陳學(xué)林

（河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，河南 鄭州 450046）

1 廢棄礦井的定義

廢棄礦井是人們開采自然資源遺留的廢棄工程及附屬物，主要有豎井、斜井和平硐以及與之相伴的廢棄地面附屬設(shè)施、廢土石及廢棄地。它是人為工程活動(dòng)的產(chǎn)物，是人類工業(yè)文明時(shí)期的地質(zhì)遺存，是一種新的地質(zhì)體，它最顯著的屬性是對(duì)地質(zhì)環(huán)境具有作用效應(yīng)，最突出的是其致災(zāi)作用。

2 河南省廢棄礦井現(xiàn)狀

截止2012年底，全省共查明各類廢棄礦井4706個(gè)。分布于京廣鐵路以西的廣大中低山區(qū)、丘陵和山前地帶（圖1）。從全省廢棄礦井結(jié)構(gòu)類型看，以豎井?dāng)?shù)量為最多，這類礦井一般為煤、鐵礦為多，多分布于低山丘陵地帶和山前地帶，也常常是居民密集聚居的區(qū)域；斜井及平硐次之，這類礦井礦種一般以位于中低山區(qū)的金屬礦為多，分布區(qū)居民一般較稀疏。

圖1 河南省廢棄礦井分布圖

3 廢棄礦井的環(huán)境效應(yīng)

3.1廢棄礦井的環(huán)境效應(yīng)

河南省廢棄礦井的環(huán)境效應(yīng)主要表現(xiàn)為對(duì)人、畜有意或無意接觸（進(jìn)入）時(shí)的生命安全危害和對(duì)所在地的地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境與資源環(huán)境的破壞，前者是廢棄礦井本身造成的，后者則是由廢棄礦井常常溝通不同含水層或地表有害物質(zhì)通過廢棄礦井進(jìn)入含水層造成的，有些廢棄礦井由于釋放有害氣體或易燃易爆氣體引發(fā)傷人或自燃、爆炸事故，同時(shí)，廢棄礦井常常伴隨地表廢棄建（構(gòu)）筑物、廢渣和廢棄土地，構(gòu)成不安全隱患或資源浪費(fèi)。

3.2廢棄礦井環(huán)境效應(yīng)特征

一般地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害對(duì)危害對(duì)象一般具有主動(dòng)攻擊性，危害對(duì)象一般是被動(dòng)受害，對(duì)于財(cái)產(chǎn)，地質(zhì)災(zāi)害一旦發(fā)生，其損失就不可避免，具有不可規(guī)避性，就是說，能不能造成災(zāi)害主要決定于地質(zhì)災(zāi)害本身。而廢棄礦井則具有主動(dòng)和被動(dòng)雙重攻擊性，對(duì)人、畜安全僅具有被動(dòng)攻擊性，災(zāi)害能否發(fā)生，主要決定于被害對(duì)象是否與廢棄礦井進(jìn)行了主動(dòng)接近。而對(duì)地質(zhì)環(huán)境的危害則具有主動(dòng)破壞性（主要表現(xiàn)為溝通不同含水層、溝通地表水與地下水，井口附近廢渣、廢棄建筑物占用土地資源、污染環(huán)境，或構(gòu)成不安全隱患）。

4 廢棄礦井評(píng)價(jià)方法

4.1總體思路

將廢棄礦井看作危害因子，每個(gè)危害因子由若干個(gè)二級(jí)因子組成。自然與社會(huì)環(huán)境看作被危害對(duì)象（易損因子），不同的環(huán)境特征對(duì)危害因子有不同的易損性（環(huán)境敏感性），圍繞危害性和易損性博弈狀況進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

4.2危害因子分析

根據(jù)河南省廢棄礦井的實(shí)際情況調(diào)查，總結(jié)分析得到主要危害因子（一級(jí)因子）有：廢棄礦井、廢棄建筑物、廢渣、廢棄土地。進(jìn)一步根據(jù)主導(dǎo)各因子對(duì)安全與環(huán)境危害程度的要素（二級(jí)因子）進(jìn)行分類或分級(jí)量化（賦值）。廢棄礦井按井口安全處置程度分級(jí)量化，廢棄建筑物、廢渣、廢棄土地分別按存在的數(shù)量分級(jí)量化。按照各一級(jí)因子對(duì)安全與環(huán)境的貢獻(xiàn)，并本著以人為本，安全第一的原則，采用專家打分的方法對(duì)各一級(jí)因子賦予權(quán)重值。

4.3 對(duì)危害因子潛在安全與環(huán)境影響力評(píng)價(jià)

4.3.1 對(duì)單一廢棄礦井的潛在安全與環(huán)境影響力評(píng)價(jià)。對(duì)單一廢棄礦井的潛在安全與環(huán)境影響力采用綜合指數(shù)模型描述：

Qj＝∑aibi

Qj-第j廢棄礦井安全與環(huán)境影響力指數(shù)；ai-第i評(píng)價(jià)因子的賦值；bi-第i評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。

各因子賦值及權(quán)重見表1。

4.3.2 廢棄礦井的潛在安全與環(huán)境影響分區(qū)評(píng)價(jià)。采用格柵網(wǎng)格剖分的方法，對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)區(qū)按照5×5km2網(wǎng)度進(jìn)行格柵化處理，每個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)評(píng)價(jià)單元，對(duì)每一單元進(jìn)行信息提取并量化計(jì)算。采用廢棄礦井安全與環(huán)境影響模數(shù)反映某一評(píng)價(jià)單元的影響程度：

Fm＝/Sm

Fm-第m單元安全與環(huán)境影響模數(shù)；Qj-第m單元第j廢棄礦井環(huán)境影響綜合指數(shù)；Sm-第m評(píng)價(jià)單元面積（km2）。

通過繪制全省廢棄礦井安全與環(huán)境影響模數(shù)剖分網(wǎng)格圖，可以清楚地看出全省廢棄礦井潛在影響程度在全省的分布。

4.4 安全與環(huán)境易損因子評(píng)價(jià)

環(huán)境影響模數(shù)反映了某區(qū)域廢棄礦井的潛在影響力，但對(duì)所在區(qū)域安全與環(huán)境能夠造成的危害程度還將受到該區(qū)域的易損性的影響，為此需要對(duì)環(huán)境易損性作出評(píng)價(jià)。

根據(jù)河南省實(shí)際情況，自然地理位置與人文、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度有密切相關(guān)，中高山地區(qū)人口密度小，人員接觸廢棄礦井的頻度低，對(duì)人員安全危害性較小，低山丘陵區(qū)農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)，人員活動(dòng)頻度增大，山前平原區(qū)城鎮(zhèn)、人口分布最為密集，工程活動(dòng)頻繁，農(nóng)用地、建設(shè)用地異常珍貴，綜合環(huán)境對(duì)廢棄礦井的敏感程度極高。水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境對(duì)廢棄礦井的敏感性，可按山前或平原區(qū)（礦井一般深入侵蝕基準(zhǔn)面以下或溝通不同含水層，對(duì)含水層影響較大）、低山丘陵區(qū)（礦井溝通區(qū)域含水層）、低山丘陵區(qū)（礦井不溝通區(qū)域含水層）、中高山區(qū)（礦井完全位于侵蝕基準(zhǔn)面以上或雖然溝通上層滯水，但對(duì)含水層危害不大）四類考慮。選取自然地理位置、人口分布密度作為易損因子，見表2。

同樣采用易損模數(shù)來描述某一評(píng)價(jià)單元的易損程度：

Tm＝∑aibi/Sm

表1 廢棄礦井危害因子賦值及權(quán)重

表2 環(huán)境易損因子賦值及權(quán)重

Tm-第m單元；ai-第i評(píng)價(jià)因子的賦值；bi-第i評(píng)價(jià)因子的權(quán)重；Sm-第m評(píng)價(jià)單元的面積（km2）。

4.5 綜合評(píng)價(jià)

綜合評(píng)價(jià)是衡量危害因子與環(huán)境易損因子博弈的程度的量值，其最終結(jié)果是表達(dá)某一地區(qū)廢棄礦井可能造成的危害程度，故引入危害度來定量評(píng)價(jià)廢棄礦井安全與環(huán)境的實(shí)際危害程度，危害度用下式表達(dá)：

Rm＝Fm/Tm

顯然，Rm值越大，安全與環(huán)境危害度越大。

結(jié)語

本文參照礦山地質(zhì)環(huán)境常用的評(píng)價(jià)方法并結(jié)合河南省廢棄礦井的實(shí)際情況對(duì)廢棄礦井評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了探討，對(duì)進(jìn)行全省廢棄礦井治理規(guī)劃具有重要意義。

對(duì)廢棄礦井作出正確評(píng)價(jià)，不僅在于建立正確的評(píng)價(jià)模型，參數(shù)的選取也是決定因素，故本文在對(duì)參數(shù)的選取上充分考慮了參數(shù)的科學(xué)性、系統(tǒng)性和可操作性[3]。危害因子參數(shù)均可以通過專項(xiàng)調(diào)查獲得，易損因子則可通過對(duì)資料的充分搜集獲取，本次對(duì)人口密度參數(shù)的選取采用了與人口密度密切相關(guān)的替代參數(shù)，即通過衛(wèi)星影像獲取的居民地面積系數(shù)。

各地廢棄礦井的礦種、開采方式、自然、社會(huì)條件不同，其環(huán)境效應(yīng)不同，必須因地制宜，科學(xué)評(píng)價(jià)。

[1]陳學(xué)林，王平.河南省廢棄礦井調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告[R].河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，2013.

[2]劉傳正，李鐵峰，溫銘生，等.長江三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害空間評(píng)價(jià)預(yù)警研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2004(4).

[3]鄭國明，梁合誠，龍翔，等.淺析礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)[J].安全與環(huán)境工程，2009.