浅析矿产资源的开发与地质环境保护.doc

浅析矿产资源的开发与地质环境保护 摘要矿产资源是人类生存和社会经济发展的基础，区域社会经济系统运行在消耗大量矿产资源的同时，也输出了大量的废弃物，这些废弃物以不同的方式汇集到周围的生态环境，对区域生态环境产生多种形式的污染和破坏作用，占用和消耗地区生态环境容量。文章结合我国矿产资源开发的现状，重点就矿产资源开发趋势及面临的各项矿山地质环境问题进行了探讨分析。 关键词矿产资源；地质环境；预测；保护 1、当前我国矿产资源开发对地质环境的影晌 1.1 土地占用和破坏 矿产资源与能源开采要构建交通网、工业民用厂房和市政等设施。采矿，特别是露天采矿，要剥离地表覆盖层，同时有大量的废矿石排放，所有这些都需要占用大量的土地，这是采矿业普遍存在的一个严重问题。 矿山占用破坏土地主要分为下面三类一是露天采矿破坏土地；二是废矿石、尾矿堆放占用土地；三是矿产资源与能源开采导致地面塌陷，从而破坏土地。 表1矿山占用破坏土地（公顷） 1.2 水文地质环境的破坏 井巷开掘，使地下水的赋存状态发生变化，矿床疏干排水改变了地下水的天然径流和排泄条件，使区域地下水位大幅度下降，造成矿区水文地质环境的恶化。此外疏干碳酸盐围岩含水层时，其溶洞构成了地面塌陷的隐患。当塌陷区或井巷与地表储水体存在水力联系时，会酿成淹没矿井的重大事故。岩层疏干影响的预测和设计不合理时，还会导致边坡、台阶的场动和过滤变形而引发地质灾害。 矿场开采必然改变岩体的原始应力场，由此引起的水文地质条件和环境的影响范围，按开采规模有时可达数千平方公里，影响深度露天开采时可达500-700米，地下开采时可达1500-2500米。水文地质环境的破坏主要分为下列几种一是引起矿井突水。根据有关资料，2005年到2007年由于采矿突水造成的事故每年都有十几起，其趋势是每年次数减少，但造成的危害程度增加，伤亡人数与经济损失都在一定程度上呈现出增加的趋势；二是海水入侵；三是区域地下水位下降。 1.3 地面形变 由于采矿掏空、矿坑疏干或长期抽排地下水等原因，常造成矿区地面下沉、开裂等现象发生岩溶充水矿区，常发生地面塌陷。地面形变严重破坏地表建筑、交通道路和农田，危害人身安全和生产建设。 在矿井开采前，矿区岩层处于平衡状态，当矿体开采后，岩层中的应力平衡状态受到破坏随着矿体开采强度的增加，采空区不断扩大，应力不断改变，导致矿体上覆岩层在重力作用下产生裂隙、变形、下沉、塌陷等地面形变地面形变与矿体采深、采厚以及矿体上覆地层岩性、地质构造条件等密切相关。 1.4 矿山“ 三废”对环境的污染 随着矿山的开发，矿区排放大量废水，如矿坑排水、洗矿废水、尾矿石堆淋滤水、以及矿区其他工业如炸药厂、选矿厂、机械厂等和医疗、生活方面的废水等。这些废污水，大部分未经处理，排放后直接或间接地污染地表水、地下水和周围农田、土地，在进一步污染农作物。有害元素成分的挥发也污染了空气。 其他如矿山开采所造成的固体粉尘等也会对环境造成污染。 2 未来我国矿产资源供需趋势及其可能引发的地质环境问题预测 2.1 未来十年我国矿产资源、能源供需趋势 未来十年我国矿产资源供需趋势原材料矿产结构缺陷突出，大宗支柱性矿产数量不足，品质较差，供需矛盾加剧，优势矿产前景堪忧。目前不能满足国内需求的铁、锰、铝、铜、铬铁矿、钾盐6种大宗矿产供需矛盾日益加剧，需长期依靠进口以补不足。据预测，到2012年我国仍需进口富铁矿石7000万t左右，国内铁矿石的满足率仅为62.5，锰矿资源，低品位难选冶的碳酸锰矿石仍不能利用，锰矿石缺口将高达650万t。如果近几年不能降低生产氧化铝的成本，我国仍需每年进口氧化铝157.5万t，到2012年我国将缺口10-100万t电解铜，国内铜矿石的生产仅能满足国内需求的41-47，铬铁矿需求量为140-150万t，缺口120-130万t，钾肥需求量为640万t，缺口钾肥约540万t。 2.2 未来十年我国能源供需趋势 2.2.1 能源供给预测 利用灰色系统模型与趋势曲线模型对能源产量进行了长期预测，由于他们是从不同的侧面，不同的角度进行的预测，预测的精度不一样，难免会遗漏一些信息为了更全面地反映能源产量的信息，采用变权重组合预测方法对能源产量进行预测，以提高预测的精度。根据组合预测模型对未来年我国能源产量进行了预测，预测结果见表2。 表2 能源生产及构成预测表 2.2.2 能源需求预测 迄今为止，人们开发了许多能源需求预测模型，这些模型各具特色，由于能源需求受社会经济、人口、科学技术的发展、政治体制改革，投资以及众多的因素影响，从而形成了一个非常复杂的系统。在这个复杂系统中，各种因素之间的关系复杂，无法用一个数学表达式表达清楚，因为任何一种数学模型都是对实际系统的抽象和简化，其所选定的影响因素及由此而确定的参数与变量必定十分有限，往往由于使用者的偏爱及兴趣所在，从不同角度对系统进行模拟。这样，构建的模型无论是计量经济模型，还是投入产出模型、时间序列模型等，都只能在某些范围内适用，往往是各具特点也各具不足。由于单个模型往往能够体现或包含能源系统的局部信息，而多个能源需求预测模型的有机组合，就有可能比较全面的描述能源系统的真实运行情况。因此，对一个复杂系统采用多个模型综合，得到组合模型，或协调模型更能有效的提高能源预测精度。 利用灰色系统模型与指数曲线模型对天然气消费量进行了长期预侧，由于它们是从不同的侧面，不同的角度进行的预测，预测的角度不一样，难免会遗漏一些信息。为了更全面地反映天然气产量的信息，采用变权重组合预测方法对天然气消费量进行预测，通过组合预测，平均相对误差也很小，从而提高了预测精度。预测结果见表3。 表3 能源预测最终结果表 2.3 矿产资源开发引起的地质环境问题预测 如前所述，矿产资源开发主要的地质环境问题有尾矿堆放、露天采矿、采矿塌陷。其他的如疏干地下水等，由于没有找到相关的统计资料，因而无法进行预测。 运用线性回归，藕合时间因素，预测出2017年，矿产资源开采可能引发的地质环境问题。具体见表4。 表4 年矿产资源开采可能引发的地质环境预侧 3 未来我国矿产资源开发中的地质环境保护管理任务 3.1 矿产资源开采导致地质灾害日益严重，综合防治难度大，须加强管理 全国因地质灾害造成的损失每年高达270亿元。崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害几乎遍及全国各省（区、市），西南和西北地区尤为突出。全国共发现崩塌、滑坡、泥石流灾害点达百万处，每年发生这类地质灾害达十余万次，死亡人数达千人。有700多个县市数万个村庄受到严重威胁。有24个省区存在地面塌陷，塌陷坑达3万多个，46个城市和地区发生地面沉降和地裂缝。近年来，全国因不恰当人类工程经济活动导致的地质灾害呈上升趋势。据统计，各类人为因素诱发的地质灾害已占地质灾害总数的50左右。 3.2 矿山生态环境问题依然突出，恢复治理任务艰巨 全国各类矿山年矿石采掘量达60多亿吨，采矿业破坏土地面积累计达500万公顷，而工矿废弃地复垦率仅为12。矿山开发中“ 三废” 的排放严重污染了矿山及周围地区的地质环境，矿山开发诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害十分普遍，采矿活动使矿区周围水均衡系统遭受破坏。我国300多座矿业城市（镇）中，许多正处在产业转轨时期，矿山生态环境恢复治理任务十分艰巨。 3.3 由于石油等能源开采导致地下水受污染、破坏日益严重，监测监督和保护的任务繁重 地下水是我国城市和工农业用水的主要供水水源，但是不少地区由于地下水资源的不合理开发，已诱发了一系列环境地质问题，地下水资源环境遭到破坏。过度开采地下水，引起了区域地下水位持续下降，造成一些地区表层植被枯死和土地荒漠化、产生地面沉降和海水入侵等地质灾害和环境地质问题。目前全国已有46个城市或地区由于大抽取地下水而出现了明显的地面沉降问题。严重的地面沉降造成了大城市基础设施被毁，防洪能力下降，内涝严重。海水入侵使地下水不断咸化，直接影响了沿海地区城市及工农业供水。 总之，要加强矿产资源开采过程中的地质环境保护，必须多管齐下，采取行政、经济、法律的手段多头管理，这一点近年来全国已逐步开展，收效逐渐显现，矿产资源开发与地质环境保护任重而道远。中国论文联盟wWw.LW