矿山地质环境综合治理措施的方法研究

新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队 慕九宵

矿产资源在人类生存与发展中是非常关键的保障，对经济进步与发展具有非常重要的价值。由于矿产资源不可再生，在社会经济的持续发展中，也增加了对矿产资源的需求量，相应的矿山开采规模越来越大了，进而导致矿产资源出现紧缺现象，在对矿山进行开采时还会对环境造成破坏，严重影响生态稳定。

一、矿山地质环境恢复治理的基本原则

（一）坚持“以人为本”原则，增强减灾防灾意识

就目前的情况而言，许多矿山灾害都间接或直接与人类活动有关，所以，增强矿山职工、管理者以及矿区居民的减灾防灾意识，是确保其财产安全的主要举措之一。此外，还要坚持“以人为本”原则，在矿山环境恢复治理过程中，要先确保矿区不会受到因开发矿山而诱发的多种灾害的威胁，进而达到减灾防灾的目的。

（二）采用多种手段相结合的方式进行综合治理，因害设防、因地制宜

要对矿山环境的特点、灾害形式、危害程度以及破坏程度进行详细的勘察，并依据矿山的地理位置，采取多种手段相适应的治理措施，有针对性地找出关键环节和治理重点，同时依据环境问题的危害程度、资金状况，分阶段进行治理。

（三）生物措施和工程措施相结合

在对矿山地质环境进行恢复治理的过程中，要把生物措施和工程措施紧密结合起来，才可以达到矿山地质环境恢复治理的最终目的。一般而言，工程措施只要得到合理配置就能在较短时间内对矿区的地质灾害进行有效的治理，但通常投资较大。生物措施则与工程措施相反，其投资额较小，但是需要较长时期才可以见效。

二、矿山开发对当地环境带来的危害

（一）地貌景观影响

通常情况下，开采矿山会对当地的地貌造成一定的影响，主要表现为土壤漠化加剧、植被减少以及水土流失等。在出现土壤石漠化的情况下，再加上人类不科学的经济活动，会导致植被严重被破坏，土壤自身的生产效率也会大大降低。

（二）地质灾害

一般而言，矿山被不合理地开发就会导致许多地质灾害的出现，对于矿区人民的财产、生命安全带来极大的威胁。在露天矿山的开采过程中，极易造成的地质灾害主要有山体滑坡、泥石流等，当受外界环境条件影响时，如狂风、暴雨，就会造成山体滑坡。过度的矿山开发也会在很大程度上影响山体的内在构造，导致山体倾斜乃至崩塌。此外，在矿山开采过程中，随意堆放开采剩下的矿渣，也会增加山体的负荷重量，而当遭遇暴雨天气时，就很有可能引发泥石流灾害。

（三）地面塌陷

在矿山开采过程中很容易引发地质灾害，进而导致地面塌陷，这主要是因为在矿山开采过程中，地下土层会变得非常薄弱，无法很好地承受桥梁和道路的重量，经过很长时间的使用后，桥梁和道路的内在构造就会发生变化，这就很容易导致地面塌陷。地面塌陷对地表上的堤坝、河流也会带来一定程度的损坏，甚至还会出现人员伤亡情况。

（四）土地可利用资源减少

矿山开采活动，会导致土地被大量占用以及地面塌陷，而土地被占用通常表现在矿山开发现场产品以及矿渣的随意堆放，在长期的矿产开发过程中，会渐渐扩大其影响范围、加深影响程度，开采所产生的有毒物体也会经过土壤的长期渗透，对当地环境以及植物生长产生极大的威胁。

（五）大气、噪声污染

在矿产实际开发过程中会产生大量尘土，这就会在很大程度上影响空气质量。此外，在矿山开采过程中还需要用到大型机械，因此会产生较大的噪音，这也会对周边居民的生活造成恶劣影响。

（六）水质污染

矿山开发也会给当地的地下水源造成间接或直接的水质污染。在矿山开采过程中，开采的残渣以及污水会渐渐渗透到地下，此时地下水源就很有可能会受到污染，而矿山的不科学开采更是会对饮用水井、含水层带来极大影响。

三、强化矿山地质环境恢复治理工作的措施

（一）固体废矿的处理

固体废矿的主要形成原因是开矿期间与矿石一同出现，所以，为了更加合理地对固体废矿进行处理，第一步就是要彻底实施治理，不但需要使用更加优秀的采矿设备，还应该主动掌握国际上先进的采矿知识与理念，通过更为科学的设备对矿石进行开采，从而降低或防止固体废矿形成，并且还应该对采矿流程进行优化，对矿区的具体情况进行调研，从而采用更合适的开采方法，尤其是对薄煤层进行开采时，因为具有较大的操作难度，在开采期间容易产生大量废料，所以在对薄煤层进行施工作业时更应该仔细勘察地下结构，把先进的科技设备和合理的开采技术关联起来，做到废矿“零”排放。

（二）废水的处理

水资源在矿产开采中占据非常关键的地位，所以对废水的处理也应该重视，废矿石并不具备较高的可利用率，因此在治理中主要以减少废矿石的形成为主，而废水就具有更高的利用率，所以在处理过程中重点以回收利用为主。其一，应该持续优化工艺技术，例如，在洗煤与开掘期间，可以使用先进的工艺技术与设备，减少水资源的使用，以减少开矿施工期间所耗费的水资源。其二，应该在矿区创建完善的水循环系统，并且增加工业排放期间的污水过滤性，在废水过滤后能够再次回到水资源循环系统，这种方法不但提高了水资源的循环利用率，还能够为矿区的生态系统提供保障。其三，应该多角度看待废水问题，即使废水中含有许多有毒成分与重金属元素，却也涵盖部分可以合理利用的物质。所以，怎样对废水中的这部分物质进行回收再利用成为最近几年工业废水处理技术中一个新的发展方向。

（三）废气的处理

因为废气较为特殊，现阶段并不存在可大量操作的废气处理形式，尤其是在矿山等交通不够便利的区域，要是仅仅简单地进行废气过滤，不仅会增加生产成本，还会导致水资源被严重消耗。因为技术受到限制，当前在处理废气时也只是停留在脱硫化的层面，并没有合理的中和废气中的粉尘与其他有毒气体。基于此，要想解决废气问题就应该从源头抓起，在开矿期间尽量减少炸药的开采与挖掘，并使用更为先进的机械装置，节省柴油的使用量，利用多样化的形式来减少废气排放。

（四）建立新机制，强化矿山地质环境恢复治理管理体制

推动矿山地质环境恢复治理工作的关键在于建立多渠道、多元化的矿山地质环境恢复治理管理机制。一个健全的矿山地质环境恢复治理管理机制包括以下三个方面：

1.预防为主，防治结合

所谓“预防为主，防治结合”，就是从矿山开发利用规划时着手，对矿山地质环境进行治理和保护，要避免矿山环境受到破坏，重点就是在矿山资源的规划阶段。矿山地质环境已经遭到破坏，且破坏情况较为严重，那么在制定恢复治理的目标以及措施时，就要依据实际的破坏情况，慢慢改善已经破坏的地质环境，逐渐实现恢复矿山环境的最终目标。

2.建立健全的矿山地质环境准入体制

避免矿山地质环境受到破坏的措施之一是建立健全的矿山地质环境准入体制。有些地区的环境保护法规明确规定，扩建、改建以及新建矿山时不仅需要进行地质环境影响评估，还需要对地质灾害的危险度以及地质影响进行评估。此外，还需要对新建矿山设置严格的环境准入体制。

3.针对地质环境深入开展调查研究，对地质环境进行科学监测

若想真正发现每种地质环境的影响因素，相关人员就需要对所在矿山的内外力地质作用、矿山附近区域地震、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害的出现规律进行深入的调查研究，之后再依据调查结果提出科学、合理的治理措施。此外，还需要对矿区的地质环境进行科学的监测，构建矿山地质环境监测系统，从而全面掌握矿区内出现的地质灾害以及其出现规律，使地质环境的恢复治理工作能更有效地开展。

（五）加强环境保护教育与宣传，培育环境保护意识

在实际开发矿山的过程中，“低治理、轻保护、重开发”的现象是非常普遍的，由此而引发了很多矿山地质环境问题，给人民乃至国家造成了极大的经济损失。针对这种情况，政府相关部门应该大力开展相关环境保护的教育和宣传活动，增强广大人民群众的保护环境意识，使其真正意识到恢复自然环境和环境保护工作的重要性。此外，还要充分发挥舆论监督的作用，唤起广大公众对环境保护的关注，以形成巨大的社会压力，让更多的矿山负责人重视矿区的地质环境，将矿山绿化和地质环境保护工作真正落到实处，确保矿区环境保护和矿业生产协调、可持续的发展。

（六）恢复治理与保护监督并行，有效保护矿区环境

除了要对矿区地质环境进行恢复治理以外，还要对矿区地质环境进行监督和保护，促使矿业得以可持续开采，且不会危害当地的生态环境。首先，要采取有效的监测措施，强化矿山地质环境的监督功能，避免滑坡、边坡崩塌等地质灾害的出现。其次，要科学地处理采矿产生的废渣废石，选择适当的堆放位置，使其不会影响当地的含水层以及造成地质灾害。再次，还要保护当地的植被，做好植树绿化工程，避免由于恶劣环境带来的地质灾害对人类造成危害。最后，全面建立并逐渐完善矿山环境监测系统，如建立地面变形观测体系、塌陷区等，完善矿区地质灾害监管体系。

四、强化地理信息系统在矿山地质环境综合治理中的应用

（一）地理信息系统在矿山地质环境综合治理中的应用

应用地理信息系统对矿山地质环境进行综合治理时，重点是利用其中内置的空间对部分基本能力进行研究，同时分析矿产资源的具体地点关系，并在此基础上评价目标区域探测矿产的价值，通过对矿产影响因素的整体分析，可以最终确定寻找矿产的最佳区域。实际上，这种操作方式还涵盖以下内容：其一，收集与整理全部资料与数据，并对其中有着显著特征的信息数据进行编码，把集中获取的图形做好分层化处理，并匹配连接好与地质属性有关的数据和图形，创建构成多元化构造的完整目标区域空间资料数据库。其二，与矿产资源保护的目的相结合，进一步对矿产地质区域的影响因素与对应的地质结构特征进行分析，能够推理出目标区域也许产出矿产的演变规律，并运用定性研究计算出矿变量，进而对成矿预测的评价变量因子进行确定。其三，按照空间地理数据库与成矿评价变量因子，再叠加所收集的空间信息，调用有关的数据资料，并且对数据模型实施分化处理等措施，产生对矿产资源进行预测的基础项目图层与有关的地质属性，进一步创建具备寻矿功能的模型。

（二）通过地理信息系统实现矿山地质环境综合治理评价的步骤

在地理信息系统技术还没有完善并普遍运用的前提下，国内外应用于矿山地质评价过程的步骤一般是集中与获取地质与矿质等环节的数据资料，再借助计算机操作技术对目标区域实施3D数据库的创建，在这个前提下再深入提取成矿信息，涵盖了对成矿理论的全面了解与掌握，从而实现对矿区种种情况的预测与范围的划分。详细而言，对矿山地质环境进行综合治理的全部步骤涵盖以下几个方面：其一，就是合理地使用地质数据、化探数据、遥感数据等多源地理学等环节的知识与资料，来创建3D数据库。其二，利用地理信息系统所具备的空间研究能力与有关的评价分析模式，全面有效地结合地质矿产中的各种信息与成矿理论进行比较，实现资料的数据分析与信息挖掘目的。其三，利用地理信息系统的有关技术，对各类型的数据源信息展开一致的创建，构成地域图层，并对矿源数据实施叠加处理与整体研究，进一步划分好矿产资源的保护范围。

（三）地理信息系统在矿产潜力预测方面的应用

其一，创建空间信息数据库。按照所采集的信息建立空间信息数据库，能够达到系统在特征属性和目标图形数据当中的关联与检索等功能的标准，可以根据地理图形的需求对具体地质体的特征属性作出要求，还可以根据其特征属性，检索全部地理图形上的资料。其二，收集相关信息并创建数学模型。利用地理信息系统表现出的空间信息的分析能力，能够提取有关的信息特点，并将其通过图层或特征属性的途径展示出来，进一步挖掘全部信息数据中蕴含的成矿信息，以获取和矿产地点及其实际规模有关的资料。其三，需要预测矿产勘查的潜力。在预测过程中，通常是利用地质理论与其相符合的技术方式，并与早就获取到的矿产信息数据相结合，来确定矿产的位置，尽量缩小勘查区域，从而提高矿山地质环境综合治理效率。

（四）地理信息系统应用发展前景

即使地理信息系统在环境综合治理中的应用还有着一些缺陷，然而却有十分宽广的前景。大量的数据、丰富的信息、定量化的特点在地理信息系统中非常关键，也是传统的地质研究中所欠缺的，对数据的积累和实际研究必将引起一些质的改变，并且地理信息系统在地质中的使用也会渐渐完善，进而给地质学家提供了更多的标准。

1.集成化方向

对地理信息系统进行开发和应用主要是多学科结合的结果，以计算机技术和数据库技术来开发数据系统，再结合地理信息学、地质学与地图学处理所勘查的数据，进一步形成数字化的影像，由于高度集成了大量的学科优势，所以该系统在进行矿山地质环境综合治理中发挥着非常关键的作用。在专业数字化的“信息时代”，恰当、合理地运用地理信息系统，确保了地质勘探、开采作业的高效性与可靠性。正是因为地理信息系统的使用涉及多个学科，为确保地理信息系统的实时更新，就需要不断朝着学科集成化的方向前进。

2.智能化方向

由于计算机技术的飞速进步，地理信息系统的开发与优化也在随之开展，但当前也存在一定的不足，比如单调地对所收集的数据、资料展开分析，并不能实现对知识层面的资料数据进行自动处理，且其逻辑推导能力较差，并且在勘查资料数据时的分析不够透彻，通常会限制系统运行。要想达到对地质勘查工作的具体需求，就应该对地理信息系统实施智能化改进，并且与之前积累的地质勘察资料结合，创建有关的知识框架和处理思维，优化推导能力，给矿产开采和环境治理工作提供保障。

综上所述，矿山地质环境的恢复治理非常符合我国的可持续发展观点，是一项益于人民和国家的项目，因此，我们必须在矿产资源开发的过程中注重保护矿区环境，减少由于矿产资源开采而带来的灾害，避免由于开采方式不当而对矿区人民带类的各种伤害，并利用有效治理措施，预防泥石流、坍塌、滑坡等人为灾害的出现，进而通过对矿山地质环境进行合理、科学的恢复治理，把矿区逐渐变成生态环境优良、有益于矿区人民生存栖息的地方。