(遼寧省地質環境監測站,遼寧沈陽,110032)
遼寧面向太平洋,背靠東北,是東北三省重要的物流中心和面向世界的“窗口”,也是中國礦產資源、礦業開發和消費大省。礦產資源開發利用歷史悠久、強度大、規模大,取得了顯著的成就。然而,隨著開采規模和強度的不斷擴大,產生的環境地質問題越來越多,危害越來越重,損失和負面影響越來越大,成為全社會高度關註和焦慮的熱點問題。根據目前遼寧省礦山地質災害存在的主要問題:①破壞和占用大量土地,破壞植被;(2)破壞自然景觀和旅遊資源;③造成環境汙染;(4)采礦活動引起的崩塌、滑坡、泥石流等次生地質災害和地面采空區塌陷、沈降;⑤礦井突水破壞水平衡系統,導致區域地下水位下降等。分析了遼寧省礦山環境問題的主要原因和發展趨勢,並提出了防治建議。
關鍵詞:礦山地質災害現狀及趨勢分析
遼寧是中國的礦產資源大省、礦業開發大省和礦產消費大省。礦產資源開發利用歷史悠久、強度大、規模大,勘查、開采、加工體系齊全。擁有鞍山、撫順、本溪、阜新、鐵法、盤錦、北票、南票、海城、大石橋等多個全國著名的礦業鎮縣。最多時有各類礦山10000多座,從業人員100多名,年產礦石2.67億噸。然而,隨著開采規模和強度的不斷擴大,產生的環境地質問題越來越多,危害越來越重,損失和負面影響越來越大,成為全社會高度關註和焦慮的熱點問題。
1礦井地質災害現狀及潛在環境地質問題
1.1礦井地質災害現狀
1.1.1崩潰
崩塌災害是我省露天礦山最常見的地質災害之壹,具有普遍性、頻發性、規模小,但傷亡慘重。1997 7月1日,丹東大鹿島灘地區壹鄉辦采石場突然坍塌,造成3人死亡。淩海市獅山鎮1998大星采石場垮塌,造成4人死亡,14人受傷,5輛機動車被毀,直接經濟損失32萬元;1994草河口鎮西溝某個體采石場頂部垮塌,造成正在鉆孔的3名工人死亡;9月28日,1991,大石橋市官屯鎮青山槐村村民無證非法開采鎂礦,導致坍塌,造成1貨車被砸,3人死亡的重大事故。導致上述地質災害的主要原因是:①地質構造條件不清,盲目開采,缺乏專業的采礦工程技術人員;在編制采礦設計或施工程序和方法,處理復雜地質問題時,主要靠陳舊的經驗確定,設計和施工不夠科學合理。(2)非法開采,非法作業,省內許多露天礦山,特別是鄉鎮和個體礦山,開采工作面過高過陡,礦工缺乏環保觀念和地質災害防治知識。
1.1.2滑坡
采礦誘發滑坡是我省大中型露天礦山最典型的礦山環境問題之壹,以撫順西露天礦、阜新海州露天礦、鞍山千千山鐵礦、大孤山鐵礦、本溪歪頭山鐵礦、南芬鐵礦最為發育。其特點是規模大、頻率高、持續時間長、破壞性大,嚴重危害礦山安全生產,造成巨大經濟損失。
根據滑坡的物質組成和誘發因素,礦山誘發滑坡可分為露天滑坡、排土場滑坡和隨機裝渣誘發滑坡三種類型。
(1)露天滑坡
露天礦滑坡是露天開采過程中采場邊坡失穩造成的,在我省發生頻率最高。有資料表明,從1927年至2000年底,撫順西露天礦共發生重大滑坡82次,滑動巖體總量為2081 . 7萬m3,其中最大滑坡量為431萬m3。
目前,該礦北側仍有滑坡變形面積654.38+0.2萬m2,其中危險面積64萬m2,嚴重影響了石油壹廠、電廠等大型企業的建築物和生產設施的安全。工廠內機械設備受損嚴重,部分車間被迫搬遷。據不完全統計,這次災害造成的損失和工廠用於治療的費用高達6億元。國家有關部門已將其列為1的重大安全隱患。
(2)排土場滑坡。
排土場滑坡是指因廢石長期堆積導致廢石邊坡失穩而形成的用於開采和排放廢石棄土的場地。歪頭山鐵礦排土場的大型滑坡最為典型。
歪頭山鐵礦188西站6月4-8日發生大規模滑坡,滑距30余米,滑體最寬435m,滑體最長325m,最大厚度40m,落差近30 m,總面積約54,000 m2,總體積約1180000。* * * 1775m的礦山鐵路運輸線路被破壞,區域內的信號、交流/DC供電、通訊設備也被破壞,導致采場運輸系統兩個出口之壹的北出口被迫停產半年左右。滑坡還破壞了4km2的耕地,造成直接經濟損失1.21.7萬元。
(3)隨機堆渣誘發的滑坡
朝陽市建平縣哈拉道口鄉四家子玄武巖礦滑坡是由於黃土構成的坡頂堆積了大量的采礦廢渣,導致邊坡發生變形和蠕變。滑動體長100米,寬100米,平均厚度20米。由黃土和玄武巖廢渣組成,總面積約10000m2,總體積約20萬m3。它對山坡下的20多戶人家和3個鄉鎮企業構成嚴重威脅。
1.1.3泥石流
采礦活動,特別是露天開采,破壞了大量的植被和山坡土壤,廢石、廢渣等松散物質造成礦區水土流失,甚至引發泥石流。如丹東市振安區五龍背金礦,礦渣堆積在河道中,堵溝阻流,影響泄洪,致使洪水沖破礦渣堆,走公路外溢,到處泛濫,造成橋梁和房屋倒塌,造成3人死亡,2人重傷。2001年7月4日16: 45,本溪市平山區泉湧街道本鋼石灰石礦排土場因暴雨引發泥石流。泥石流體積約2100m3,嚴重危害坡腳距其僅200多米的泉湧街居民,造成3人受傷,沖毀3間房屋,直接影響20余戶。例如,8月1998、10日,海州露天礦東南部發生大規模泥石流,阻斷鐵路運輸線路,停產4小時,造成經濟損失400萬元。20065438+2年6月1日,該礦再次發生泥石流,造成200多米長的運輸線路、排水溝、電動鎬線路淤積損壞,導致該礦全線停產近5小時,長期半停產。此外,該省還有許多沒有任何擋土設施的廢石堆和危險尾礦庫,特別是壹些大中型閉坑礦山的尾礦庫和排土場,因缺乏資金而難以管理,潛在的潰壩和泥石流暴發極其危險。丹東青城子鉛鋅礦尾礦庫被遼寧省勞動廳和丹東市經貿委列為重大事故隱患點。
1.1.4采空區塌陷
采空區塌陷因其經濟損失巨大、人員傷亡多、突發性、多發性、隱蔽性和持續漸進影響性,在諸多礦山生態環境問題中占據突出地位。根據遼寧省2003年的統計數據,全省因開采引起的地面沈降為1152.82km2..尤其是撫順、本溪、阜新、鐵法、北票、南票煤田最為嚴重,塌陷面積分別為30km2、43.5km2、100km2、27.5km2、70km2、30km2。對工礦企業、公共設施、道路交通、農業耕地和居民住宅構成嚴重威脅。僅撫順市每年就需要5000萬元用於搶險救災。“九五”期間,本溪投資19億元用於搬遷安置受影響居民。21世紀初,我省撫順西露天礦、阜新海州露天礦、新邱露天礦三個露天礦將先後關閉。這三個位於市區的大礦給兩個市政府和人民留下了壹個難題。
根據沈降的特征、規模和空間分布,可分為地面沈降和地面塌陷兩種類型。
地面沈降是指緩慢的、大規模的不均勻沈降,面積大於1km2,無聲無震。沈陷深度壹般為1 ~ 15m,地表呈橢圓形盆狀,局部有地面沈陷坑或蝶形積水窪地。地面沈降集中在丘陵和山前大型煤田,如撫順、阜新、本溪、鐵法、北票、南票、沈北等在煤田開采基礎上發展起來的礦業城鎮,總面積258.83km2,地面沈降強度與開采量呈正相關。煤炭開采越多,強度越大,沈陷範圍越廣,從幾平方公裏到幾十平方公裏不等。目前最大的沈陷區分布在阜新煤礦區,面積為100km2。地面沈降的危害主要表現在破壞城市設施、地下管網、工業建築和大量耕地,破壞道路、通訊線路和自然景觀,威脅人民生命財產安全。已成為當地可持續發展的嚴重障礙和亟待解決的難題。
地面塌陷是采礦引起的地面突然下沈現象,散見於東、西部山區大、中、小井礦區或地面塌陷區。具有爆炸、聲震突然,坍塌面積小(幾十平方米到幾百平方米),坍塌深度大(幾米到十幾米,可達30 ~ 40米)的特點。特別是壹些小城鎮和個體礦山開采淺煤層,也容易造成漏鬥狀塌陷,對土地資源和環境的破壞更大。地面沈降會造成礦區積水、土地鹽堿化、耕地和建築設施受損。由於地面沈降的突然爆發,往往會造成巨大的經濟損失和人員傷亡。相繼關閉的楊家杖子鉬礦、青城子鉛鋅礦、桓仁銅鋅礦、寬甸夾皮溝磚廟嶺硼礦、花子峪銅礦等大型國有礦山采空塌陷災害和隱患十分突出。由於礦山關閉、破產和重組,無法控制造成的危害。對附近居民和盲目進行殘采的小礦主的安全造成了極大的威脅。
1.2潛在礦山環境地質問題
1.2.1破壞和占用大量土地,破壞植被,造成土地沙礫。
據初步調查,該省煤炭、鐵、有色金屬等優勢礦種的開采、選礦、排土場占用和破壞了大量土地。如撫順煤田,僅西露天礦和三個排土場就破壞土地35.8km2,占城市土地面積的31.13%。阜新市及周邊地區有大小矸石山23座,累計蓄水6543.8+2.9億m3,約占土地32km2。此外,還有654.38+03采空塌陷區和2個大型露天礦,* * *破壞的土地面積約為184km2。這些垃圾場、廢山、露天礦、塌陷區穿插在生產生活區,造成土地利用率低,人民生活環境惡化。
采礦活動不僅占用大量土地,而且嚴重破壞地面植被,特別是壹些礦區群采、濫采、采礦秩序混亂,往往造成土地的礫石化、巖石化。例如,寬甸的萬寶銅礦區在歷史上曾是壹片茂密的次生林。上世紀80年代以前,植被覆蓋率達到80%以上,現在已經下降到30%以下。礦區有500萬m3廢石和尾礦,有50多個采空區,使2km2區域的植被完全喪失。
1.2.2自然景觀和旅遊資源的破壞
采礦,尤其是露天開采,嚴重破壞了自然景觀。我省許多著名景點都受到采礦活動的影響。千山西麓鐵礦開采產生的粉塵和采礦排水形成的降落漏鬥對千山風景區的古松影響很大。朝陽鳳凰山西麓沿線帶狀分布的采石場、水泥廠,強爆破造成的白茬山,過量的土石方剝離和粉塵汙染,嚴重破壞了自然景觀。該省的許多建築石材礦和水泥廠位於公路和鐵路沿線,它們千瘡百孔、廢石堆積和塵土飛揚的景觀使它們失去了美感。盡管各級政府采取措施關閉了旅遊景點周邊和主要公路鐵路沿線的大量采石礦,但采礦造成的廢墟仍未得到恢復。
1.2.3破壞了水平衡系統,導致區域水位下降。
我省許多礦山地質條件復雜,開采時需要疏幹,甚至深層疏幹,破壞了地表水和地下水系統的平衡,導致區域地下水位下降。近年來,因采礦造成的缺水地區日益增多,部分礦區地下水位下降十幾米甚至幾十米,出現大面積排水漏鬥,導致人民水井幹涸,河流斷流,生態環境遭到嚴重破壞。阜新五龍礦區地下水位下降近20米,影響面積3.6平方公裏,北票礦區地下水位大面積下降6米。鐵法礦區對礦井有不同程度的水位下降,深度為1.23 ~ 5m,總面積為14.8km2
此外,在沿海地區的壹些礦山,由於排水漏鬥不斷發育,邊界達到海平面,造成海水入侵。目前已發生海水入侵的礦區有:錦州石棉礦、瓦房店華銅礦、復州灣粘土礦。海水的入侵破壞了當地的淡水資源,加劇了供水短缺的矛盾,嚴重影響了地面植被。
1.2.4水土汙染問題突出。
多年來,由於采礦、加工和“三廢”的不合理排放,許多礦區周圍的生態環境受到嚴重汙染。對周圍地表水和地下水的汙染是該省最普遍的現象,特別是在壹些小型選礦廠和煤礦開采中,如黃金開采、鐵礦開采、硼礦開采和硫化物開采。這些小濃度廠大多將廢水直接排入河流,造成河流汙染,汛期河水溢出造成耕地汙染。
2導致礦山環境地質問題的主要因素
2.1復雜且不斷惡化的自然地質環境
遼寧地域遼闊,城市群密集,山區占國土面積的2/3。地質結構、地形和氣候條件非常復雜。遼東、遼南中低山區長期處於強烈隆升狀態,地震頻繁且烈度高,活動斷裂普遍,山高谷深;遼西丘陵地帶緩慢上升,植被稀疏,巖石裸露。經過多期構造運動和冰劈、凍融等強烈風化剝蝕,節理裂隙發育,巖體結構松散破碎,水土流失嚴重。下遼河平原和山間谷地不僅發育地表水系統,而且分布著各種特殊土,如凍土、軟土和膨脹土。春秋兩季的幹旱和大風加劇了排土場和尾礦庫的揚沙、揚塵和空氣汙染。夏季長時間的降雨和暴雨強度大,往往會激發露天礦的崩滑流災害。如阜新海州露天礦1953 ~ 1991期間發生滑坡77起,汛期暴雨、長時間降雨致災25起。上述自然地質環境背景是導致礦區生態環境問題廣泛性、多樣性、復雜性和嚴重性的主要內因。省內許多大型礦山,如齊大山、千前山、歪頭山、南芬等露天礦山和本溪、撫順、鐵法煤礦,多位於山地與平原交界處,在深部變質巖或砂頁巖中采掘。該區構造和活動斷層發育,地震烈度高,巖石完整性差,機械強度低。在爆破震動和地下水腐蝕溶解作用下,易軟化、泥化、裂隙崩塌,決定了崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害的必然性。然而,不合理的開采工藝和開采過程中的“三廢”排放方式進壹步惡化了本已脆弱的地質環境,誘發了各種礦山生態環境問題。
2.2過度追求經濟效益,缺乏基本的環保理念。
長期以來,我國礦產資源開發走的是能耗多、汙染大、資源綜合利用難度大的傳統路線。人們環保意識差,過度追求經濟效益,忽視環境保護和治理,是礦山環境持續惡化的根本原因。特別是上世紀80年代末,在“水快流走”思想的指導下,壹些地區的開發熱、采礦熱導致小城鎮和個體礦山壹哄而上,壹些國有礦山也被個人承包。生產設備差、生產工藝落後、管理水平低、安全生產條件差的礦井很多。給礦山環境帶來了巨大的沖擊和破壞。
2.3礦山企業生產技術水平低、設備落後是主要原因之壹。
遼寧省礦山企業設備落後,技術和管理落後,產業結構不合理。全省礦山企業中,全民所有制企業不到5%,95%以上是集體和個體企業。因為占全省礦山企業95%以上的集體和個體礦山企業生產技術水平低,集約化程度低,管理落後,而且許多國有大型礦山企業開采時間長,設備更新慢,造成礦產資源開發利用率低,忽視了絕大多數和伴生的有益元素。浪費資源和嚴重汙染環境。據統計,遼寧省礦產資源平均利用率為30% ~ 40%,礦產資源總回收率為30%,低於發達國家的20%。遼寧省有色金屬礦山企業平均貧化損失率為27%,資源總回收率為40% ~ 50%,低於國際水平10 ~ 20個百分點。資源能源二次利用率僅為世界先進水平的35%。礦山生產中資源貧化率高、綜合回收率低、二次開發率低是礦山環境惡化的主要原因之壹。
2.4礦山環境保護法律法規不健全,執法力度不夠。
我國僅有《中華人民共和國礦產資源法》、《中華人民共和國環境保護法》等少數法律對礦山環境提出了壹些原則性規定,可操作性較差。遼寧省礦產資源種類多、分布廣、礦山企業規模小的特點,決定了礦產資源開發分散、管理難度大。特別是礦山環境立法的不完善和礦業管理的微觀無序和宏觀失控,使得相應的礦業管理法律法規無法實施,導致礦產資源開采秩序混亂,濫采濫挖現象普遍存在。很多礦山只生產不投入,開采容易棄貧,開采容易棄難,造成礦產資源浪費嚴重,礦山環境汙染嚴重。
2.5礦山企業負擔重,環保投入不足。
我省很多礦山環境問題屬於歷史“積累”,過多的歷史欠賬是造成礦山環境保護壓力巨大的另壹個不可回避的因素。我省大部分礦山都是計劃經濟時期建立的。礦山企業歸國家所有,企業賺的利潤大部分上繳國家,但國家沒有給企業留資金治理礦山環境。這樣,采礦帶來的利潤被拿走了,而采礦造成的危害卻留在了當地。長此以往,礦山環境問題越積越多,現在資源幾近枯竭、經濟效益下滑的企業承擔了多年來形成的礦山環境破壞的責任,這是企業根本無法承擔的。礦區生態環境的恢復是壹項系統工程,需要大量的資金投入。目前國家整體經濟實力不強,礦山企業負擔重。企業根本承擔不起礦山環境治理的成本。
3礦山環境地質問題發展趨勢分析
3.1礦山地質災害的類型、規模和危害不斷擴大。
20世紀80年代,遼寧省發生了崩塌、滑坡、地面塌陷和水汙染等幾種礦山地質災害,主要發生在幾個大型露天煤礦。90年代,在上述災害愈演愈烈的同時,泥石流、水土流失、大氣汙染、巖爆、海水入侵等地質災害也相繼出現。千前山、歪頭山、南芬等大型露天礦山近年來發生大中型滑坡,西部露天礦山和海州露天礦山多次發生泥石流。在撫順、阜新、鐵法等已發生采空區和地面塌陷的礦區,特別是撫順煤田,隨著開采範圍逐步向城區擴展,地面繼續塌陷是必然的,災害將日益嚴重。地面塌陷災害已經從采煤擴大到有色金屬、滑石、硼、石膏等礦產。80年代以前,地面塌陷偶有發生,90年代以後,尤其是近兩年,更是時有發生。我們調查了72個地下開采礦山,有31個災害點發生了地面沈降,其中90%發生在九五期間。隨著開采範圍和強度的增加,塌陷點的數量會逐漸增加。目前,大部分礦區的地質災害治理處於羊死之後補,面渴挖井的被動局面。防護意識和能力的低下,必然導致災害發展速度和影響範圍的不斷擴大。
3.2礦業城市的地質環境問題日益嚴重。
遼寧省有許多因礦而興的城鎮。隨著采礦規模和強度的不斷擴大,這些城鎮產生了越來越多類型的環境地質問題,成為全社會關註和焦慮的熱點問題。如位於市區的撫順西露天礦和阜新海州露天礦兩個特大型礦山,已進入開采壽命的最後階段,地質環境遭到嚴重破壞,成為制約其城市規劃和經濟發展的最大瓶頸。西露天礦開采深度約390m,采坑面積14.5 km2;;海州露天礦開采深度200多米,采坑面積7.02km2,這兩個礦山幾乎每年汛期都有不同規模的滑坡、塌方和流量,邊坡變形嚴重威脅周邊企事業單位和居民的生命財產安全。據有關專家預測,閉坑前後地質環境將進壹步惡化,地質災害將更加明顯和突出,可能引發邊坡失穩、巖體滑移、地面變形、礦井充水和地震等諸多環境問題及其引發的地下水汙染。
鞍山、海城、大石橋等城市周邊鐵礦、菱鎂礦的開采,必然擴大環境影響面積,產生新的環境問題,加劇現有環境問題的危害。
3.3鄉鎮礦山的環境問題仍將十分嚴重。
遼寧省鄉鎮企業發展於20世紀80年代,現已在全省礦業中占有相當大的比重。1999年,鄉鎮礦業產量占41.59%,為國民經濟發展做出了巨大貢獻。但其發展也存在諸多問題,如資源利用率低;嚴重濫挖濫采;隨著鄉鎮企業的進壹步發展,特別是在礦產資源豐富的東部和西部山區,采礦業被優先作為促進當地經濟發展的重要產業。但是,目前鄉鎮礦業本身的壹些不完善因素很難在短時間內得到改善。如果不采取有力措施,礦山環境問題必然突出。
4預防和控制措施
4.1切實貫徹“預防為主、防治結合、綜合治理”的方針
礦山建設與礦山環境保護要同步規劃、同步實施,避免“先汙染後治理、先破壞後恢復”的整改,加強采礦活動前期綜合管理,從勘探開發源頭進行控制。各級地質礦產部門在審批采礦許可證前,應建立礦山地質環境保護方案審批制度。
4.2加強立法工作,建立比較完善的法律法規體系和管理制度,加強執法隊伍建設。
在全面實施《中華人民共和國礦產資源法》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國水汙染防治法》、《中華人民共和國水資源法》、《中華人民共和國水土保持法》的基礎上,研究制定配套的地方性法規和實施辦法。建立健全管理機構,明確執法主體,加強執法隊伍建設,提高執法水平,加大礦山生態環境檢查力度。各級國土資源部門要會同相關職能部門定期開展礦山環境保護執法檢查,做到有法必依、違法必究。
4.3加大宣傳力度,增強全民資源環保意識,樹立礦業可持續發展理念。
充分發揮報紙、廣播、電視等新聞媒體的宣傳和輿論監督作用,增強人民群眾的資源憂患意識、生態環境保護意識和法制觀念,及時報道和表彰礦山環境保護先進典型,公開披露汙染環境、破壞生態的違法行為。及時曝光嚴重汙染環境和破壞生態的單位和個人。加強對礦業權人和礦山經營者的礦山生態環境保護知識培訓,樹立礦業可持續發展理念,使全社會形成“珍惜資源、保護環境為榮,浪費資源、破壞環境為恥”的新風尚。
4.4加強對當地鄉鎮(集體和個人)的支持和管理
目前,鄉鎮礦山的發展已成為國民經濟建設中不可忽視的重要力量,但也帶來了許多環境問題。關鍵是要支持和幫助他們走上“在發展中保護,在保護中發展,礦業可持續發展”的軌道,對鄉鎮礦山實行“扶持、整頓、結合、提高”的政策。