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内蒙古自治区矿业活动所衍生的矿山环境地质问题呈现出复杂性和多样性,主要分为四大类:矿业开发引发矿山地质灾害,矿业开发占用破坏土地资源及地貌景观,矿业开发对地下水系统的影响与破坏和矿山废水废渣对环境的影响。
1.1矿业开发引发矿山地质灾害
随着科学技术的进步,矿业开发的强度和规模愈来愈大,高强度、大规模机械化的采矿活动强烈地改变和破坏了矿区原有的地应力平衡系统,使地应力在重新调整过程中产生了多种次生地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等。内蒙古自治区的矿山地质灾害具有分布广、类型复杂、发生频率高、突发性强、隐患多等特点,且主要地质灾害类型包括地面塌陷、地裂缝、崩塌和滑坡,其中地面塌陷和地裂缝在全区14个盟市均有分布。
1.2矿业开发占用破坏土地资源及地貌景观
内蒙古自治区矿业开发占用及破坏土地资源及地貌景观是一个普遍性的地质环境问题,几乎每一处矿山或多或少不同程度地存在着占用及破坏土地资源问题。主要表现为工业广场、废石(土)堆场、煤矸石、尾矿库、矿区道路等对土地资源的占用,以及露天采场、地面塌陷、地裂缝对土地资源、地貌景观的破坏,其中露天采场、废石(土)堆场、地面塌陷(地裂缝)对土地资源及地貌景观的破坏严重。从矿山开采方式来看,露天开采方式对土地资源的破坏较为严重,主要体现为露天开采对土地的挖损及废石(土)占用土地资源,井工开采方式主要体现在地面塌陷、地裂缝对土地资源的破坏。全区矿业开发占用破坏土地资源类型主要为耕地、林地、草地和建筑等,其中以草地的占用破坏最为严重。从矿产类型方面看,能源矿产的开发对土地资源破坏较严重,其次是黑金属矿产、建筑材料及其他非金属矿产和化工原料非金属矿产。
1.3矿业开发对地下水系统的影响
矿业开发致使矿区内围岩发生变形和移动,引发地下水含水层结构的破坏,隔水层与含水层的相对关系发生变化,蓄水构造遭受破坏,地下水的调蓄能力降低。同时矿山开采大规模抽排地下水,导致区域性地下水位大幅度下降,形成大面积地下水降落漏斗或地下水疏干区,使地下水补、径、排系统不同程度地被改变或遭受破坏,在破坏严重的矿区往往导致地下水资源枯竭。这种枯竭表现为地下水的水位、水量、含水层厚度、天然排泄量及排泄区(点)等显著的降低和减少,在相当长时间内不能恢复或永不恢复,破坏了整个地下水均衡系统,并导致水资源短缺,严重影响人们生活用水、工业用水和农业用水,破坏了矿区的生态平衡。矿业开发对地下含水层的破坏在全区14个盟市均有分布,破坏严重区域主要集中在矿业开发强度较高的乌海市、鄂尔多斯市、赤峰市和呼伦贝尔市。
1.4矿山废水废渣对环境的影响
1.4.1矿山废水对环境的影响
内蒙古自治区矿山废水包括矿坑水、选矿废水、洗煤水、生活废水等,主要类型为矿坑水,其次为选矿废水。全区大部分矿山废水、废液出自能源矿产,而金属矿山废水的污染相对较严重。主要由于金属矿山重金属离子含量高,选矿过程中加入化学药剂成分,产生了大量的选矿废水,金属矿山产生的废水主要含Pb、Cd、Hg、Zn、Cu、Mn、Fe及氰化物、悬浮物等有毒有害成分,这些有害物质随选矿废水排放后,直接或间接污染了地下水和周围土壤等。全区矿业废水污染问题主要分布于赤峰市、巴彦淖尔市、兴安盟、呼和浩特市、包头市等地的多金属、贵金属和有色金属矿山中。
1.4.2矿山固体废弃物对环境的影响
内蒙古自治区矿山固体废弃物包括采矿废石(土)、尾矿、煤矸石、粉煤灰等。主要是能源矿产固体废弃物,其次是黑金属矿产固体废弃物。全区矿山固体废弃物对环境的影响主要表现在以下几方面:(1)占用土地资源,全区矿山固体废弃物占用土地类型主要包括耕地、林地、草地、建筑及其他,其中以废石(土)占用土地最为严重,尾矿库次之。(2)污染水土环境,矿业开发产生的大量废石、尾矿长期露天堆放,经受日晒、雨淋、风吹发生强烈地风化作用和水解作用,在雨水作用下被淋滤水解,废渣中的有毒有害化学组分被析出,随地下水在土壤中迁移扩散,或直接汇入地表水中,致使矿区及周边大范围内水土环境遭受污染。(3)尾矿风化扬尘与土壤污染,自治区位于干旱、半干旱气候带,降水稀少,风大沙多,多年平均风沙日70天左右,平均风速3.0m/s~4.3m/s,恶劣的气候条件使矿山尾矿库产生风化扬尘,不仅污染大气,影响周边地区的人居环境质量,而且扬尘形成的粉尘覆盖对土壤也形成了污染,危害严重的地区主要分布在乌海市、阿拉善盟、鄂尔多斯市和赤峰市四个地区。(4)加大水土流失及诱发次生地质灾害,堆存于山体边坡、沟谷中的矿山固体废弃物不仅增加了水土流失的面积,而且极易引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。
2.内蒙古自治区矿山地质环境发展趋势
2.1矿山地质环境总体将保持平稳
近年来,随着各级政府对矿山地质环境问题的重视和矿山地质环境治理保证金制度的出台,形成了政府出资清旧账、保证金制度管新涨的矿山地质环境治理新机制,历史遗留矿山地质环境问题逐步得到治理,生产矿山边生产边治理。另外,随着矿业活动的规范,开采技术的不断改进,废弃物处理技术的不断提高,矿山环境地质问题相对有所缓和,进入平稳发展阶段。
2.2煤炭矿山的占用破坏土地面积和地面塌陷灾害快速增加
煤炭资源在全区开发利用程度较高,近年来煤炭价格波动,相当一部分井工开采矿山转为露天开采,且露天煤矿多为大中型矿山企业,露天剥离正以前所未有的速度开掘,导致露天采矿和排土场占用破坏土地面积快速增长。随着采掘业的技术进步,现有井工煤矿均为机械化开采,矿山采掘规模和强度逐年增大,煤层开采后形成大面积的采空塌陷区。此外全区矿山采空诱发的地面塌陷大部分处于未稳定或暂稳定状态,随时间的推移,灾害可能进一步发展或加剧,它们构成了煤炭矿山地质灾害隐患的主要方面。
2.3矿山地面沉降、地裂缝成为矿山地质灾害主导
从上世纪末开始,小型煤矿逐步关停并转,房柱式开采工艺逐渐被淘汰,随着采掘业的技术进步,自治区现有井工煤矿开采方式均为机械化综采,全陷落法管理顶板,煤矿采空区形成的地面塌陷主要表现为采空区整体下沉和沉陷边缘的拉张裂缝,矿山地面沉陷、地裂缝成为矿山地质灾害主导。
2.4非金属矿山点多面广,景观破坏严重
全区现有的非金属矿山,点多面广,多为露天开采,其影响范围涉及城乡各地,有的位于城市周围或主干道两侧可视范围内,严重影响当地景观。
2.5矿山废水对环境的影响逐年减轻
自治区地下水资源匮乏,大多数矿山产生的废水循环利用率较高。各级政府对矿山管理力度不断加大,特别是选矿废水和洗煤水的排放管理相当严格,过去有的金属矿山选矿废水直接排放的现象被杜绝,因此矿山废水对环境的影响在逐年减轻。
作者:刘鑫 单位:内蒙古自治区地质环境监测院