我国矿山生态环境现状及治理措施

2016-07-12肖勇军

大科技 2016年14期

关键词：矿井矿山废水

肖勇军

（重庆市秀山县环保局环境监测站重庆秀山 409900）

我国矿山生态环境现状及治理措施

肖勇军

（重庆市秀山县环保局环境监测站重庆秀山 409900）

我国矿山生态环境比较严重，对其进行治理已经迫在眉睫。本文主要阐述了我国矿山生态环境现状，并且针对存在的生态环境问题提出了相对对策。

矿山；生态；环境；大气；地质；治理

引言

矿产资源为不可再生性资源，随着经济的快速发展，矿产资源的需求量不断增加，矿山开采规模和强度不断增大，必将出现矿产资源逐渐枯竭的现象。盲目开采既浪费了矿产资源又破坏了当地的地质环境、使地质环境条件逐渐恶化，地质灾害不断发生，影响了正常的生产、生活秩序，制约着社会经济的可持续发展。为了合理开发矿产资源，达到既合理开发，充分利用矿产资源，又有效保护矿山地质环境，必须加强对我国矿山生态环境现状及治理措施的研究。

1 我国矿山生态环境现状

截至2007年年底，全国共有非油气矿山126370个，开采的矿种多达193种。中国成矿时空跨度大，矿种齐全，并拥有一批储量大、远景好的矿种，且有20种重要矿产名列世界前茅。矿业活动诱发的环境问题与矿产种类，开发方式，环境地质背景以及企业的规模、性质有关。不同的矿山由于开采的矿种不同，会产生不同的矿山环境问题。中国采煤以矿井开采为主，如山西、山东、徐州及东北地区大多数采用矿井开采，也有露天开采。露天开采会破坏和占用大量土地，露天开拓、运输及废石堆放产生的大气污染，直接破坏生态环境和自然景观，采场和排土场风、水复合侵蚀造成的边坡稳定问题，排土场煤矸石酸性渗流污染，露天采矿造成的地下水疏干和区域水位下降。井工开采矿井涌水诱发排、供水及生态环境三者之间的矛盾，采矿诱发的地面塌陷及其对地面建筑物、土地和生态环境的影响，固体废弃物占地及不合理堆放引起的滑坡和泥石流。

1.1 对大气环境的影响

矿山开采产生的粉尘、废气、有害气体改变了矿区大气自然状态的成分和性质，甚至形成酸雨，导致大气环境质量明显下降的现象。有害气体和酸雨的沉降，污染地表水，土壤，农作物和植被。全国煤炭每年由燃烧排入大气中的废弃估计在1700亿m3，烟尘0.3Mt以上，SO20.32Mt左右，每年排出甲烷量为90亿～100亿m3，约占世界甲烷排放量的30%露天开采和井工开采工业广场建设剥离的表土、基岩和煤层的穿孔、爆破以及岩块和煤炭在破碎、装载和运输过程中，煤尘，粉尘。我国现有煤矸石石山130座正在自燃，约占矸石山总数13%。产生CO、CO2、NOx、H2S等有毒害气体，同时伴有大量烟尘，给矿区造成严重污染。燃煤产生的SO2是导致我国西南、华南、华中地区酸雨污染的直接原因，进入土壤，危害农作物、森林生态系统；进入地表，引起水体酸化，破坏水生生态系统，还会导致建筑物中某些金属和非金属材料部件受到缓慢腐蚀，损坏人体健康，影响野生动物生存。煤炭井工开采所散发出来的甲烷，称为煤层瓦斯气，会污染大气、污染土壤。

1.2 对水环境的影响

对水环境的影响主要体现在废水排放污染和疏干排水引起的水文地质环境问题两个方面：

1.2.1 废水排放污染

矿山废水污染主要来自矿山建设和生产过程中排放的矿井水、选矿废水、尾矿水及废石堆放场淋溶水等。在矿山开采过程中，破坏了地下水原始的赋存状态并产生裂隙，或激活了导水断层，促进了各含水层之间的水力联系，大气降水和地表水可通过渗透补给，使各种水沿着原来的和新所形成的裂隙、断层渗入井下采掘空间形成。选矿废水水量大，悬浮物含量高，有害物种类多等特点，主要有害物质有重金属和选矿药剂。对环境影响有：①悬浮固体淤塞河道；有毒药剂使水体及周围空气变臭；鱼虾减少；②有毒金属造成水体污染，在鱼和农作物中富集对人体危害。露天矿、排矿堆、尾矿及矸石堆经雨水淋滤、渗透后，形成含有高浓度硫酸和硫酸盐以及重金属有毒元素的淋溶水径流，若不处理，对地表水、地下水、土壤、农作物造成污染，有害元素成分发挥也会污染空气。

1.2.2 疏干排水引起的水文地质环境问题

露采和井巷开掘均会使地下水的赋存状态发生变化、改变地下水的径流和排泄条件，浪费地下水源，地下水水位下降，水文环境恶化。矿井突水事故是常见的地质灾害。30年来，因突水淹没矿井58次，部分淹井64次，经济损失27亿元。1984年，开滦范各庄大水灾，损失5亿元，河南焦作矿，突水事故270次，突水淹没矿井19起。沿海地区矿井，疏干排水使海水入侵，破坏淡水资源，影响植物生长。

1.3 对土地资源的影响

采矿对土地的破坏主要是指占用土地和破坏土地，为采矿服务的交通设施和采矿生产过程中因堆放大量的废弃物占用土地，以及因矿山开采产生地面开裂、变形及地表大面积的塌陷等。露天开采对土地资源破坏及其他影响对表层土的直接剥离挖损矿区的开发加剧了水土流失和土地沙漠化。井下开采引起崩塌、滑坡、地面开裂与沉陷等土地破坏，采煤沉陷是我国煤矿区最主要生态破坏形式。截至2007年底，沉陷土地总面积已达40万ha，平均开采万吨煤沉陷土地面积0.2ha，按年采2000Mt计，采煤沉陷土地还以4.4万ha/a的速度递增。煤炭的开采和分选加工产生了大量的煤矸石，坑口发电厂又产生大量的粉煤灰。大量矿山固废占用农田，污染矿区环境，破坏生态平衡。据统计，我国有煤矿现有的矸石山有1000余座，总堆积量达30亿t，并且每年排放1.5亿～2.0亿t，占地面积超过55km2。综合利用率只占20～40%。

1.4 噪声污染

矿山采矿机械振动、爆破、机械维修、选矿作业以及矿区运输系统。矿山噪声源数量多、分布广，不少设备、作业区噪声大于90dB的国家标准，对矿山工厂、周边居民形成危害。

1.5 引发地质灾害

采矿过程中，在一定的地质、地形及气象条件下，在矿山及其相邻地带会发生山体崩塌、滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等地质灾害。

2 矿山生态环境治理措施

2.1 大气和污水环境治理

矿井原煤在储装运时，将产生煤粉尘。原煤从主井口至原煤地面储煤场及原煤外运过程中可能对环境产生污染。对厂区内露天储煤场要求采用喷淋洒水的抑尘措施，同时在贮煤场四周种植高大树木形成隔尘绿化带；对运煤汽车要求采取加盖蓬布、控制装载量等措施，以控制煤尘对环境的污染。对锅炉产生的废气采用麻石喷雾水浴脱硫除尘器处理。除尘效率可达96%，脱硫效率60%以上，处理后的烟尘浓度52mg/Nm3，SO2排放浓度402mg/Nm3，处理后的烟气采用30m高烟囱排放。锅炉烟气经处理后，烟尘、二氧化硫排放浓度均符合《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）中Ⅱ时段二类区的标准浓度值。排矸场要求采用高压水枪喷雾措施，以防止扬尘产生；对道路扬尘，要求采取定期洒水的措施来抑制路面扬尘。

矿山生产产生污水主要为井下涌水和工业场地内职工生产生活用水，矿井污水处理设计采用混凝沉淀工艺处理。生产生活污水采用一体化污水处理措施处理。工业场地生产、生活污废水主要由灯房浴室废水、机修车间废水、食堂废水、办公楼和单身楼生活污水等构成，其主要污染物是悬浮物和有机物。污废水中食堂和机修车间废水采用隔油池预处理，办公楼及单身楼生活污水采用化粪池预处理。

2.2 噪音污染的治理

设计在设备选型时，首先选择高效低噪设备；对于通风机、压风机、瓦斯泵、锅炉房引风机等产生的空气动力噪声，在风机进出气管上安装消声器的措施进行降噪；对于在其它不易采取消声、隔声措施的高噪声源附近工作的人员，则采取佩带防声耳塞、防声耳罩等个体防护措施。

2.3 采空区土地及废渣场土地复垦

土地复垦，是采空区造成的地面沉陷、排土场、尾矿堆和闭坑后露天采场治理的最佳途径，不仅改善了矿山环境，还恢复大量土地，因而复垦具有深远的社会效益、环境效益和经济效益。

2.4 地质灾害防治

矿区地质灾害主要包括滑坡、泥石流、地表裂缝、地面塌陷等，针对不同的地质灾害需采取不同的防治措施，具体措施如下：

2.4.1 滑坡地质灾害防治

防治滑坡的工程措施很多，归纳起来分为三类：①消除或减轻水的危害；②改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物；③改善滑动带土石性质。

2.4.2 泥石流地质灾害防治

抵御泥石流灾害时，往往采用综合治理的方案，即采取坡面、沟道兼顾，上游、下游统筹的综合治理方案。一般在沟谷上游以治水为主，中游以制土为主，而下游则以排导为主。通过上游的稳坡截水和中游的拦挡护坡等，减少了泥石流固体物质，控制了泥石流规模，改变了泥石流的性质，有利于下游的排导效果，从而能够有效的控制泥石流的危害。其主要防治措施基本同滑坡地质灾害防治措施。

2.4.3 陷地质灾害防治

地面构、建筑物主要采用在工业场地和风井场地下预留保护煤柱的方法来防止采煤活动所造成的地面变形的影响。

2.5 做好矿山环境监测

长期进行环境监测，在施工中应注意可能出现的地质环境改变对环境、采矿地影响，尽量避免人为灾害的发生。做好矿山地质灾害监测，主要是地下采矿地带，地下开始存在采空区时，就必须对采矿区地表进行监测，尤其是雨季和地下爆破前后，应该分别对地面塌陷、地表变形及地裂缝做监测记录，为减灾防灾及综合治理提供依据。做好矿山水资源、水环境监测，地表水环境主要是监测矿井排水，可在集中排水道中定期取水样化验检查，为矿山污水治理提供参数依据。矿山水资源主要是监测矿井中涌水量变化情况及地下水在地表出露的泉点水量变化，采取巡查记录方案。