矿山地质环境治理问题研究？

1. 矿山地质环境治理问题研究？

随着我国经济规模的不断扩大,国力的不断增强,上世纪末期各类矿山无序开采引发的矿山地质环境问题越来越突出,因矿山开采引发的地表塌陷、崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害,给国家造成严重的经济损失并威胁到人民的生命财产安全。各类风景名胜区、自然保护区内及国道、省道及高速公路两侧各种建材来矿山的开采形成大量高陡掌子面,基岩直接裸露,无植被覆盖,而其周边植被发育正常,从而导致掌子面基岩与周边环境不协调,宛如一个个伤疤分布在青山绿水中,整体形象极不和谐,严重影响视觉效果。2009年是山东省全运年,第十一届全国运动会在山东省会济南举办,为给各省来宾留下难忘的济南印象,济南市政府及时启动了两区三线周边的破损山体及其他废弃矿山地质环境治理。近年作者承担的矿山地质环境治理项目种类较多,有破损山体治理、崩塌、滑坡地质灾害治理、地裂缝、采空区治理等,为单位创造良好的经济和社会效益的同时,也积累了丰富的地质灾害治理工程施工经验。在近年承担的地质灾害治理项目中燕翅山矿山地质环境治理项目尤为重要,因为该项目资金来源为中央财政资金,同时又是山东省地质灾害重点项目。该项目包含多种类型的地质灾害,有崩塌、滑坡、山体裂缝、采空区等,而所有地质灾害的根源均为矿山无序开采引发。当年矿山开采缺少规划,管理无序,在开采后形成了巨大的矿山采空区,同时后期的乱采将矿柱破环直接导致山体应力分布产生不均衡,加剧了燕翅山地质灾害发生发展。采矿过程中弃渣乱堆乱放,在山体周围形成了5个渣石堆。矿山于1996年闭坑后到现在,由于矿山采空引起了一系列的矿山环境问题。首先是采空塌陷导致山体开裂形成16条裂缝及北侧山体的崩塌,其次在长期内外动力地质作用下,5个渣石堆发生位移变形,发生滑坡,危及山下驻地单位及学校等,受威胁人群约3100人。作者作为主要技术人员参加了济南市燕翅山Ⅰ#主裂缝和3#渣石堆以及采空区充填工程的治理施工任务,采取了裂缝充填、锚喷支护、挡墙修建及毛石格栅以及绿化、排水、采空区充填等综合手段,部分恢复了燕翅山矿山地质环境,提升了燕翅山整体形象。破损山体治理主要通过危岩卸载、客土回填、整体排水、挡墙修建及整体绿化提升等方法手段,使治理后山体与周边环境协调一致,达到整体形象的和谐一致。各类项目竣工后作者参加了多个项目的经济审计,以便确定工程款支付数量。审计过程中因采用定额标准的不同,施工工法理解不一致以及专业差别,尤其因为矿山地质环境治理工程的特殊性,工程本身决定施工中经常发生变更,各方对工程施工过程的理解差异导致对工程决算产生重大分歧,各方反复沟通导致浪费大量人力物力。通过燕翅山矿山地质环境治理等项目的实施,我个人有下列几点体会:1 要深入研究矿山地质环境问题形成的机理矿山地质环境问题的形成机理要通过采取地质调查、工程钻探、地球物理勘探及地球化学勘探等多种手段,查明形成的机理、根源及影响和控制要素。2 重视地质灾害防治工程的勘查设计地质灾害防治工程的勘查设计单位必须具有相关地质灾害防治工程相关资质,同时要充分重视勘查工作,所有环境地质问题的产生根源要依靠勘查工作去查明,作为设计工作的基础,勘查工作要根据不同的灾害类型及其所处地质环境等条件采取不同的勘查手段。要充分研究地质灾害的成灾机理,针对问题的根源进行治理设计,在设计过程中要充分考虑设计的适用性和实用性,既要经济合理,又要科学可行。3 矿山地质环境修复与地质灾害治理相结合地质环境的修复要与地质灾害治理措施相结合,在灾害治理施工中要充分考虑施工措施对周边环境的影响,同样在地质环境修复中也要考虑到避免引发新的地质灾害,要作到灾害治理与矿山地质环境修复的和谐统一。矿山地质环境治理所采取措施要确保其效果与周边环境的协调一致,达到增强视觉效果,提升整体形象的目的,既要经济合理,又要科学可行。4 亟待建立灾害治理项目预算标准体系地质灾害治理工程施工项目工艺复杂,采取治理措施形式较多,作者在治理工程完成后进行的审计过程中发现,地质灾害治理工程暂时无统一的预算标准,只能借鉴参考建筑工程定额或地质勘查收费标准 或工程勘察设计收费标准(发改委、建设部)等相关标准,不同单位、不同项目采用标准不一,亟待有关单位出台统一的地质灾害防治工程勘查、设计及施工、监理等相关收费标准,对地质灾害治理行业收费进行规范。
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2. 　矿山开发中的环境地质问题的研究

由于矿山开发的客观要求，再加上许多技术和人为因素的影响，致使矿山在开发和利用过程中对水土环境产生了重大的影响和破坏作用。据不完全统计，1990年底，因开采煤炭造成的土地塌陷面积达30万km2,1993年底达40万km2左右，到去年年底统计土地塌陷面积已达近60万km2，预计今后每年还将以4～5%的速度递增，到2020年土地塌陷面积将达近120万km2。另外煤矸石压占土地和露天矿开采对土地的破坏也相当严重。我国的水资源在地区上分布很不平衡，北方水资源相当贫乏，而煤矿又主要集中在北方，这种煤炭开发的布局与水资源分配的矛盾，使本已缺水的北方更是雪上加霜。据261对矿井调查，1998年矿井总排水量为13.1亿m3，平均吨煤排水量约4.0m3。尤其是煤炭工业建设向西部战略的转移，更面临着严重的水资源短缺问题，从而制约着我国煤炭工业的持续、稳定、协调发展。因此矿山开发水土环境地质问题的研究非常重要，其研究趋势表现为如下方面。
一、煤炭开发对水环境的影响及其保护技术
1.煤炭开发对水环境的影响
煤炭开发将对水环境产生极大的影响，主要表现在如下几个方面：
（1）地下水补排关系发生变化。这种变化几乎在所有矿区都有发生，而且十分明显，例如平顶山矿区在采矿前是地下水补给地表水，平顶山山前有泉水出露达40多处，湛河长年流水，而随着煤炭的开采，地下水位不断下降，地表水补给地下水，泉水消失，河水经常发生断流。含水层之间的补给关系也发生了变化，如在采矿前石炭系与寒武灰岩之间有一层10多米厚的铝土泥岩，使二者之间无水力联系；而采矿过程中铝土泥岩局部地段遭到破坏，使二者彼此连通，形成了寒武灰岩含水层向石炭系含水层补给的关系。对于排泄而言，开采前地下水以泉水和河水形式排泄，而开采后则以矿坑疏干排水和人工开采形式排泄等等。
（2）地下水流态发生改变。这种变化表现为层流向紊流的变化，而且随着矿井疏排水的时空变化而程度不同。一般情况下，距疏水巷道越近水流状态变化越大，反之则水流状态变化越小；同样疏排水初期水流状态变化大，而随着疏排水的延续和流量的稳定，水流状态变化越来越小。判断水流状态发生改变的标准是区域内雷诺系数增大的情况，当雷诺系数大于100时，则地下水流态成为紊流区。
（3）地下水动态的改变。这种变化有两个方面的表现，一方面是微观动态变化，其变化规律和未开采条件下相似，受降雨及微观地下水潮汐的影响，只不过叠加了趋势变化而已；另一方面是宏观趋势性动态变化，其变化规律是水位不断下降，水量逐渐减小并趋于平稳。
（4）水—岩作用环境变化。在煤矿巷道中，新鲜岩石暴露于通风环境下，致使原来的还原环境改变为氧化环境，Eh值升高。若煤中硫含量和岩石中和能力达到一定的比值，则会形成酸性水，pH值降低。这样Eh值和pH值的变化就会引起水—岩作用环境变化。
2.矿山开发引起的环境问题
（1）水资源枯竭。由于采矿引起水环境变化，使供水系统大量报废，水源地不能使用，这种情况已达到了相当严重的程度。全国统配煤矿矿区供水情况调查结果综合表，表明有86%的矿山城市出现缺水现象。
（2）水体受到严重污染。水环境的变化导致岩石淋蚀作用加强，水中有毒有害成分增加。据统计，30条500km以上的河流中，有18条受到煤矿开采的污染。如四川的金沙江、辽宁的太子河、山东的汶河、河北的滏阳河等。煤矿范围内的河流更是严重，几乎所有河流都受到污染。水中含有较多的有机和无机悬浮固体物质。pH值很低，  、Ba2＋、F-、酚类化合物、Fe、Ge、Mg以及放射性物质严重超标，供水系统污染，水生生物死亡，土地板结，蔬菜及粮食遭到污染等等，给人们的生产和生活带来严重后果。
3.水环境保护技术
煤炭开发对水环境影响的四个方面中，补排关系、流态和动态变化三个方面是由含水层结构破坏和水循环规律变化引起的，而水—岩作用环境变化是由水化学相平衡变化造成的。水环境保护技术则从产生这些影响的原因入手，阻止煤炭开发对水环境产生的副面影响。
（1）防止或减轻含水层结构的破坏。煤矿开采使围岩变形和移动。在采空区上覆岩层直至地面，出现冒落带、弯曲带和裂缝带。岩层移动发展到的层位的含水层结构受到破坏，隔水层—含水层相对关系发生变化，蓄水构造受到破坏，地下水赋存条件发生改变，降低了地下水的调蓄能力，地下水位大幅度下降，水流态和动态也发生了十分明显的变化。
含水层结构的突然破坏，一般发生在采用不适当的采煤方法情况下。为防止或减轻含水层结构的破坏，应采取下列措施：①尽量采用充填采煤和条带式开采方法，同时适当减小第一、二层的开采厚度，并要求顶板一次暴露面积不能过大；②顶板岩层坚硬不易冒落时，应采用人工放顶；③调查老窑采空区，废巷和岩溶等地质开采资料，防止因疏干老窑积水及岩溶含水层水位，造成含水层结构的突然破坏。
（2）利用水循环规律的变化。为了煤矿开采的需要，增加了外供水及矿坑调节。同时采煤过程中含水层结构发生了破坏，致使水循环规律和水量平衡条件发生很大变化，从而改变了矿区水环境条件，以迟久监等人对山西煤矿开采前后水循环规律的对比为例，可得出以下结论：采煤条件下流域地表水汇流条件不断改变，渗漏补给增加；地下水的补给径流和排泄条件变异，地面径流、基流和潜流中各有一部分或全部转为矿坑水；地下水的运动由采煤前的以横向运动为主，变为以垂向运动为主，地下水由以前的基流和潜流排泄为主，变为以矿坑排水为主的方式排泄。
从水环境保护的角度出发，我们必须依据这些水循环特点在矿下设计“净水疏排巷道”及“疏排”结合孔，并配套设计供水系统，实现“排供结合”或“疏供结合”，解决水资源枯竭问题。
（3）保护水化学相平衡。水—岩作用环境的变化是由水化学相平衡变化引起的，以Fe的Pe-pH水化学相平衡为例，反映了不同Pe和pH条件下水—岩作用的平衡关系。其它金属离子也有类似的水化学平衡。因此水化学相平衡的变化，势必引起水—岩作用环境和方向的变化，导致水中金属离子的动态变化。
水化学相平衡的决定因素是Pe和pH，因此，要深入分析各种水化学相平衡的动态变化条件，设计保护水化学相平稳的参数，实现矿坑水的污染“源区”控制，根据不同的条件采取不同的控制方法，同时实现矿井水的综合利用。
实现矿井水的综合利用的技术比较成熟的有：①混凝沉淀法；②电渗析法；③中和法。有待进一步研究与开发的技术有：①两段接触生物氧化净化技术；②地学—生态工程学技术；③洗水闭路循环技术；④沙地净化工艺。
二、煤炭开发对土地环境的影响及其保护
1.井工开采对土地的影响
（1）地表塌陷。我国煤炭产量95%以上为井工开采，产生的地表塌陷成为对土地环境影响的主要形式。根据矿区地形、地貌、自然环境及地质、采矿条件的不同，地表塌陷对土地环境的影响可分为三类：①丘陵山地塌陷地。开采后地形、地貌无明显变化，基本不积水，对土地环境影响较小，个别地区引起山体滑移等环境工程地质问题；②中、低潜水位平原塌陷地。因地下水位较深，开采塌陷后地面有小部分常年积水，缓坡地发生季节性积水，从而造成水土流失和盐渍化。这类矿区大多分布在黄河以北的大部分平原矿区。③高潜水位平原塌陷地。由于地下潜水位高，地表大部分常年积水，造成耕地绝产，坡地大部分发生季节性积水，从而使地表农田水利设施遭受严重损坏。这类矿区大部分位于黄淮海平原的中东部。
（2）煤矸石压占土地、影响生态环境。煤矸石是煤矿排放量最大的固体废物，煤矸石废弃堆积对环境的影响主要是：占用大量土地，影响生态、破坏景观；煤矸石自燃污染大气，矸石山还会发生爆喷崩塌，阻塞交通；矸石山淋溶水中使水量呈现较强酸性或含有有害有毒元素，污染周围土壤和水体，危害农作物和鱼类生长。
2.露天开采对土地的影响
（1）挖损剥离土地。露天矿对土地环境的影响的表现形式最直接的是对矿区煤层上方的表土和岩层剥离，因此，对矿区地形地貌和整个生态环境的破坏最大。如抚顺露天矿、元宝山露天矿、阜新露天矿等二十多个北方著名露天矿平均采万吨煤要挖损土地0.10～0.16km2。1949～1989年，我国露天矿挖损土地总面积达9600km2,1990～1998年我国露天矿以每年1200km2的速度增长，即去年底整个挖损土地面积已达21600km2。2000年以后每年还将以8～9%的速度增加，至2020年每年将挖损土地3600km2。
（2）排土场压占土地。根据二十多个北方著名露天矿调查估算，每采万吨煤排土场压占土地0.10～0.22km2。1949～1989年全国露天煤矿排土场压占土地约8000km2;1990～1998年，每年以1000km2的压占地增加，去年底已压占18000km2;2000年后每年仍将以8～9%速度增加，到2020年将达到3000km2。
3.煤炭开发的土地环境保护
（1）开采技术措施。开采技术措施是指从土地环境保护的角度出发，以采煤和环境保护并重为原则，通过合理设计开采方法来达到防止矿山地表土地环境破坏的目的。这种技术有：①留设保护煤柱；②充填法管理顶板；③条带式开采；④消除开采边界的影响；⑤协调开采等等。这些技术在“三下”采煤研究中有详细的论述和要求，由于篇幅所限，本文不再赘述。
（2）土地复垦技术。矿区土地复垦不强求恢复到塌陷前原来的状态，而是依据各矿区具体条件，本着因地制宜与经济、环境、社会效益相统一的原则，宜农则农，宜林则林，宜建则建，并可开发为娱乐场所。按复垦后的土地用途可以分为建筑复垦、农业复垦、林业复垦、渔业复垦、草地复垦、娱乐园地复垦及生态农业复垦7类。具体技术详见矿山土地复垦研究现状与趋势。
三、矿山的地热灾害
1.矿井热害的现状
矿山的地热灾害主要表现为矿井热害。解放前我国矿井由于开采的深度有限，各类矿井很少出现矿井热害；解放后，我国采矿事业迅猛发展，新矿井大量兴建，老矿井逐渐向深部延伸，一些矿井逐渐受到地下热水和地热的威胁。随着开采深度增加，井下温度逐渐升高，湿度加大，严重影响作业人员的身体健康和工作效率，从而构成矿井热害。我国矿井热害的治理与研究工作始于50年代。随着煤炭系统出现热害的矿井的增多，煤炭工业部于1975年至1978年曾召开过五次矿井地温研究及降温工作技术座谈会，交流测温和降温技术。在国外早已出现矿井热害问题，秘鲁、南非、日本、美国、赞比亚、墨西哥、尼加拉瓜、前捷克斯洛伐克、前苏联及前联邦德国都存在矿井热害问题，并进行了不同程度的研究与治理工作。
2.矿井热害的分类法
（1）中国科学院地质研究所地热室对矿区地温类型的划分。1981年，中国科学院地质研究所地热室编著出版了《矿山地热概论》一书，对矿区地温类型进行了划分。该书以我国东部若干矿区实际资料为基础，从矿区地热研究、热害防治的目的出发，对已知矿区划分为六个类型。即基底抬高型、基底坳陷型、深大断裂型、地下水活动强烈型、深循环热水型和硫化物氧化型。
（2）阎如燧的矿床地温类型划分。1981年阎如燧在《水文地质工程地质》期刊1981年第三期发表的”试谈矿床地温工作中的几个问题”一文中，对矿床地温进行了划分。他的划分原则是：既能充分反映地温的赋存状态和成因方面的明确概念，又便于探求不同地温类型在勘探方法上和降温措施方面的主要特点，不考虑开采方法。据此原则，结合一些实际资料，把矿床地温类型划分为热水、岩温、混合三个类型。
（3）王锐的矿床地温类型划分。1999年，王锐编著的《矿井热害勘探预测与治理》一书中，以地温的赋存状态、深部热源向地壳上部导热的载体的性质和人为因素造成的矿井热害为划分原则，将矿井热害类型划分为：正常地热增温型、地热异常型（包括岩温地热异常亚型和热水地热异常亚型）和碳、硫化物氧化热型。
3.矿床普查勘探时对矿井热害的预测评价
近年来，由于具有热害的矿井增多，在进行固体矿床普查勘探时，对矿床地温条件的调查研究已与地质、水文地质与工程地质同样重要。1991年由国家技术监督局发布的，由国家矿产储量管理局组织编写的中华人民共和国国家标准GB12719—91《矿区水文地质工程地质勘探规范》对地温的调查研究工作提出了要求，但不够具体和全面。王锐在他的《矿井热害勘探预测与治理》一书中，根据各种矿产在勘察时对地温工作调查研究的实例，提出了各勘察阶段对地温工作的布置和要求，并对矿产普查勘探时矿产地温调查研究应注意的一些技术方法问题进行了研究。
4.矿井热害治理措施
当前各国对矿井热害的防治措施都在进行试验和研究，研究的主要内容有：通风降温，隔绝热源防止热量扩散，机械制冷空调降温、减湿降温和增湿降温等。
（1）通风降温。对通风降温的研究集中于开拓系统和通风系统的优化、加大通风量和加强通风管理。
（2）隔离热源。隔离热源的方法有：超前中段疏干含水层（带）、加强坑道内热水管理、采用全充填采空区隔断热源和采用隔热材料隔热。
（3）机械制冷井下空调。巴西、南非、前联邦德国、比利时、印度、美国、日本都早已使用此方法。我国在矿井中使用机械制冷空调降温是从60年代初开始的。
（4）减湿降温和增湿降温。据日本资料，在高温矿井中，湿度降低1.7%，等于气温降低0.7℃，当井下湿度较高时，减湿措施是有效的。增湿降温是在相对湿度小于20%～30%时，向进风流中喷水，使空气的含水量增加，利用水的汽化吸热，使空气温度降低。
5.矿井地热的综合利用
它包括矿井地下热水的综合利用和矿井地热的综合利用。
矿井地下热水在工业上的利用，目前尚未开展。主要是由于新建矿区远离工业区，不易利用；老矿区的管理体制和排水工程已经形成，不便改建。在生活用水方面，湖南郴州铀矿1979年7月开始在坑口建热水供水系统，在经济和管理上都取得良好效果。
矿井地热的利用主要是利用废旧巷道和采空区（应有一定长度）作为冬季矿井的进风道，提高进风温度，防止井筒和巷道的冰冻。
四、矿山的塌陷灾害
1.矿山塌陷的基本特征
在矿山开采过程中，大量的矿石和钎石被从地下开采出来，所形成的地下空间迟早要由上面和周围的岩石来填补，在地面上往往形成普遍而严重的矿山塌陷灾害。按其形态可分为两大类：第一类是漏斗状塌陷坑和台阶状断裂，这类塌陷危害严重，可突然发生，对地面造成猝不及防的损害，但破坏范围较小；第二类是地面形成平缓的塌陷盆地，主要为开采深部急倾斜煤层或开采深度与煤层开采厚度之比大于20的缓倾斜煤层所引起，形成过程缓慢，从开始下沉到最终稳定需1～3年的时间。
本世纪以来，世界各国都先后投入了大量的资金和技术力量开展矿山塌陷的研究。俄罗斯、波兰、德国、澳大利亚、英国、加拿大、美国等，对矿山塌陷的理论和”三下”开采（即建筑下开采、水下开采、铁路下开采）都进行了深入的研究，并取得了一定的成果。50年代起，在我国的一些主要矿区，如淮南、开滦、抚顺、阜新、峰峰、大同、鹤岗、阳泉、本溪等地，先后建立了地表观测站，开展了对矿山开采沉陷的观测研究工作。40多年来，我国不仅积累了上千条观测线的实测资料，并由此对矿山塌陷的基本规律有了进一步认识，而且还提出了具有我国特色的观测方法。
矿山塌陷的研究涉及相当宽的科研领域，需要测量、采矿、力学、电子计算机、建筑、地质等许多学科的知识。近二三十年来，这些学科的成果特别是计算机方面的新成果不断被引进到矿山塌陷的研究中来，使矿山塌陷的研究得到了飞速发展。目前，矿山塌陷已成为一门独立的边缘学科，但和国民经济的发展及现代化建设的需求相比，目前的矿山塌陷的研究还很不够，有待在理论研究、科学试验、应用技术开发和模拟、测试技术研究上做更多的工作。
2.矿山塌陷的成因机制
关于矿山塌陷的成因机制，至今尚未形成公认的通用的理论。下面是几个比较流行的假说。
（1）拱形冒落论和压力拱假说。拱形冒落论是俄罗斯M.M.普罗托吉亚科夫于1907年提出的；德国人哈元和吉列策尔于1928年提出了压力拱假说，补充说明了拱形冒落的假说。
该假说借用了巷道顶板的成拱作用，认为采掘时在地下的岩层中形成了空间，引起覆岩冒落，直到形成一个近似拱形的顶。但是在顶板和底版之间形成的压力拱，将随着工作面的不断推进而加大，直到拱顶到达地面为止。此假说基本上符合坚硬且结构简单的覆岩地层，但实际上只适用于解释掘进坑道和跨度较小的采空区的塌陷，却很难解释大面积采空区中覆岩破坏和冒落的实际情况。
（2）悬臂梁（板）冒落论和冒落岩块碎涨充填论。悬臂梁（板）冒落论由德国的舒尔茨和施托克提出。它将工作面和采空区上方的顶板看成梁或板，初次冒落后，一端固定在前方的岩石上，只发生弯曲而不折断，当悬臂梁（板）的长度悬伸很大时，便发生周期性的折断，造成周期性的冒压。悬臂梁（板）冒落论符合大面积回采所引起的顶板冒落情况。
冒落岩块碎涨充填论认为，冒落的岩块可以自然地碎涨，充填采空区的空间，因而限制了顶板冒落的发展，趋向于稳定。
实际上，这两个理论可以互相配合，解释长臂式采矿工作和大面积覆岩破坏的情况。
（3）冒落岩块铰结论。由俄罗斯的库兹涅佐夫提出，主张工作面上覆的岩层塌陷落时，其上部的规则移动带的岩石块互相保持一定的联系，绞合成多环节的铰链，在采空区上方规则地下沉。
（4）砌体梁平衡说。我国学者发展了冒落岩块铰结论，提出了砌体梁平衡说，主张在工作面区，断裂带的影响比较大。断裂带破碎之后的岩块，形状如同砖石结构的砌体，所形成的平衡结构称为”砌体梁”实际上是一种拱的结构。开采之后，上覆断裂带的岩层分为三个区：即矿壁支撑区、离层区和重新支撑区。每层的结构是靠各个破裂岩块之间，由于水平挤压力所引起的摩擦力来保持平衡的。
3.矿山塌陷灾害的评价
（1）矿山开采引起的地表塌陷形式。矿山开采引起的地表移动塌陷形式有：塌陷盆地、裂缝和台阶、塌陷坑三种形式。
受到采动影响的区域，地表的标高下降，在采空区的上方形成面积远大于采空区的沉陷区域，称为地表塌陷盆地或地表移动盆地。
由地下开采所产生的裂缝主要产生于塌陷盆地的外边缘，其宽度为几毫米至几十厘米，深度可达几至几十米，甚至有的与采空区相通。裂缝两侧有时产生落差，形成台阶甚至类似地堑式的张开裂口和环形的破坏堑沟。
在开采急倾斜煤层、浅部的倾斜煤层或采深很小或采厚很大的情况下，用房柱式采煤或硐室式水力采煤时，由于采厚不均匀，造成覆岩破坏的高度不一致，也会在地表上产生塌陷坑及漏斗陷坑。
（2）地表塌陷范围预测。
① 充分采动塌陷范围。充分采动塌陷范围用充分采动角Φ来确定。充分采动角是在地表塌陷盆地的主断面上，移动地表塌陷盆地平底的边缘，在地表水平线上的投影点，与煤层在采空区一侧的夹角。对斜煤层而言，下山方面的充分采动角以Φ1表示，上山方面的充分采动角以Φ2表示，走向方向上的充分采动角以Φ3表示。
② 地表塌陷边界的确定。通常将塌陷盆地的边界分为三类：塌陷盆地的最外边界、塌陷盆地的危险移动边界和塌陷盆地的裂缝界线。
4.矿山塌陷灾害的防治
纪万斌在他主编的《塌陷学概论》一书中，以塌陷幅度形式为依据，以地表塌陷地形单元为标志，以地质灾害程度为尺度，对矿山塌陷区进行了全面的归纳与类型划分，共分为两类六型，其中一类包括沉陷区、塌陷区和严重塌陷区；二类包括悬垂岩、土层崩塌区及崩塌危及区、露采边坡崩塌区及崩塌危及区、钎石山、废石堆崩塌区及崩塌危及区。
矿山塌陷灾害防治是一项极为复杂的系统工程，涉及的因素和方面很多。因此，结合矿区的矿产蕴藏和地质情况，制定合理的开采方案和防治方案是非常重要的。采取预防为主的方针，进行综合治理，保证重点，而不是仓促应付，才能使有限的人力物力发挥更大的效益。应解决好重灾城镇的搬迁重建和居民的生活困难，并做到土地复用，还田于民。
矿山塌陷灾害的发展是不断扩大的，因此治理工作也应当考虑到后期的沉降和变形；井上治理和井下开采协调进行，才能收到事半功倍的效果。
纪万斌在1994年总结了塌陷区和严重塌陷区的综合治理方案，包括以下几项措施：
（1）井工减塌技术措施，包括充填采矿法、条带采矿法、房柱采矿法和覆岩破碎带。
（2）裂带注浆法。
（3）土地复用，还田于民。方法有：改旱田为水田，井上、井下疏、排水—降低潜水位高度，挖深垫浅或围盆造田，发展塌陷区”立体型”生态农业和钎石、废石回填、复土造田。
（4）村镇迁建。可利用废石回填，强夯加固，人造迁建地基，设计抗变形建筑物。

3. 　矿山地质环境保护与治理研究

以上治理实例表明，有的矿山地质环境虽然遭受严重破坏，但只要认真研究其破坏对象，有针对性地实施治理，矿山地质环境仍是可以恢复的。为使全省矿山地质环境恢复治理工作具有可操作性，本次根据前述的湖南省矿山地质环境质量评价成果，在全面分析湖南省主要矿山地质问题现状、成因、发展趋势、保护现状的基础上，根据社会、经济发展规划对矿山地质环境保护与治理工作的需求，对全省矿山地质环境保护与治理进行综合研究。
一、矿山地质环境保护分区研究
（一）矿山地质环境保护原则
1.坚持“在保护中开发，在开发中保护”的总原则
从全国和湖南省经济建设出发，促进资源开发与生态环境保护的协调发展，正确处理好当前与长远、整体与局部、开发与保护的关系，实现矿业经济持续、快速、健康发展。
2.坚持矿山生态环境保护和地质灾害防治与矿产资源开发同时进行的原则
加强矿产资源开发全过程的生态环境综合整治，做到边开发、边治理恢复，矿山闭坑后不留遗留问题的原则。
3.坚持“监测、治理与科学研究、科学管理相结合”的原则
实施可持续发展战略和科教兴国战略，对重点地区、重要生态环境问题做好实验研究工作，以监测、科研、管理保治理，以治理促进科研与管理工作的发展。
（二）矿山地质环境保护分区
根据地质环境保护的需要，将全省划分为禁止开采区、限制开采区和允许开采区（图6-34）。
1.禁止、限制开采区的确定标准
根据《湖南省矿产资源总体规划（2008—2020）》的划分标准如下。
（1）禁止开采区的确定标准
开采会对生态环境造成不可恢复影响的；存在难以防范的矿山安全隐患的；法律法规规定不得进行采矿活动的地区。以下地区应划分为禁止开采区：省级以上风景名胜区、自然保护区、森林公园、地质遗迹保护区、重点保护单位；城市规划区和国家重点工程所在地。
（2）限制开采区的确定标准
国家规定实行保护性开采的；开发技术条件不成熟、资源利用方式不合理的；矿产品供过于求、市场前景差的；矿产资源量有限、需要保护的；开发利用对环境影响较大，但可治理恢复的；为保障矿产资源持续供给而确定的资源储备矿区。以下地区应限制开采：重点水土保持区、水源保护区；地质环境脆弱区、地质灾害危险区；主要交通干线两侧一定范围内。
2.禁止、限制开采区的划分情况
（1）禁止开采区
根据《湖南省矿产资源总体规划（2008—2020）》，全省共划分103个禁止开采区，总面积16427.37km2。禁采区内不得新建矿山，已有开采矿山由县级以上政府予以关闭。
（2）限制开采区
根据《湖南省矿产资源总体规划（2008—2020）》，全省共划分22个限制开采区，总面积58268.98km2。限采区内，未经国家和省政府授权部门批准，不得新建矿山，不得扩大矿山开采规模。
上述区域以外的区域为允许开采区。
3.湖南省矿山地质环境保护分区见图6-34。
二、矿山地质环境治理分区研究
（一）矿山地质环境治理原则
1.坚持“因地制宜，突出特点，全面规划，分步实施”的原则
结合湖南省矿产资源分布情况及矿山生态环境现状来制定矿山生态环境保护与治理规划，因地制宜，突出特点，把中长期保护与解决当前重大问题结合起来，区点结合，重点突破。
2.坚持“谁开发、谁保护，谁破坏、谁恢复，谁使用、谁付费”的原则
建立和健全矿山生态环境保护的相关法规及管理体制，逐步建立起以矿山企业为主体的矿山生态环境保护与恢复治理的投资体制；探索新的控制矿山生态破坏和环境污染的有效途径，加大对闭坑矿山遗留的生态环境的恢复治理力度。

图6-34 湖南省矿山地质环境保护分区示意图

3.坚持“轻重缓急”的原则
根据全省矿山地质环境质量评价结果，综合考虑社会效益、经济效益、环境效益，本着“轻重缓急”的原则，开展矿山地质环境整治工作。
（二）矿山地质环境治理分区及治理方案建议
根据以上原则，结合全省矿山地质环境质量评价结果，将矿山地质环境治理分区划分为亟待恢复治理区、一般恢复治理区和加强保护区。
1.分区标准
（1）亟待恢复治理区的划分标准
矿产资源开发利用程度高、地质环境破坏严重、社会经济影响大、治理后将产生良好的社会效益、经济效益和环境效益的矿山（区），作为亟待恢复治理区加以重点整治。如原计划经济时期的大中型国营矿山和群采矿区等，特别是有色金属矿区和煤矿区。
（2）一般恢复治理区的划分标准
矿产资源开发利用程度较高、地质环境破坏较严重、治理后将产生较好的社会效益、经济效益和环境效益的矿山（区），作为一般恢复治理区。如群采煤矿区、非金属建材类矿区等。
（3）加强保护区的划分标准
对于矿产资源开发强度较轻地质环境状况尚好的矿山（区）和零星分散的、对社会经济影响相对较小的、目前无须急于整治的矿山（区）划为加强保护区。
2.矿山地质环境治理分区
（1）亟待恢复治理区（H）
根据以上原则和标准，全省共划分45个亟待恢复治理区，其治理对象，主要是各个历史时期矿产资源开发对环境造成极大破坏，矿山地质环境问题对生态环境、工农业生产和区域与地方经济社会发展造成较大影响的区域。主要包括下列几个方面：省境内在新中国成立前和新中国成立后计划经济时期建设的国有大中型老矿山、闭坑矿山和无法找到责任人的矿山，矿山环境问题严重的；矿产资源开发已造成环境问题严重，对当地人民生命财产构成严重威胁的矿山；矿山地质环境恢复治理后，对地方或区域社会、经济与环境效益有明显促进的矿山。详细情况见图6-35、表6-1。
（2）一般恢复治理区（Y）
根据以上原则和标准，全省共划分21个一般恢复治理区。区内矿产资源开发对地质环境造成较大的破坏，但其破坏程度不如省内划分的亟待恢复治理区强烈；已产生的矿山地质环境问题对生态环境、工农业生产和经济发展造成了一定影响，其影响程度较亟待恢复治理区弱。详细情况见图6-35、表6-1。
（3）加强保护区（J）
除上述区域以外的其他区域为加强保护区。
3.分区治理方案建议
分区方案建议详见表6-1。

图6-35 湖南省矿山地质环境治理分区图


表6-1 湖南省矿山地质环境治理分区一览表


续表


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4. 矿山环境地质问题防治现状

多年来，在矿山地质环境保护方面，国家和地方已出台了一些法律法规，如《中华人民共和国矿产资源法》(1986年)、《中华人民共和国环境保护法》(1989年)等。地方颁布的法律法规更为具体，如青海省国土资源厅发布的《青海省盐湖资源开发与保护条例》(2000年6月1日)以及禁止在三江源头开采砂金的规定等。《陕西省煤炭石油天然气开发环境保护条例》规定：煤炭、石油、天然气开发单位新建、扩建、改建项目应进行环境影响评价，并经环保部门批准方可申办手续，否则不予审批和登记。其防治污染设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用等。陕西省关闭了铜川川口西铜一级公路两侧水泥灰岩的采石场。新疆阿勒泰地区行政公署颁发了《关于关闭砂金开采区的通知》([2000]177号)，禁止全区开采砂金。新疆乌鲁木齐市关闭了机场砂石采场等。《国土资源“十五”计划纲要》将矿山“三废”治理和矿山环境恢复重建列为国土资源综合整治主要内容之一。四川、黑龙江等省制定了省区矿山生态环境恢复治理的保证金制度。一些省区也加大了立法及执法力度，就某种矿产或矿山地质环境严重区进行专项治理工作，取得了较大的成效。如神东公司马家塔露天采矿场复垦、甘肃金川有色金属公司铜镍矿老尾矿库治理、阿勒泰克朗河红墩砂金采区河道草地复垦以及陕西国有东桐峪金矿老虎沟尾矿库复垦等一些典型事例，其中，马家塔煤矿复垦、甘肃金川尾矿库治理获得了国家有关部门的嘉奖。
神华集团马家塔露天煤矿区位于毛乌素沙地边缘的乌兰木伦河畔，南北长4.71km，东西宽0.69km，面积3.25km2。1990年12月7日开发至1999年底，其剥离土石方量1701.24×104m3。该矿从一开始就坚持开发与环保并举，建设与治理同步，制定了边采边复垦还田的具体措施，对水土流失的易发区进行了重点治理和必要的防护，从而保持了一个良好的建设环境。为了提高土地利用率，坚持少破坏、不破坏耕地、农作物的原则，坚持复垦、造田、种植养殖相结合原则。截至1999年神华集团累计投资1334.72万元，完成复垦面积100ha，占露天采矿场的96.67%，在复垦区上建成了种养殖基地，并以每年6.67～10ha的速度逐年递增。利用露天采坑建成了氧化塘并且规划了两处共计13.33ha的养殖塘，使废水得到了利用，年创利润近百万元，社会环境效益明显。复垦还田成效得到了国家土地局、中央电视台的宣传。神华集团神东公司大柳塔煤矿2000年投资70万元，征用荒沟用于煤矸石堆放场，将煤矸石、洗煤矸石分层排放，填沟造地、上覆黄土、平整碾压工作，然后实施植树种草绿化等措施，治理面积5.33ha。
陕西潼关国有东桐峪金矿采场为杜绝废石堆放引发滑塌以及废石挤占山区河道形成泥石流隐患，在废石堆放地建起了拦渣护挡墙。长庆油田公司陕北安塞勘探开发区，为防止采油井场落地原油进入河流和污染土壤，在井场修建了拦油围墙。
金川公司地处河西走廊中部，紧靠腾格里沙漠，年降水量仅120mm左右，年蒸发量则在2300mm以上，生态条件十分严酷。种一棵树必须换1m3土，建浇水设施，需终生养护。十几年来，该公司在绿化方面已累计投入资金2000 多万元，使绿化覆盖率达到24%，人均占有公共绿地26m2，基本形成了独具特色的绿色防护林带。针对矿山废石和尾矿砂污染问题，建成了二矿区和龙首矿的井下废水回用的绿化系统，引水上山，进行了大规模的荒山绿化，有效地遏制了废石对周围环境的污染。投资540万元建起的污水处理总站及污水回用处理系统，应用于选矿、冶炼、砂石场等生产系统，以及老厂区、经济开发区、生活区的植树绿化，日处理水量超过2×104m3。废水循环设施建成投产后，不但使金川公司的废水综合利用工作迈上了新台阶，而且有效地减轻了金昌地区的供水危机。
金川公司的老尾矿库位于金昌市城建规划中心部分，处于经济开发区的上风向区。1991年6月服务年限到期，累计堆存尾矿砂3877×104t。干散的尾矿砂成为一个严重的大气污染源，给附近农村、工厂造成严重危害。为了彻底根治老尾矿库尾矿砂的污染，公司在充分试验研究的基础上，采用5～10cm厚砾石土覆盖技术，投资610万元完成了覆盖工程，彻底治理了尾矿库尾矿砂飞扬对农田和市区造成的大气污染，社会效益、环境效益十分显著，为西北干旱地区因地制宜治理尾矿库提供了一个成功的示范工程。
华亭煤矿本着“减量化、资源化、无害化”的原则，每年回收矸石中的煤炭资源2万多吨，回收油页岩5000多吨，节约了资源，消除了煤矸石发火对环境的影响，同时年增加收入170多万元。将煤矸石填沟造地形成了面积10.8×104m2的储煤场，回填了一个已开采10多年的露天矿坑，剩余的充填地表塌陷区，覆土还田。
自2001年以来，财政部、国土资源部每年安排上亿资金开展计划经济时期国有老矿山、闭坑破产矿山的生态环境恢复治理工作，西北地区先后获得中央财政支持的有乌鲁木齐六道湾煤矿，内蒙古包头石拐煤矿，甘肃的厂坝铅锌矿，陕西铜川焦坪闭坑的露天煤矿、金堆城钼矿、旬阳铅锌矿、凤县银母寺铅锌矿、山阳桐木沟等矿山地质环境综合治理项目，在一定程度上改善了矿山生态环境，消除了地质灾害对人居生态环境安全的影响。

5. 　矿山地质环境问题的成因分析

矿业开发或多或少会对地质环境造成影响破坏，有些矿山地质环境问题的产生具有必然性，有些矿山地质环境问题的产生则与矿业行为的规范程度关系密切，总而言之，导致湖南省矿山地质环境问题产生的因素主要有采矿行为、采选冶及治理技术以及自然因素。
一、采矿行为因素
矿业开发活动过程中，地下开采掘进及主动放顶、矿山地面工程建设、露天采场开挖及表土剥离等采矿行为，很难避免采空地面变形、地下水位下降、土地资源占用破坏等矿山地质环境问题的发生，这是矿业活动的基本属性所致。但规范的矿业活动或矿业活动过程中事先主动采取有效的矿山地质环境防护措施，将大大减少或消除采矿活动对矿山地质环境的破坏程度，即使产生破坏，其恢复治理也较容易。综合分析，目前湖南省因采矿行为不恰当而导致大量环境问题发生的主要方面有：
1.过度开采、掠夺式开采
受“大矿大开，小矿放开，有水快流，大力鼓励民营经济发展”思想的影响，矿业发展无序，高峰时期，湖南省各类矿山近两万处。据不完全统计，1998年，湖南省各类大小矿山达12417座，且还有不少非法开采、民采矿硐。一些矿山企业或私人团伙见矿就采，盲目乱采滥挖，越层越界，不留设甚至偷采保安矿墙（柱）等现象十分严重，导致全省矿山地质环境问题急剧爆发，为早期矿山地质环境问题恶化的主要原因。
2.环保意识薄弱，过度追求经济效益
为了追求经济效益最大化，历史上，不顾环境和他人利益，开采过程中不重视环境的保护及预防。主要表现为：废渣随意堆放而不惜占用农田、水库、河谷；废水肆意排放而不采取任何净化措施；居民区、重要设施区及基本农田下方开采而不留设保安矿柱，形成超深、超宽的采空区；不合法采矿权人或非法个人盗采保安矿柱等。
3.矿山地质环境保护方面技术人员匮乏
现有的众多小矿山，或无环境保护方面的技术员，或已有的技术人员水工环专业知识欠缺，对矿床水文地质条件、工程地质条件及其复杂性等开采技术条件不了解或认识不足，对可能引发的地质环境问题不会科学合理采取相应的预防措施，不自觉造成了对矿山地质环境的破坏，这是造成湖南省矿山地质环境问题的一个重要因素。
4.地方保护主义思想过重
在一些地方，矿产资源开发成为当地的主要经济支柱，是地方财政的最大来源。历史时期，部分地方政府和部门片面理解“发展才是硬道理”，存在“先发展起来，再改善生态和保护环境”的错误认识，对矿产资源管理秩序整顿、关停小矿山、保护矿山地质环境的要求执行不力，加重了矿山地质环境的破坏。
二、技术因素
1.矿山采、选技术落后，加剧了矿山地质环境问题的发生
受矿产资源禀赋条件限制，矿山开采技术落后，采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等开采技术，造成了地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害。部分井下开采矿山的探水技术落后，对老窑、老采空区、岩溶管道探测不完全而发生突水突泥事故，从而造成地面塌陷的发生。选矿工艺简单落后，如省内曾存在大量土法采选金矿、土法炼汞、炼砷、炼硫、炼矾、炼铅锌、氰化选矿的矿山，对矿山地质环境造成了污染。全省很多矿产资源，特别是有色金属资源，共（伴）生矿多、贫矿多，由于选矿技术落后，资源综合利用水平低，总回收率仅40%左右，综合利用水平低，不仅浪费资源，增加固体废弃物排放量，而且增加了尾砂中重金属的排放，加重了环境影响的程度。
2.废渣、废水综合利用程度低，矿山地质环境恢复治理技术落后
矿业活动过程中有大量废渣、废水排放，对其综合利用，不仅能变废为宝，节约资源，而且能有效保护矿山地质环境。湖南省矿山废渣、废水的综合治理率不高，矿山废渣综合利用率为26.83%，废水综合利用率为11.89%。同时，目前全省矿业废渣、废水综合治理利用的技术水平较低，方法工艺较落后。矿山地质环境恢复治理是一项专业性和技术性很强的工作，但当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱。如地面变形监测可有效预防地面塌陷、采空地面变形对地面设施的破坏，但目前地面变形监测尚处于探索研究阶段，而没有一套完整经济适用的监测技术体系及早掌控地面形变。就土地复垦而言，采矿废水、废渣造成的以重金属污染为代表的水土污染治理难度大，目前没有形成一套普适性的治理技术来恢复治理已污染破坏的土地，致使已破坏土地的恢复治理进度十分缓慢。
三、资金因素
历史上，由于采矿权人追求经济效益最大化，往往不主动对矿山地质环境破坏的风险进行及时防控。即使问题已经产生，但并不投入足够的资金进行治理恢复，从而导致大量的环境问题遗留。虽然近十年国家及地方政府和采矿权人对矿山地质环境问题已投入了大量的治理资金进行治理，但历史欠账多，治理面积有限。
四、自然因素
矿业活动破坏了矿山地质环境平衡条件是造成矿山地质环境问题的根本原因，但湖南省矿山地质环境条件脆弱是矿业活动容易导致矿山地质环境问题加剧的另一因素。
（一）气象与水文
湖南省降水量丰富，但年分布不均，全省多年平均降水量为1426.6mm，最大可达3089mm。由于大气降水丰沛，雨量集中，常出现暴雨，日最大降雨量达423.1mm。降雨是湖南矿山产生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及水土流失的一个重要因素。气候条件十分有利于岩石的风化作用，许多矿区岩石风化强烈，降低了岩体的完整性和稳定性；同时，强烈的风化作用也降低了废石堆的稳定性，容易产生矿山地质灾害。湖南季风变化大，夏、秋季干燥风大，是尾矿库产生扬尘污染的原因之一。地表水系发育，河网密布，许多矿区地表水与地下水之间具有水力联系，地表水往往成为矿井充水、突水的主要来源。尤其是极端天气的出现，如久旱逢暴雨，随之产生大量的矿山地质环境问题。
（二）地形地貌
地形强烈切割的深沟大川是崩塌、滑坡最有利的发生地段；各级阶地和剥夷面间的斜坡地带，崩塌、滑坡也十分发育；上下陡、中间缓的折线山坡，当山坡上部成马蹄形环状地形且汇水面积大时，易产生沿基岩面滑动的土层滑坡。湖南有色金属矿床多产于崇山峻岭之中，复杂的地形条件易发生崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。
（三）矿床地质环境条件
湖南省能源矿产赋矿层主要为二叠系龙潭煤系、石炭系测水煤系，其次为二叠系吴家坪煤系、二叠系黔阳煤系、上三叠统、下侏罗统含煤岩系等。各含煤岩系岩性主要为粉砂岩、页岩、泥岩夹砂岩或互层，页岩、泥岩力学强度低，矿井工程地质条件大多为中等至差；而龙潭煤系北型、吴家坪煤系、黔阳煤系顶板、底板或顶底板为岩溶发育且富含岩溶地下水的碳酸岩盐，断裂构造发育且导水性强，水文地质条件及矿区构造大多复杂。建筑材料矿山的石膏矿产主要赋存层位有下石炭统梓门桥组、白垩系、古近—新近系，其中梓门桥组含膏岩系直接顶板为岩溶发育中等至强烈的梓门桥组上段灰岩，间接顶板为岩溶强发育的壶天群，水文地质条件大多为复杂至中等，白垩系及古近—新近系含膏岩系岩性多为泥岩、粉砂岩，岩石固结程度较低，岩体力学强度低，矿床工程地质条件大多较差。湖南省柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山、水口山铅锌矿、七宝山金银黄铁矿等主要有色金属矿床均为接触交代型矿床，其容矿层位均为岩溶发育的碳酸岩盐，水文地质条件复杂，花垣铅锌矿赋矿层位亦为寒武系下统清虚洞组灰岩，地下河等岩溶极发育。当开采上述矿产资源时，由于工程地质条件差，易引发采空区地面变形矿等矿山地质灾害；水文地质条件复杂，则易产生岩溶地面塌陷，并导致含水层结构破坏。这也是湖南省采空区地面变形灾害主要与测水煤系煤矿山、龙潭煤系（南型）煤矿山、石膏矿山有关及岩溶塌陷、含水层结构破坏主要与龙潭煤系（北型）、吴家坪煤系、黔阳煤系煤矿山、柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山铅锌矿、七宝山多金属矿等有色金属矿山有关的重要因素。
湖南省露天开采矿山绝大多数为砂石黏土矿山，花岗岩、石灰岩、石英岩等采石场，风化程度高，当节理、裂隙发育，开采形成较陡峻的临空面时，易发生崩塌；采砂场、砖瓦厂、高岭土矿、红土型金矿、淋积型锰矿开采对象为第四系土（砂）体，土体力学强度低，遇水易软化，采场边坡易发生崩滑现象；此外，石煤矿大多露天开采，部分沉积型铁矿、磷矿也有露天开采矿山，赋矿层位主要为震旦系至寒武系的江口组、陡山沱组、小烟溪组，岩性多为板岩、炭质板岩、砂质板岩，除层理外，板理、劈理均较发育，浅部风化节理十分发育，采场边坡易发生滑坡与崩塌。同时，采场剥离废石及采矿废石量较大，往往成为泥石流的物质来源。
有色金属及石煤矿山的废渣、废水中含大量重金属元素及放射性元素，化工盐类矿山废渣、废水中含卤族元素，中高硫煤矿山及硫铁矿山废渣、废水中含大量黄铁矿，均是矿山水土污染的污染物来源。

6. 矿山地质环境保护与治理现状

资源的供应为我国经济快速发展提供了强有力的保证，但是随着资源的大量开采，在经济发展的同时也面临着环境破坏的严峻状况。为了保证经济的持续发展和人居生活的环境质量，我国政府在矿山环境保护和治理方面一直做着不懈的努力。
一、矿山地质环境保护现状
1.逐步建立、健全矿山环境保护的政策法规体系
1986年10月1日，全国人大常委会颁布实施了《中华人民共和国矿产资源法》，条款中明确了矿山勘查与开采的法律程序、法律责任，形成了系统的管理体制来约束矿山企业减少环境污染及承担环境治理责任。1994年3月26日，中华人民共和国国务院令（第152号）发布了《中华人民共和国矿产资源法实施细则》，规定矿山企业要按照批准的关闭矿山报告，完成水土保持、土地复垦和环境保护工作，或者缴清土地复垦和环境保护的有关费用。2001年4月11日，国务院批准《全国矿产资源规划（2000～2010年）》，并授权国土资源部发布实施。该规划确立了“在保护中开发，在开发中保护”和“坚持矿产资源开发利用与生态环境保护并重，预防为主、防治结合”的矿产资源开发利用总体方针，明确了矿山环境保护和生态恢复治理的目标、要求。
各省级政府及国土资源部门，在积极贯彻、落实国家颁布的有关矿山环境保护的法律、法规的同时，针对本省矿山环境保护和矿山地质环境防治状况，按照国土资源部的统一要求，相继制定、颁布了一系列关于矿山环境保护的地方性法律、法规。主要包括：31个省（市）制定了《省级矿产资源总体规划（2000～2010年）》，26个省（市）制定了《省级矿产资源管理条例》，12个省市制定了《省级地质环境保护条例》。在此基础上，各省（市）为了进一步提高了对矿山环境管理水平，提高了对相关法律法规的解读和执行能力，根据各省（市）的实际工作需要，又出台了系列管理办法和要求。
2.加强矿山环境保护的理论研究，并开展了“全国矿山环境调查与评估”等工作
为了推进矿山地质环境保护工作，加大了对相关理论的研究，组织开展了“矿山环境保护管理的基础研究”、“矿山环境保护的规划研究”等8个软课题的研究，为矿山地质环境保护与治理提供了系统的技术上、管理上、制度法律上的支撑。
为了摸清我国矿山基本现状及其开发对生态环境的影响，查明存在的主要环境地质问题及潜在危害。为合理开发矿产资源、保护地质环境、矿山环境整治、矿山生态系统恢复与重建、实施矿山地质环境监督提供基础资料。在国土资源部的统一安排和部署下，中国地质调查局于2002年启动了以省为单元的全国矿山地质环境调查与评估工作。到2006年31个省（市）调查完毕，在研究各省资料的前提下又开展了全国矿山环境调查成果集成和综合研究。基本摸清了调查范围内的矿山地质环境保护和治理现状。
3.推进矿山环境监测工作
国土资源部近年来积极推进矿山环境监测工作，明确了矿山企业对矿山环境应有监测的义务。对于贡献大的国有老矿山，国家有选择的进行示范监测工程。有监测能力的矿山企业，要积极主动地做好矿山环境监测工作，对于没有监测能力的矿山企业，可以向当地政府缴纳监测费用，由政府组织有监测能力的单位负责监测，并提供监测报告。通过监测数据为周期性的检查和修改矿山开采方案提供信息，确保矿山开采工程实现矿山地质环境保护的最佳效果。
4.加强矿山环境保护监督管理
有健全的法律、法规作为依据和保障，有翔实的矿山地质环境调查与评估成果作为技术支撑，国家和省（市）各级行政主管部门加大了对矿山生态环境保护监管的力度，提高了监管水平，并且规范了监管程序。在现行的矿山环境保护管理办法中明确规定：开发矿产资源必须坚持开发利用与环境保护并重，以预防为主，防治结合。加强矿产资源勘查、开发、闭坑等全过程的生态环境保护、治理与恢复的监督管理，最大程度的避免和减轻矿山生态环境问题及矿山地质灾害的发生。
（1）严格矿山开发的准入制度，保证矿山建设与矿山环境保护同步规划、同步实施、同步发展。要求新建矿山必须进行矿山开发项目环境影响评价，矿山开发项目环境影响评价书或报告表是办理采矿登记手续、取得采矿许可证的必备条件。在矿山开发项目环境影响评价书或报告表中应主要说明矿山开发可能产生和排放的废物种类、成分、数量、处理方法等；预测矿山开发可能对环境的影响程度，分析其产生原因；制定为避免和消除各种不良影响拟采取的环境保护措施，以及矿山环境恢复及土地复垦方案等。
（2）实行矿山环境治理保证金制度，强化采矿权人对矿山环境恢复治理的责任和义务，确保矿山开采过程中所造成的环境问题得到及时治理和恢复。新建矿山在向国土资源部门办理采矿登记时，需要缴纳矿山环境恢复治理保证金，鼓励现有和闭坑矿山企业按照市场机制及“谁投资、谁受益”的原则，通过土地租赁承包等形式，吸收社会资金进行矿山环境治理与生态重建。未缴纳矿山环境保证金的采矿权人，不予采矿登记，不发采矿许可证。
（3）建立矿山环境监督、检查制度，加大对矿山开采企业的监督检查力度。近年来，随着国家对矿山环境保护重视程度的提高，国土资源、环境保护、安全生产监督管理等各级矿山环境行政监督管理部门，逐步制订并完善了一系列矿山环境监督管理、检查制度和管理办法。采取定期检查与不定期抽查及突击检查相结合方式，开展矿山环境监督检查，督促采矿权人落实各项污染防治和生态修复措施，对未按要求落实污染防治和生态修复措施进行生产的，将依照相关法律法规进行处罚。查处的重点是：①在禁采区的违法开采矿产资源的行为；②未进行环境影响评价和“三同时”的矿产资源开发项目，或未落实环境影响评价及“三同时”有关生态保护与污染防治措施要求的、严重破坏生态、污染环境的矿业企业；③排放有毒有害固体废弃物、污水、废气污染环境严重危害群众身体健康的矿山企业和行为；④违反《安全生产法》、《矿山安全法》、《安全生产许可证条例》等法律法规，不符合基本安全生产条件的矿业企业。
（4）编制省级矿山环境保护与治理规划。根据《矿产资源法》、《矿产资源法实施细则》、《全国矿产资源规划》以及《矿产资源规划管理暂行办法》等有关规定，为促进矿产资源开发与环境保护协调发展，最大限度地减少矿产资源开发过程中的污染和生态破坏，逐步治理历史遗留的矿山环境问题，明确矿山环境保护与治理目标，落实矿山环境保护与治理计划，改善矿区人民生产、生活环境，2005年6月至2006年12月份，国土资源部规划司和环境司组织开展了31个省（市）矿山环境保护与治理规划编制工作。省级矿山环境保护与治理规划是省级国土资源行政主管部门依法保护和治理矿山环境的重要依据，是地方各级人民政府依法管理和保护矿山环境的指导性文件，其主要规划目标要纳入省级国民经济与社会发展计划中实施。
5.积极开展矿山环境保护宣传教育
为了营造保护矿山环境的舆论氛围，不断提高全社会对矿山环境保护意识，国家和省（市）各级行政主管部门开展了形式多样的宣传活动。一是利用新闻媒体大力宣传矿山环境保护的方针政策，积极推介工作中的先进典型和先进经验，监督严重的矿山环境破坏行为。2003年9月，中央电视台和国土资源部联合制作了18集电视系列节目《2003资源环境记忆》，运用大量的第一手拍摄素材，全面地展示了我国矿山环境保护的现状，客观地反映了我国在资源开发和环境保护领域取得的成就以及面对的问题。中央电视台新闻评论性栏目《焦点访谈》多次深度报道了不合理开采造成矿山环境破坏、发生地质灾害的典型事件，起到了良好的警示教育和舆论监督作用。二是利用“世界环境日”、“世界地球日”，采用集会、展览等形式向公众进行“依靠科技创新和科技进步，推进资源合理开发、节约利用和集约利用，推进环境保护与治理，提高国土资源对经济社会可持续发展的保障能力”等有关我国矿产资源开发利用与矿山环境保护的国家政策和科普知识宣传。三是发布环境质量公报，及时向公众通报矿山环境状况、保护工作取得的进展及存在的问题等，保障公众知情权、参与权、监督权。
二、矿山地质环境治理现状
近年来，国土资源部在财政部的支持下，开展了一些矿山地质环境治理工作，取得了一定成效；但我国的矿山地质环境恢复治理工作还处于起步阶段，大量的治理工作有待于今后逐步开展。
2001～2002年，在中央财政的支持下，国土资源部选择了18个不同类型、不同地区的矿山，针对矿产资源开发利用所造成的矿山环境破坏问题，开展矿山地质环境治理和生态恢复示范工作。18个治理项目分别为：湖北省大冶市大广山铁矿区综合治理项目；江西省于都县铁山垅钨矿矿山泥石流治理工程；新疆乌鲁木齐市六道湾煤矿塌陷区环境恢复治理项目；四川石棉县广元堡矿山泥石流治理；江苏盱眙石材矿山综合治理项目；山东淄博煤田闭坑矿山地质环境恢复治理项目；山东省曲阜市单家村煤矿矿山地质环境恢复治理项目；黑龙江省七台河市矿山环境恢复治理项目；北京密云水库上游铁矿区环境综合治理项目；甘肃省小厂坝铅锌矿矿山环境治理项目；河南省南阳大河铜矿矿山地质环境恢复治理项目；内蒙古自治区包头市石拐区煤矿矿山大磁煤矸石环境恢复治理；浙江省临安市塔山石煤环境恢复治理；山西省沁新煤焦股份有限公司沁新煤矿矿山地质环境治理；湖南省湘东铁矿环境综合治理；湖南省浏阳市七宝山矿山环境治理；河北省鹿泉靶场矿区环境恢复治理；辽宁省抚顺西露天矿北帮环境治理示范区一期。治理效果明显为后续的治理工作起了良好的铺垫和探索作用。项目的分布见图5-1-1。

图5-1-1 2001～2002年治理项目分布情况

在取得前期工作经验的基础上，2003年11月10日，财政部、国土资源部颁布《探矿权采矿权使用费和价款使用管理办法（试行）》通知，正式启动两权专款用于矿山环境治理工作。根据《管理办法（试行）》的有关规定，当前我国矿山地质环境治理的主要内容包括：
（1）因采矿活动造成的地面开裂、沉降、塌陷等环境地质问题；
（2）因采矿活动引起的区域性地下水水位下降、地下水干枯、危损尾矿坝等环境地质问题；
（3）因采矿活动形成的矿山尾矿的治理和综合利用。
2003年，财政部支持1.72亿元，共安排治理项目74个，包括22个矿种，项目的分布和所治理的矿山种类见图5-1-2，图5-1-3。
2004年财政部支持矿山地质环境治理项目的资金超过4亿元，共安排170个治理项目，涵盖了43个矿种，项目分布在除重庆市之外的30个省（自治区、直辖市），项目的分布和所治理的矿山种类见图5-1-4，图5-1-5。
从2000年中央财政安排570万元、4个项目起步开始，到2006年项目总数达到797个；2006年在中央收取的探矿权采矿权使用费和价款中共安排支出预算241791万元。这些项目涉及全国31个省（区、市）和10个国有企业的矿区，包含了煤、金、铁、铅锌等多达44个矿种。

图5-1-2 2003年治理项目分布情况


图5-1-3 2003年所治理的矿山种类


图5-1-4 2004年治理项目分布情况


图5-1-5 2004年所治理的矿山种类

在国家投入资金的同时，地方政府也十分重视矿山治理工作，积极筹资。据不完全统计，自2000年以来，全国用于矿山环境治理的地方财政资金达23.00亿元，企业自筹资金达15.51亿元。2006年一年中央财政安排资金达到10.6亿元，比2005年的7.53亿元增长了40%。项目的实施加强了矿山环境保护和恢复治理，有效地保护矿山环境，遏制矿山环境破坏，促进矿产资源合理、科学利用，促进资源枯竭型矿山经济转型，改变了矿区周边的生活环境，预防了采矿活动造成的矿山地质灾害，保护了人民生命财产安全，促进了地方经济的发展，取得了可喜的成效。
三、矿山公园建设现状
在人类的历史进程中，处处留下了人类采矿活动的空间和场所，人们开发利用矿产资源形成的矿业遗迹是人类活动的历史见证，是具有重要价值的历史文化遗迹，也是当今世界保护的重要自然和文化遗产。我国矿产资源丰富，类型众多，分布广泛，且具有悠久的矿业开发历史。从殷周的铜矿、春秋战国的铁业和秦汉的井盐，到魏晋的煤矿和天然气，以及隋唐以后1000多年空前的矿业繁荣和新中国成立50多年来矿业开发所取得的举世瞩目的成就，充分显示了中华民族认识自然、利用自然的聪明才智和伟大创造力。中国的矿业发展史是中华文明发展的重要组成部分，也是世界矿业史上最辉煌灿烂的篇章之一。近年来，各级政府和社会各界非常重视矿山环境保护工作，妥善保护矿业遗迹，积极开展矿山环境保护与恢复治理，已经构成了矿山特有的自然生态景观和人文历史景观。我们积极推进国家矿山公园建设工作，通过建立矿山公园，一是有利于有效地保护和科学利用矿业遗迹资源，弘扬悠久的矿业历史和灿烂文化；二是有利于加强矿山环境保护和恢复治理；三是有利于促进资源枯竭型矿山经济转型；四是有利于树立典范，推动矿山企业走可持续发展的道路。
2005年8月召开的国家矿山公园领导小组第一次会议，评审通过了28家国家矿山公园资格。为了进一步推进矿山公园的建设，保护矿业遗迹，2006年1月11日，国土资源部办公厅下发了《关于加强国家矿山公园建设的通知》（国土资厅发［2006］5号），要求各单位健全机构、完善规划、切实抓好建设，按期揭碑开园。

7. 矿山环境地质问题防治资金

矿山地质环境保护与恢复治理需要资金。目前因资源枯竭而闭坑、因破产而倒闭、因重组而矿权变更、因违法而关闭的矿山或多或少留有环境地质问题，有的甚至是严重的问题，受灾受害群众因得不到合理经济赔偿导致社会矛盾加剧，不稳定、不和谐因素增多。加快闭坑矿山和现有矿山地质环境保护与恢复治理具有重要的社会意义和环境意义。要完善矿山环境保护的经济政策，建立多元化、多渠道的投资机制，调动社会各方面的积极性，妥善解决好矿山环境保护与治理的资金问题。对于历史上由采矿造成的矿山地质环境破坏而责任人无法落实的，按照原有矿山分属中央、地方事权，分别由中央、地方财政拨付专项资金用于治理。对于矿山开发时间较长或已接近闭坑，矿山环境破坏严重，矿山企业经济困难无力承担治理的，由政府补助和企业分担进行治理。对于生产矿山和新建矿山，遵照“谁开发、谁保护”、“谁破坏、谁治理”、“谁治理、谁受益”的原则，建立矿山环境恢复保证金制度和有关矿山环境恢复补偿机制。各地政府要制定矿山环境保护的优惠政策，调动矿山企业及社会参与矿山环境保护与治理的积极性。
要建立多渠道的矿山生态环境恢复治理的专项资金来源。在矿山地质环境保护与治理工作中，引入市场机制，采用国家拿一点、地方政府配套一点、企业出一点、群众集资一点的筹资方式。建立支持、鼓励和税费减免等政策，对矿山环境保护工作做得好的矿山企业实行减税或免税，对破坏与污染严重的矿山企业实行严惩，从制度上解决矿山生态环境恢复治理资金投入不足、矿山企业积极性不高的瓶颈问题。

8. 矿产开采引发的矿山地质环境问题

2002年，中国地质调查局启动了以省为单元的全国矿产地质环境调查项目，对全国矿山地质环境问题进行了摸底调查［41］。调查结果表明:截至2005年底，全国矿山共引发地质灾害12379处，其中因地下开采引发地面塌陷4489处、地裂缝3019处;采空、开挖、不合理堆渣诱发滑坡1257处;废渣堆放不当引发泥石流682处;开山炸石、矿山修路、建房形成了大量峭壁悬崖，诱发崩塌1077处。矿山地质灾害发生数量较多的省份包括河南、湖南、内蒙古、山西、陕西、四川、新疆、云南等，以湖南和山西最为严重。全国113149个矿山总占地面积为581.9万hm2，破坏土地面积约143.90万hm2，其中耕地29.56万hm2、林地13.65万hm2、草地16.38万hm2。采矿场破坏土地严重，约占矿山土地总量的1/2，达83.51万hm2。全国矿山固体废弃物多年累计积存量达219.6亿t，以废石、尾矿为主，其中废石154.12亿t、尾矿33.57亿t、煤矸石31.46亿t、粉煤灰0.22亿t。全国矿山废水2004年产出量约60.89亿m3，其中矿坑水42.94亿m3、选矿废水16.49亿m3、堆浸废水0.24亿m3、洗煤水1.21亿m3。