露天石灰矿山开采常见的地质环境问题及防治措施

张望南

矿产资源是人类社会发展的物质基础，也是国民经济发展的重要保障[1]。在20世纪初期，国内各省新立了无数家矿山，大多矿山以露天矿山为主。由于开采技术条件和经济条件限制，矿山在开采过程中形成了较多地质环境问题，曾发生多起矿山安全事故，同时造成了大面积的土地资源破坏。国家对于环境保护的重视程度不断提高，政府相关政策的制定也预示着今后对于矿产资源的开采会更加合理规范化。因此积极探索合理的防治措施，对改善矿山地质环境，实现绿色可持续发展的目标意义重大。

1.露天矿山常见的地质环境问题

随着世界经济对我国的不断影响，导致我国经济对矿产资源的需求量不断增加，这对我国的矿山企业造成了一些不利的影响，即导致一些矿山企业只单纯的追求经济发展而忽视生态环境的发展，这加剧了地质生态环境的破坏力度。

1.1矿山开采导致的大气环境问题

在矿山开采过程中，会导致大量的悬浮颗粒，这些废气颗粒当中会有许多的酸性气体，当这些酸性气体遇到一些水蒸汽时也许会产生“酸雨”，或者酸雨没有凝结成功产生“雾霾”。导致这些问题出现的主要原因就是矿山开采破坏了地质结构，进而导致植被破坏，绿色植物的减少使空气质量逐渐下降，进而产生大气环境问题。

1.2  地质灾害

地质灾害是露天矿山最为常见的地质环境问题，也是影响最为严重的地质环境问题。露天矿山中常见的地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流坡等，其中崩塌和滑坡地质灾害约占全国露天矿山地质灾害的 95% 以上，规模以小型居多。

1.3  地形地貌景观破坏

露天矿山以露天开采为主，采矿活动必然造成原有地形地貌景观的破坏。主要有露天采场、工业广场、废石堆场等对地形地貌景观的破坏，有时也有地质灾害对地形地貌景观的影响及破坏。特点是破坏面积广、恢复治理费用高。

1.4  含水层破坏

一些大、中型矿山开采深度大，开采结束后会形成大面积采坑，有时会破坏地下水平衡，个别矿山的采矿活动会破坏地表的补给、径流及排泄条件等，造成浅层地下水枯竭和地下水量减少等问题。

1.5  环境污染

（1）水、土环境污染。矿山开采和加工过程中往往会产生较多废渣、尾矿等固体废弃物，许多矿山将这些废弃物直接暴露在大气中或随意倾倒，导致沟壑、河道淤塞，泄洪不畅，水患不断。尾矿和废渣中的硫化物也会发生氧化作用使大气降雨变为酸雨，加上有些矿山选冶废水的未能达标便排放，经常造成矿区附近的地表水体遭受污染，甚至无法饮用和灌溉。

（2）大气污染。露天矿山多采用公路开拓汽车运输的方式，同时爆破工程常导致矿体及废渣飞溅，形成大气环境污染。产生的污染物主要包括粉尘、有毒、有害气体（H2S，SO2，CO，NO2等）和放射性气溶胶等。

2.地质环境问题形成因素

矿山地质环境问题形成因素包括人为因素和自然因素，其中人为因素是主要因素，在矿山地质环境问题形成中起主导作用。包括开挖边坡、增加边坡荷载、矿渣随意堆积和扰动地下水的工程活动等。据调查“甘肃白银露天矿大型滑坡”形成原因是长期采矿破坏原始边坡稳定性形成 ;“安太堡露天矿排土场滑坡”主要是因为矿山随意堆积废渣并且没有相应防护措施，废渣荷载使底部岩土体内部应力急剧增加导致废渣边坡失稳形成。自然因素指由非人为原因而形成的地质灾害等，包括地震、降雨、河流冲刷及融雪等。例如“安徽省黄山区三口镇风景水库溢洪口滑坡”形成原因为“短历时、强降雨”导致岩土体抗剪性能减弱，在重力作用下发生滑坡。

3.防治措施

3.1  崩塌和滑坡地质灾害防治措施

滑坡和崩塌地质灾害的发生与水的影响息息相关，在滑坡和崩塌地质灾害中水的作用往往起主导作用，因为水动力作用长期冲刷边坡会导致岩土体软化，岩土体抗剪性能减弱甚至溶解，因此消除水对边坡的影响在地质灾害防治中至关重要。矿山崩塌和滑坡地质灾害形成以人为因素为主，在防治过程中要做到“防治结合、综合治理”的原则，具体可以通过以下两个方面进行防治。（1）防止水对滑坡和崩塌区的影响。主要工程措施有 ：

①在滑坡或崩塌区外围修筑截、排水沟，防止外围地表水流入滑坡和崩塌区 ;②在滑坡和崩塌区地表修筑排水沟，将地表雨水排出影响区，防止雨季地表水大面积下渗 ;③若边坡

为岩质边坡可在边坡采用“挂网喷射混凝土”的方式防止地表水下渗。排除地下水的措施不局限以上三种，具体实例中需要根据项目区地质和水文条件进行选择。常用的方法有水平钻孔疏干、垂直孔排水、竖井抽水、隧洞疏干、支撑盲沟等。

（2）通过治理工程改善边坡稳定性或清除潜在崩塌和滑坡体，改善边坡提稳定性的原则是“增加抗滑力、减小滑动力”。在露天矿山地质灾害治理中常用的措施有 ：①削坡减载 ：通过放坡降低台阶高度和坡度的形式使边坡达到稳定，此方法治理费用低，但环境破坏严重，在一些偏远地区的中小型石料矿采用较多。②边坡加固 ：主要是通过支撑工程（挡墙、抗滑桩、防护网、锚杆或锚索等）防治边坡滑动，起到阻滑和阻崩作用。此方法治理效果明显但治理费用高，在靠近城区或人类活动较多区采用较多。

3.2  泥石流地质灾害防治措施

泥石流地质灾害往往与不合理开挖、随意堆积废渣和乱砍滥伐等密切相关，在矿山治理中要到“防治结合、综合治理”的原则，以工程措施为主，兼顾生物措施。

（1）生物措施。包括林业措施、农业措施和牧业措施等，主要是通过在泥石流全域栽植植被，防止水土流失，起到稳固地表岩土体的作用。生物措施的优点是投资少，风险小，但效果不明显，通常需要 5 年以上才可见发挥作用。

（2）工程措施。通过防护工程、排导工程和拦挡工程起到“稳、拦、排”的作用。防护工程是指通过挡墙、顺坝等消除或减弱泥石流对影响区建筑物的影响 ;排导工程是通过改变泥石流在流域内流动方式和范围，起到按理想路线顺利排泄的作用 ;拦挡工程是指通过拦渣坝、除淤场、支挡工程等减少泥石流对下游的冲刷和撞击的危害。

4.结论

本文主要介绍了露天矿山常见的地质环境问题，分析了其形成因素，重点介绍了露天矿山中崩塌、滑坡及泥石流地质灾害的常见治理措施及方法，并分析了每种治理措施的优缺点及其适用对象，为国内其它露天矿山地质环境治理有一定的参考作用

参考文献：

[1]王芬 ， 郝旦 . 基于 RIEGL VZ-400 三维激光扫描的规划验收测量可行性分析[J]. 測绘技术装备.

[2]广西永福某石灰岩矿山地质环境问题及恢复治理探讨 [J]. 山东国土资源.