李瑞云

摘要：作為各行業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的重要能源保障之一——煤炭占據(jù)了很重要的“角色”。在此背景下，煤礦的開(kāi)采質(zhì)量直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。露天煤礦作為煤礦開(kāi)采的一種重要形式，具有成本低、效率高、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，得到煤炭行業(yè)的廣泛關(guān)注。但是，露天煤礦在開(kāi)采的過(guò)程中引發(fā)了諸多環(huán)境問(wèn)題，造成生態(tài)環(huán)境的惡化，需要相關(guān)部門(mén)予以高度重視。本文簡(jiǎn)單分析了露天煤礦開(kāi)采存在的環(huán)境問(wèn)題，并探討了相關(guān)的防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：露天煤礦；環(huán)境問(wèn)題；環(huán)境保護(hù)；防止

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)于煤炭資源的需求量不斷增加，煤炭行業(yè)為了提高經(jīng)濟(jì)效益，不斷加大開(kāi)采力度，忽略了資源開(kāi)采活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境造成的破壞問(wèn)題，嚴(yán)重威脅礦區(qū)的生態(tài)安全。露天開(kāi)采是煤礦行業(yè)開(kāi)采活動(dòng)中應(yīng)用較為廣泛的形式，雖然在一定程度上能夠降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，但對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成的破壞也是十分嚴(yán)重的，例如土地流失、大氣污染、水體污染等問(wèn)題，使得生態(tài)系統(tǒng)退化，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，相關(guān)部門(mén)必須提高重視程度，采取有效對(duì)策解決煤礦開(kāi)采中的環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)境效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

1 露天煤礦開(kāi)采環(huán)境問(wèn)題簡(jiǎn)析

露天煤礦開(kāi)采的基本含義就是剝離覆蓋在礦體上的土石結(jié)構(gòu)，將礦體從上向下分為若干梯段，從而在露天環(huán)境下進(jìn)行煤礦開(kāi)采。露天煤礦開(kāi)采主要涉及穿孔爆破、采裝、運(yùn)輸、排土等環(huán)節(jié)，在這個(gè)過(guò)程中引發(fā)了多種環(huán)境問(wèn)題，概括為以下幾點(diǎn)：

1.1 過(guò)度開(kāi)采對(duì)土地的破壞

露天煤礦開(kāi)采對(duì)土地資源造成了嚴(yán)重破壞，主要包括采掘場(chǎng)造成的土地挖損問(wèn)題，外排土場(chǎng)和工業(yè)場(chǎng)地對(duì)土地的占用問(wèn)題等。露天煤礦開(kāi)采最基礎(chǔ)的工作就是穿孔爆破，往往對(duì)原始土表的結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞。土地挖損問(wèn)題指的是由于開(kāi)采活動(dòng)對(duì)淺層土壤以及地表形態(tài)造成破壞，使得該區(qū)域的生物種群受到影響，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，露天煤礦開(kāi)采過(guò)程中建設(shè)運(yùn)煤軌道、選煤場(chǎng)、排土道路、排水管道等，需要占用大量的土地，同時(shí)挖損造成的廢棄巖石被堆放外排土場(chǎng)，也占?jí)毫撕芏嗤恋?，破壞了地貌功能和地表植被。總之，挖損和占?jí)簢?yán)重干擾了該區(qū)域生態(tài)平衡，使得地貌、植被等受到破壞。

1.2 大氣環(huán)境的污染

露天煤礦開(kāi)采過(guò)程中由于地表剝離、爆破、裝運(yùn)、卸載、排土等環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染。儲(chǔ)煤場(chǎng)堆放大量的煤炭資源，但是由于為露天工程，因此擋風(fēng)抑塵相關(guān)設(shè)施的設(shè)置不足，在風(fēng)力的作用下，不僅會(huì)產(chǎn)生很多的煤塵，污染大氣環(huán)境，而且會(huì)造成煤炭資源的損失、浪費(fèi)。露天煤礦開(kāi)采區(qū)還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫等有害氣體，其主要來(lái)源為煤矸石的自燃。此外，工業(yè)場(chǎng)地的鍋爐、熱風(fēng)爐由于沒(méi)有安裝脫硫除塵裝置，也會(huì)排放大量的煙塵、二氧化硫等有害物質(zhì)，對(duì)大氣環(huán)境造成污染。

1.3 地表水和地下水資源污染

露天煤礦開(kāi)采過(guò)程中礦坑中的污水、排土場(chǎng)的淋溶水、工業(yè)場(chǎng)的生產(chǎn)廢水等嚴(yán)重威脅地表水和地下水的水質(zhì)。首先，礦坑中的水含有大量的重金屬離子，其中很多屬于有毒物質(zhì)，由于礦坑水不經(jīng)過(guò)科學(xué)處理被隨意排放，對(duì)周圍的地表水造成污染，影響周邊居民的生活用水；其次，排土場(chǎng)的煤矸石由于降水生成的淋溶水中含有堿金屬、堿土金屬、硫等有害物質(zhì)，流入地表水會(huì)造成水體污染，同時(shí)深入地下水層，也會(huì)造成地下水資源的污染；最后，工業(yè)場(chǎng)地排除的生產(chǎn)廢水具有很強(qiáng)的污染性，包括石油類、化學(xué)藥劑、懸浮物等污染因子，沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理直接排放到外界環(huán)境，造成地表水和地下水污染，嚴(yán)重影響周邊的土壤及地表植被。

1.4 廢棄礦坑對(duì)環(huán)境的影響

在新中國(guó)成立初期成立的露天煤礦，其儲(chǔ)藏的煤炭資源基本被開(kāi)采完成，造成很多的廢棄礦坑問(wèn)題。在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中往往形成規(guī)模較大的礦坑，受到地表水、地下水的作用，同時(shí)地質(zhì)結(jié)構(gòu)也不斷變化，使得這些廢棄礦坑出現(xiàn)水土流失、塌陷、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)礦物周圍的工廠以及居民的正常生產(chǎn)、生活造成影響，不僅產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)威脅周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境。

1.5露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境的變化與環(huán)境地質(zhì)災(zāi)變發(fā)展趨勢(shì)

露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境將發(fā)生改變，環(huán)境地質(zhì)災(zāi)變有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，主要體現(xiàn)在水文地質(zhì)環(huán)境的變化。露天礦閉坑前為維持正常生產(chǎn)與邊坡安全的全套疏干排水系統(tǒng)，在采礦結(jié)束后不可長(zhǎng)久維持，一旦停止，則地表水、地下水將向礦坑匯集，原來(lái)的疏干邊坡（簡(jiǎn)稱為干邊坡或干坑）將逐漸充水成為濕邊坡，使邊坡巖體含水量增大，強(qiáng)度大幅下降，地下水水位上升，邊坡穩(wěn)定性下降，從而發(fā)生滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。

許多露天開(kāi)采的礦山，下部曾由地下開(kāi)采過(guò)，巖體受到擾動(dòng)、破壞發(fā)生沉陷，再在露天開(kāi)采與地下開(kāi)采的復(fù)合作用下，邊坡巖體被切割、再度破壞與擾動(dòng)，隨著終采閉坑，邊坡將加陡至最終幫坡角，這樣脆弱的邊坡在自然與人工營(yíng)力如暴雨。地震或礦震等作用下更易發(fā)生滑坡、塌陷。

所以，如不能提前采取合理的治理措施，則露天礦閉坑后地質(zhì)環(huán)境必然惡化，環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的危險(xiǎn)性也必然增大。

2 露天煤礦開(kāi)采環(huán)境問(wèn)題防治對(duì)策

2.1土地破壞的防治措施

2.1.1土地的復(fù)墾再利用。為避免土地資源的浪費(fèi)，露天煤礦在開(kāi)采過(guò)程中，要積極采取有效措施，加強(qiáng)對(duì)土地資源的保護(hù)和利用，具體可以從以下幾點(diǎn)入手：第一，重新規(guī)劃老礦區(qū)，通過(guò)分區(qū)復(fù)墾的方式，實(shí)現(xiàn)煤礦產(chǎn)業(yè)工人的及時(shí)轉(zhuǎn)產(chǎn)，雖然前期需要投入較大的資金，但是經(jīng)過(guò)幾年的改善就可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，不斷擴(kuò)大復(fù)墾規(guī)模，形成良性循環(huán)；第二，積極建設(shè)內(nèi)部排土場(chǎng)，減少對(duì)土地的占用問(wèn)題，避免對(duì)外界環(huán)境造成的地質(zhì)破壞，保證礦區(qū)的安全生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行。因此，在未來(lái)的露天煤炭開(kāi)采方案設(shè)計(jì)中，必須加強(qiáng)對(duì)土地復(fù)墾和內(nèi)部排土建設(shè)的規(guī)劃研究。

2.1.2耕作層土壤和表層土壤是經(jīng)過(guò)多年耕作和植物作用而形成的熟化土壤，是深層生土所不能替代的，對(duì)于植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有著重要作用。應(yīng)對(duì)礦區(qū)擬破壞的露天采礦場(chǎng)熟化的表土進(jìn)行剝離，用汽車運(yùn)輸?shù)街付ū硗炼逊艌?chǎng)堆存，閉礦后直接作為露天采礦場(chǎng)復(fù)墾用土。endprint

2.1.3修建運(yùn)輸?shù)缆窌r(shí)，要充分利用已有礦山運(yùn)輸?shù)缆贰⑧l(xiāng)村道路，不占或少占耕地、林地。避開(kāi)土壤狀況良好、植被生態(tài)復(fù)雜地段，減少對(duì)礦區(qū)植被和土壤的破壞。

2.1.4采用機(jī)械、人工等方式對(duì)采場(chǎng)邊坡進(jìn)行清理，清除松動(dòng)、凸起的碎（塊）石。對(duì)平臺(tái)進(jìn)行人工、機(jī)械平整，清除場(chǎng)地內(nèi)較大石塊；休息室、表土堆放場(chǎng)建筑進(jìn)行拆除、平整；區(qū)內(nèi)道路進(jìn)行平整、回填；平整后場(chǎng)地坡度要滿足復(fù)墾場(chǎng)地需求。

2.1.5對(duì)平整后的平臺(tái)場(chǎng)地穴狀坑及采場(chǎng)邊坡平臺(tái)進(jìn)行覆土，覆土來(lái)源為礦山開(kāi)拓時(shí)剝離堆存于表土堆放場(chǎng)的表土。采用機(jī)械、人工等方式，剩余的表土采取就近的原則平覆于擬復(fù)墾林地的場(chǎng)地，覆土平均厚度≥0.5米。

2.1.6礦區(qū)復(fù)墾土壤以生土為主，土壤養(yǎng)分含量和地力不足，恢復(fù)待復(fù)墾土地的肥力和生物生產(chǎn)效能，就必須采取恢復(fù)土壤、肥化土壤的措施。因此復(fù)墾的地塊根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r增施農(nóng)家肥與生物菌，林木落葉留底以提高土壤的有機(jī)物含量，改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性狀，增加土壤肥力。

2.2空氣污染的防治措施

2.2.1施工揚(yáng)塵防治措施。土石方開(kāi)挖避免在大風(fēng)天氣進(jìn)行，完工后及時(shí)回填、平整場(chǎng)地；工業(yè)場(chǎng)地輔助配套工程施工，首先做好路面硬覆蓋；易產(chǎn)生揚(yáng)塵的建筑材料采用封閉車輛運(yùn)輸；設(shè)置圍布、擋板，禁止高空拋撒建筑垃圾和起塵的料、渣土的 外溢；施工揚(yáng)塵防治關(guān)鍵要加強(qiáng)施工管理，管理到位，可以有效減輕對(duì)環(huán)境的影響。

2.2.2運(yùn)營(yíng)期地面運(yùn)輸系統(tǒng)的防塵措施。輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)棧橋露天部分均加設(shè)皮帶罩棚，篩上設(shè)布袋除塵器集塵；在其周圍設(shè)置彩色防風(fēng)擋板，阻擋煤塵的擴(kuò)散。儲(chǔ)煤設(shè)施應(yīng)采用圓筒倉(cāng)儲(chǔ)煤方式；轉(zhuǎn)載點(diǎn)、原煤卸載站設(shè)置通風(fēng)除塵裝置和噴霧灑水裝置。

2.2.3采場(chǎng)、排土場(chǎng)揚(yáng)塵治理。對(duì)采掘工作面，合理布置炮孔，正確選擇爆破參數(shù)和加強(qiáng)裝藥、沖填等作業(yè)的管理，爆破前向巖體注射高壓水，或利用灑水裝置；鉆機(jī)設(shè)袋式集塵器，爆破后灑水降塵；配備灑水車往返于坑內(nèi)外道路，對(duì)排土場(chǎng)工作面及其與采掘場(chǎng)之間的道路進(jìn)行經(jīng)常性地灑水，以增加路面、作業(yè)面積塵濕度。排土場(chǎng)定期碾壓，降低起塵。對(duì)已經(jīng)結(jié)束排棄的排土場(chǎng)平臺(tái)，在不影響整個(gè)露天礦排土作業(yè)的條件下及時(shí)覆土綠化；沿固定幫坡種植防風(fēng)林帶。

2.3邊坡防治措施

2.3.1高度重視露天礦邊坡管理工作，建立健全邊坡安全管理機(jī)構(gòu)制度，剝采生產(chǎn)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)給出的邊坡角、平臺(tái)進(jìn)行留設(shè)，嚴(yán)禁越采超挖。

2.3.2采用邊坡穩(wěn)定性雷達(dá)或邊坡監(jiān)測(cè)機(jī)器人加強(qiáng)邊坡變形監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)掌握邊坡變形的動(dòng)態(tài)情況和規(guī)律，對(duì)于出現(xiàn)的任何局部、小規(guī)模的邊坡坍塌滑落還要進(jìn)行專門(mén)的分析和治理方案設(shè)計(jì)。

2.3.3露天礦地下水豐富，建議建立完善的疏干排水系統(tǒng)，在采場(chǎng)發(fā)現(xiàn)出水點(diǎn)，詳查后打水平孔，釋放靜水壓力，夏季暴雨會(huì)給采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性帶來(lái)威脅，此時(shí)要加強(qiáng)疏干，特別是斷裂帶和煤層頂?shù)装宓娜鯇?，一定要詳查，做到“有疑必探，先探后采”?/p>

2.3.4建立日常的巡查監(jiān)測(cè)制度，特別是春季解凍期、雨季或坡面上出現(xiàn)沉陷裂縫時(shí)更要加強(qiáng)巡查監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況（如邊坡有明顯失穩(wěn)先兆）及時(shí)預(yù)警避讓，或采取防治工程措施。

2.3.5抗滑樁是穿過(guò)滑坡體深入于滑床的樁柱，用以支擋滑體的滑動(dòng)力，起穩(wěn)定邊坡的作用，適用于淺層和中厚層的滑坡，是一種抗滑處理的主要措施。

2.4水污染的防治措施

2.4.1修筑截礦山排水溝渠。礦山排水溝渠溝建于礦場(chǎng)四周，當(dāng)雨季降水量大，既起到阻擋作用，而且還起到梳流作用。

2.4.2河流改道。針對(duì)穿過(guò)礦區(qū)的河流，必須對(duì)河流進(jìn)行改道遷徙，路線改道應(yīng)選擇短，地勢(shì)平緩弱滲水地段。同時(shí)還要考慮礦山的發(fā)展前景，避免二次分流。新河道的起點(diǎn)應(yīng)該在河床沖刷易發(fā)區(qū)進(jìn)行選擇，并與原有的河道河勢(shì)想適應(yīng)。

2.4.3調(diào)洪水庫(kù)。季節(jié)性的地表水流橫穿開(kāi)采境界時(shí)，除采取改道措施外，須在礦區(qū)上游修筑調(diào)洪水庫(kù)截流和貯存洪水。

2.4.4修筑攔河堤。當(dāng)露天開(kāi)采和附近的河流周圍地面水平的境界，湖白的岸邊標(biāo)高相差較小，甚至低于岸邊地形時(shí)，應(yīng)該修建岸邊護(hù)堤堰。防止河水漫灌到采礦場(chǎng)。

2.4.5防滲帷幕。防滲帷幕防水是在露天礦開(kāi)采境界以外，在地下水涌人采場(chǎng)的通道上，設(shè)定若干一定距離的注漿鉆孔，并依靠漿料在裂縫中的擴(kuò)散，凝結(jié)組成一道擋水隔墻，所謂防滲帷幕就是指由若干個(gè)注漿鉆孔所組成的擋水隔墻

3“數(shù)字礦山”技術(shù)展望

目前，對(duì)于“數(shù)字礦山”的定義國(guó)內(nèi)外尚未完全統(tǒng)一。通俗地講，數(shù)字礦山就是一個(gè)礦山范圍內(nèi)的以三維坐標(biāo)信息及其相互關(guān)系為基礎(chǔ)而組成的信息框架，并在該框架內(nèi)嵌入我們所獲得的信息的總稱。數(shù)字礦山建設(shè)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，第一，數(shù)字礦山能以數(shù)字化的形式全面反映礦區(qū)的地質(zhì)信息、力學(xué)信息、露天煤礦礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量和開(kāi)采情況，有利于根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息做出合理的開(kāi)采規(guī)劃，在保證礦產(chǎn)資源穩(wěn)定供應(yīng)的同時(shí)，促進(jìn)資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)工作，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。第二，數(shù)字礦山能適應(yīng)日益增多的深層開(kāi)采條件，并結(jié)合自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)，使礦工遠(yuǎn)離高溫和巖爆威脅等惡劣環(huán)境，減少和避免礦山安全事故。第三，對(duì)礦山開(kāi)采引起的各類生態(tài)破壞和環(huán)境污染問(wèn)題進(jìn)行數(shù)字化分析，以為礦山的生態(tài)重建方案、災(zāi)害評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)體系等提供參考依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，露天煤礦開(kāi)采是煤炭產(chǎn)業(yè)的重要工程，作為一種不可再生資源，在不斷提高生產(chǎn)效益的同時(shí)，長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)活動(dòng)已經(jīng)引起了造成了很多的環(huán)境污染問(wèn)題，露天采煤對(duì)環(huán)境的最直觀的影響就是大面積的表層剝離直接破壞了地面景觀和生態(tài)環(huán)境，包括土地、大氣、水資源等方面的污染，我們必須從注重分析性思維向分析性、協(xié)調(diào)性、綜合性思維轉(zhuǎn)化，從單項(xiàng)技術(shù)、分科發(fā)展、常規(guī)觀測(cè)想復(fù)合技術(shù)、現(xiàn)代信息手段、多學(xué)科綜合系統(tǒng)發(fā)展轉(zhuǎn)化；追求最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益；實(shí)現(xiàn)露天煤礦開(kāi)采與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，相關(guān)的煤炭企業(yè)要提高重視程度，積極采取有效對(duì)策，處理好資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益雙贏，促進(jìn)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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