矿山易发生的灾害形式，灾害的突发性不仅造成人民生命财产的损失，对生态环境的破坏也不容忽视。金属矿山开采流程包括采选冶整个过程，以此配套建设的地面工程是发生地质灾害的主要区域。一般来说，金属矿山易发生地质灾害的场所为采场，究其原因主要有两方面。一是场地可选择范围较小，与其他工业场地可以根据场地适宜性评价，在建设前对其位置进行选择评估或避让，采场位置主要由矿体分布情况决定，虽然也可通过评估选择不同最优采矿位置，但可选择空间较其他场地较小。二是采场开采造成大量采空区。岩矿体开采过程中地质条件复杂，地应力失衡、岩土体位移使得地质体失稳发生地质灾害。采场采矿过程中爆破、震动载有色金属（矿山部分）第 卷荷、矿体采出、岩层软弱带且采场内机械及人工活动剧烈等是造成地应力改变失稳的重要原因，不同开采方式也造成不同类型地质灾害的发生。金属矿山露天采场易发生滑坡、崩塌、地裂缝地质灾害，地下采区易发生地面塌陷、地裂缝灾害。露天采场灾害多发生在高陡边坡切坡处和构造、岩层软弱带区域，因暴露在地表，降雨等气象条件也是露天采场地质灾害的诱发因素，需要监测地面变形情况尽早预警，做好防护防止灾害发生。地下开采地质灾害发生与采空区应力失衡、地压大、地下构造软弱带分布密切相关，采空区处理通常采用封闭、崩落、加固和充填四类方法，需要对采空区做好临时支护、留好保护岩矿柱、及时回填等措施防止灾害的发生。与金属矿山开采配套的选厂、尾矿库、废石场、运输道路等地面建设场地可能发生的地质灾害，主要与建设地的地形地貌及岩土体力学性质相关。选厂和运输道路周边易发生崩塌、滑坡灾害。废石场、尾矿库均为矿山松散排弃物堆积而成，虽然各矿山实际情况及相关资料研究表明，降雨条件对边坡稳定性影响较小，若截排水措施不合理，汇水面积大，遇强降雨时可能发生泥石流灾害，对矿山及周边地区影响较大。金属矿山主要发生的地质灾害及防治手段见表。表金属矿山主要地质灾害类型及预防治理手段犜 犪 犫 犾 犲犕 犪 犻 狀狋 狔 狆 犲狅 犳 犵 犲 狅 犾 狅 犵 犻 犮 犪 犾 犺 犪 狕 犪 狉 犱 狊犪 狀 犱狆 狉 犲 狏 犲 狀 狋 犻 狅 狀犪 狀 犱犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾犿 犲 犪 狊 狌 狉 犲 狊 犻 狀犿 犲 狋 犪 犾犿 犻 狀 犲 狊灾害类型主要发育环境易发生场所主要防治手段崩塌高陡边坡切坡处或临空面矿山运输道路附近，构造发育的露天采场边坡清除危岩、削坡减载、防护网等滑坡构造带、岩层软弱带区域，坡脚开挖处露天采场、沿坡建设的矿山地面工程附近抗滑桩、锚杆、锚索、混凝土护坡、坡脚修筑有效挡土墙等措施泥石流堆积松散物源的陡峻山谷废石场、尾矿库做好截排水措施，下游修筑拦石坝地面塌陷地下应力失衡的空腔上部地下采场采空区地表做好临时支护、留好保护岩矿柱、及时回填、封闭、充填、加固和崩落等方法地裂缝岩土体发生较大位移前的征兆露天采场边坡，地下采场地表提早预判裂缝原因，做好预防金属矿山地质灾害类型多，分布面广、危害大，需要各矿山根据实际情况，重点把握灾害多发地区地质特征，坚持合理安全的开采开发方式，关注岩土体形变监测，做好预防和保护措施，提前预警灾害发生，避免灾害造成更大损失。含水层金属矿山开采可能造成含水层破坏，采场内开采矿体与含水层地下水位的位置关系是影响含水层的重要因素。露天采场内地表植被及表层松散岩类孔隙含水层被剥离，随着矿山开采深度不断加深，采场矿层若位于地下水位以下，进水边界条件复杂，与区域含水层联系密切时，采矿活动容易造成区域主要含水层破坏，对矿山地质环境造成严重影响。地下采场主要矿体若位于地下水位以下，矿坑充水条件复杂，构造破碎带、岩溶裂隙带富水条件强，与区域主要含水层或地表水联系密切，矿坑冲水量大，疏干排水易造成含水层破坏。金属矿山开采对含水层的影响体现在含水层水位和水质，在采矿遇水需要疏干排水时影响周围含水层水位，金属矿山采出水中一般酸度较高，未经处理直接排放影响周围水质。金属矿山废石场及尾矿库的堆存也将对含水层产生一定影响。废弃物堆放在地表后，使得原有含水层上部被废石和尾矿覆盖，若防渗措施不到位，降水淋滤及废水渗入将影响周围含水层水质。金属矿山含水层分布广泛、进充水条件复杂，构造破碎带或导水裂隙带发育，随着不断开采，含水层被暴露或采出，疏干排水影响含水层结构、水量和水质。金属矿山开采应关注矿床水文地质条件，做好矿山废弃物的隔离防渗工作，监测矿区水位、水质情况，减少对周围含水层的影响。地形地貌地形地貌的影响主要涉及采场、废石场、尾矿库、选厂、道路等工业场地的建设。露天采场对地表地形地貌影响较大，开采过程形成巨大采坑，整个矿山生产期内采场边坡往往地表植被难以及时恢复，在较长一段时间内采场处于地形高差大、边坡陡、植被稀少的状态。地下采场较露天开采对地表破坏较小，地下开采若不发生地面塌陷等灾害影响地表，原生地形地貌景观受影响程度小。但无论露天开采还是地下开采，废石场、尾矿库、选厂等地面工程均对地形地貌影响较大。废石场及尾矿库开采期间处于动态 排 弃 过 程，且 堆 存 量 大，影 响原 生 地 形 地 貌第期魏宁：金属矿山的主要矿山地质环境问题探讨景观。金属矿山开采配套的地面工程建设是破坏原生地形地貌景观的主要因素，边开采边治理，及时恢复植被是改善地形地貌景观影响的重要措施。水土环境水土环境主要指对地表水体和土地资源的化学污染。金属矿山开采过程中矿石及废石暴露地表、选矿药剂添加、废水排放，尾矿堆积等活动可能对水资源产生污染，重金属、酸性废水等有害物质进入水体、土壤，影响水质和土壤质量，对人类健康和生态环境造成威胁。金属矿山重金属污染污水、固废（废石、尾矿等）中的重金属元素（如铅、汞、镉、铬等）可能通过渗透、径流、淋滤等途径进入水体、土壤。重金属污染对土壤微生物、植物和动物的生长和繁殖产生负面影响，同时可能通过食物链进入人体。金属矿山酸性废水造成的水土污染最为严重，酸性物质污染表现为矿山开采过程中，矿石中的还原性物质与空气和水中的氧气发生氧化反应，生成酸性物质，如硫酸等，酸性物质会降低土壤的 值，影响土壤肥力和生物活性，导致土壤酸化。金属矿山可能的有机污染表现为选矿过程中，使用化学药剂（如浮选剂、起泡剂等），这些化学药剂残留在废弃物中，进而进入土壤。有机污染物可能对土壤生物和植物产生毒性作用，影响土壤生态系统的平衡。金属矿山水土环境污染是重要的地质环境问题，酸性废水、重金属污染均是需要关注的主要内容，一旦造成污染不但治理成本高、周期长，而且对周围生态环境影响恶劣，也将对周围人们的生产生活产生重要影响。结论综上，金属矿山的矿山地质环境问题是影响矿山正常开采及矿山地质环境恢复治理的重要因素。在开采前客观评价地质环境问题，避让可能出现的重大地质问题隐患点，做好各地面工程的稳定性、防渗性处理；开采过程中做好监测预警，及时治理，尽量采用破坏、污染范围可控的矿山开采技术，减少重金属及有毒有害物质的暴露和扩散，防止可能出现的地质环境问题；开采结束后先治理污染，建立植被恢复的立地条件和清洁生长条件，合理选择物种，根据各矿山情况采用人工辅助和自然修复相结合的方法，恢复矿山及周围的地质环境。参考文献徐友宁矿山环境地质与地质环境西北地质，（）：，（）：张建国，姜瑞辰金属矿山主要地质灾害类型分析与防治对策研究中国矿山工程，（）：，（）：高喜，翟东旭，徐川川，等金属矿山地质环境问题及治理技术研究探矿工程（岩土钻掘工程），（）：，（），（）：杨宗耀，任东兴，王豪，等降雨对矿山碎石土堆积体边坡稳定性影响有色金属（矿山部分），（）：，（），（）：朱学朋，林海，董颖博，等有色金属矿山重金属污染土壤修复技术研究进展有色金属（冶炼部分），（）：，（），（）：张进德，郗富瑞我国废弃矿山生态修复研究生态学报，（）：，（）：