矿山地质环境影响评估及治理恢复措施

张建国

（中国煤炭地质总局广东煤炭地质局勘查院，广东 广州 510440）

随着经济增长对能源需求的不断上涨，矿山开采速度也在不断提升，但受制于现有的管理水平和技术装备条件，矿山开采对环境造成的影响仍不可避免的存在，地表沉降、崩塌、滑坡等地质灾害频发，严重影响了生态文明建设。因此，对矿山地质环境影响程度，提出科学准确的评估方式，针对性给出治理恢复措施，具有十分重要的意义[1]。本文通过深入调研及现场勘查，科学评估地质环境影响情况，据此提出治理恢复措施，为类似条件下的矿山环境保护治理提供参考，对地质环境评估治理提供案例。

1 矿山开发引起的地质环境问题

矿产资源的开发往往产生许多地质灾害，因危害大、频率高、后果严重等特点，地质灾害会诱发严重的地质环境问题，主要有滑坡、岩爆、崩塌、泥石流、地表沉降等类型，造成局部地区地质环境受到严重影响。

（1）滑坡。此类地质灾害往往规模不大，但较为常见，具有较大的潜在危害。滑坡的产生，一方面是因为矿山开采布局设计的不合理，在不合理采挖、矸石随意堆砌之下，造成斜坡失稳滑坡，地表沉降、雨雪、矿震等也是滑坡的诱因。发生滑坡最常见的区域，一是矸石堆砌过高，周围形成陡坡，只要遇到较大雨水冲刷，原本就不太稳定的料堆就会失稳滑坡。二是发生于露天开采区域，因岩体本身的强度不够大，在雨水、重力等影响下，加之人工采动造成的稳定应力状态失衡，最终形成滑坡。三是在露天开采时，因部署不合理造成的坡面过陡，在岩体风化、采动影响等因素下而失稳滑坡。

（2）崩塌。此类地质灾害多发生于露天采矿的矿场及矸石堆，因为裸露面边坡失稳造成，主要原因是不规范开采、随意开挖，致使工作面太陡、太高，造成应力集中引起崩塌。

根据实践经验，崩塌的发生面大多具有陡、高、不平整等特点，高度在20m以上、坡度在53°以上最为明显。以石灰岩、砂岩、泥岩裸露面发生比例高，遇有暴雨及积水时，发生概率提高。

（3）泥石流。此类地质灾害往往与滑坡同时产生，主要是排土场和尾矿的部署不合理，矸石、废土等随意堆砌在陡坡上，遇到雨季时，大量的雨水浸泡，会造成岩体膨胀失稳，岩土体与雨水融合形成泥浆，沿陡坡流下形成。严重者导致山体滑坡、泥石流等地质灾害，一旦泥石流在采场内形成，后果不堪设想[2]。井工开采的金属矿山，若矿山裂隙最终与地表联通，则地表水会沿裂隙进入采场，造成地下泥石流，造成掩埋破坏。

（4）地表沉陷。此类地质灾害一般形成原因有两种，一是随着矿产资源被采出，采空区上覆岩层逐渐垮塌、沉降，这种岩层移动将逐渐传递至地表，进而引起地表沉降、塌陷，对建筑物、构筑物、公路、管线等带来失稳隐患。采空区顶板的突然垮落也会造成井下风暴或矿震，巨大的冲击对设备及人员安全造成威胁。第二种是因为地下水被抽干后形成的空洞，上覆岩层因失去支撑而逐渐沉降，最终形成地表开裂或塌陷坑。

（5）地下水破坏。矿产资源的采出往往造成地下水的疏通排干，导致地下水位下降，在地下形成空洞漏斗，导致区域内居民水源枯竭，地表缺水干旱，植被破坏。目前，对于井田范围内的地下水，暂时还没有特别有效的保护措施，大多是在采矿前将积水抽出，以消除地下水害威胁[3]。但地下水往往是主要农业水源，抽水往往造成附近大面积的地下水破坏，容易导致农业缺水、地表干旱等情况，在一定程度上破坏了农业生产的有利条件。

（6）地形地貌破坏。一方面山体开挖破坏了原有的生态环境，废弃渣土的随意堆积、裸露的山体直接影响了原有地貌，随风飞扬的沙尘也给附近居民带来困扰。另一方面，矿渣随水流侵入河流、河道，致使河道淤积、水体污染，严重破坏生态环境。

（7）突水、透水。水害是我国井工开采中一项占比较大的严重灾害，一旦发生突水、透水事故，很难在短时间内封堵出水口，势必造成人员伤亡、设备掩埋，一般情况下，矿井超前钻孔可以提前探测水患位置，但遇到非正常开采或不合规开采时，处于稳定状态的积水会冲破隔水层、隔离带，从含水层进入采场、采空区、巷道等位置，引发水害。突水、透水往往具有偶然性大、危害大、难恢复等特点，90年以来，全国突水事故造成淹井高达60次，直接经济损失近30亿元。

2 地质环境影响评估

矿山地质环境影响评估是在充分调查勘测矿山地质环境的基础上，制定统一的标准和原则，按照一定的数学办法和统计原理，对矿山地质环境影响程度进行量化的评估和划定。

2.1 评价原则

（1）综合性。涉及矿山开采的地质环境问题复杂多样，牵扯到多个领域，且多数评价指标无法完成准确量化，因此，地质环境评价具有很强的系统性、复杂性，要将多种影响因素转化为可评价的指标体系，选择合适的数学办法，作出综合性量化的标准判定。

（2）重点原则。评价指标多种多样，要按照影响人们生命财产安全的强弱程度来排列评价指标，把崩塌、滑坡、泥石流等影响程度较大的因素，当做重点评价指标，以求准确、客观、全面评价矿山地质环境影响程度。

（3）以人为本。受地质环境的影响最直接最核心的，还是生活在矿山周围的人们，矿山环境影响评价要以人为核心，按照以人为本的影响半径，评价矿山环境问题，以对人们生产生活的影响大小来综合评价。

（4）统筹兼顾原则。矿山地质环境的变化，除了受采矿影响外，也受自然环境本身的变化影响，因此，地质环境影响评估要综合考虑矿山本身的地质属性，统筹兼顾矿山周围的社会经济状况，以及采矿对周边环境的影响等。

2.2 评价方法

矿山地质环境的影响评估涉及到的参数复杂多样，无法使用经典数学现有的公式来评价，需要以定性、定量搭配的方法折中评价。国内现有的评价方法，有定性分析评价、GIS图层叠加评价、综合评价、模糊数学分析等方法。其中，以定性分析应用最为广泛，优点是可以在无法定量获取数据时简便得出评价，缺点是受评价参与者主管意识影响大，不能保证客观性，因此无法保证评价结果的准确程度[4,5]。模糊数学分析主要是将影响地质环境的因素，以参数的方式表达出来，用数学表达式把部分参数与评价因子建立起联系，通过地质参数的代入，得到最终的评价结果，优点是可以定量的评价地质灾害全过程的环境影响评价，缺点是对于一些无法定量的参数不能使用。GIS图层叠加评价是利用GIS地理信息系统为手段的直观评价方法，通过分析图层变化，得出地质变化对环境的影响程度，优点是直观、动态可视化，缺点是无法定量分析。

2.3 评价指标的选择

指标选择应满足5个条件：一是可以构建基本完善的指标体系。即体系内各项指标可以形成一个系统，可以反映地质环境的方方面面，既要包含地质、环境、采矿等活动指标，又要涵盖相互联系指标。二是指标应具有合理性。各项评价指标的确定必须满足科学合理性这个基础条件，这样才能尽可能保证评价结果的科学合理。三是指标之间相对独立。为了避免某项影响因素被重复叠加计入评价体系，指标的选取尽可能地要相互独立，避免因指标相似、相近造成的影响效果放大效应。四是指标应该基本可实现。指标的选择要保证数据可获取，获取后可量化，避免选择无法获取参数的指标。五是指标可以与现场相适应。指标应尽量选择矿山开采过程中已持续监测的指标，既可以避免重复劳动，又能最大化地利用现有数据。

2.4 评价体系的建立

以综合评价体系为例，选取矿山种类、数量、规模、开采方式、地质灾害发生规模等21项指标构建评价体系。据此，评价指标的选取主要涉及矿区地质条件、采矿对周围地质环境造成的影响及破坏、地灾发育程度、采矿规划、环境恢复治理难度等5个方面。矿山地质环境综合评价指数体系见表1。

表1 矿山地质环境综合评价指数表

根据中国地调局现行地质调查工作标准，地质环境影响评估指标数值按照好、较好、较差、差4个等级划分，分别对应赋值3、2、1、0分代入评估模型式1，求得最终影响等级。

式中：P0—地质环境综合评价值；Fj—加权指数，由专家评分得出；U—各指标值；j—评价体系所含要素，n=1,2,3…

据此得出地质环境影响程度评价值。

3 治理及恢复措施

（1）防治原则。①预防为主，防治结合。矿山开采设计过程中，必须将地质环境保护作为重要环节，纳入开采设计论证当中，坚持做到有效防止地质灾害、地质环境问题出现，开采过程中，要将防止地质环境破坏作为重要管理内容，纳入日常监督管理，在矿山环境可容纳的范围内施行采矿活动。坚持“预防为主、防治结合”的八字方针，既坚持防，也重视治。在采矿过程中，及时根据采矿进度变化，采区积极的措施，预防环境破坏，尤其是不可逆破坏的出现，在采矿工作完成后，对因采矿出现的地质环境问题，采用科学的评估方式，判定影响程度，及时研究有效的治理措施，确保矿山复绿，防止生态环境恶化。②谁开发谁保护，谁破坏谁治理。

谁开发矿产资源，谁便是破坏原始地质环境的责任人，谁就有责任对矿山环境进行修复。这是国家对于矿山开发过程中的环境破坏，明确的一条基本治理原则，对矿山环境治理恢复的主体责任进行了明确，利用法律、行政等诸多手段对矿山环境保护提供遵循。③全面规划、重点治理。矿山开发的前期设计阶段，要将矿山环境保护纳入全面规划，有力加强；将矿区的环境保护纳入局部地区生态环境保护的全局，全面规划、统一布局，重点区域、重点保护，难点问题、重点治理。④开发与保护并重。坚持开发与保护相结合，矿产资源开发过程中，合理处理资源与环境的关系，坚持开发前保护、开发与保护同步，推动矿山生态环境可持续发展。⑤科学合理治理。加强科技手段在治理环境修复问题中的比重，对重点区域加强科研投入，引入高校、科研院所参与生态修复，提升治理水平。

（2）治理措施。采区分区域分重点的治理模式，通过地质环境影响评估，将破坏区域划分为重点治理区域、次重点治理区域、一般治理区域[6,7]。根据具体矿区出现的崩塌、水害、泥石流等问题，提出针对性的治理恢复措施。

①重点治理区域。对于地下水枯竭、水位下降、耕地退化等严重灾害，采用修建蓄水池积水等方式，对土地进行育肥，修复土地资源。对于渣土堆积形成泥石流、地形地貌破坏等严重灾害，采用沟道清理、围挡、地形地貌景观恢复等方式治理恢复。②次重点治理区域。对于露天采矿采面裸露造成粉尘污染等次重点灾害，采用植被复绿、清理场地等方式予以恢复。③一般治理区域。对于采矿影响较小的、植被较为完整的、人烟稀少的区域，判定为影响程度一般区域，可针对性给予修补修复。

4 结语

矿山地质环境治理修复，是践行生态文明思想的重要措施，矿山生产主体企业应始终贯彻落实“在开发中保护，在保护中开发”的政策，坚持“谁开发，谁保护；谁破坏，谁恢复”，设计规划阶段加强对矿山环境保护的专项设计，采矿过程中加强贵矿山环境的保护与动态评估，采矿后加强对地质灾害影响区域的治理保护，通过引入科技手段，加强与科技力量合作等方式，科学评估地质环境影响情况，针对性给出治理恢复措施。本文综合对比阐述了现有各项评估方法的优劣，以及不同适用条件，同时，以综合评价体系为例，简要叙述了地质环境影响评价指标的选择、评价体系的建立及计算方法，提出了分区域治理矿山环境问题的思路及对策，为矿山环境修复提供借鉴和参考。