浅析矿区地质环境评价与治理

沙国聪

摘 要：由于自然地质作用和某些人为因素，当前我国矿区生态地质环境日益恶化，加强矿区地质环境的评价与治理已经成为了一项十分迫切的工作。文章首先简要介绍了矿区地质环境评价与治理的内涵和重大意义，然后论述了矿区地质环境综合评价的主要流程，最后从地质环境分区治理和矿山环境监测工程两个方面说明了如何开展矿区地质环境治理工作。

关键词：矿区地质环境；评价方法；治理方案

1 引言

从根本上来说，矿区地质环境评价与治理研究的对象是地质环境。地质环境一般是指由岩石圈、水圈和大气圈所组成的环境系统，并具有相对完善和稳定的物质迁移和能量转换机制，它是整个自然环境系统的重要组成部分，也是与人类的生产生活关系最为密切的环境空间，对于维护整个生态系统的平衡发展和平稳运行具有十分重要的作用和意义。对于矿区地质环境来说，一般是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区，其岩石圈上部与大气、水、生物圈组分之间，不断地进行着联系（物质交换）和能量流动，这一部分组成一个相对独立的环境系统圈组成的环境系统。矿区地质环境往往是以岩石圈为主要运行依托，并伴随着较长时间的矿产资源开发，且对其所在的地质环境平衡系统造成了一定的破坏。因此，我们谈到矿区地质环境总是着眼于其身上所存在的诸多地质环境和地质灾害问题。简单地说，矿区地质环境评价就是对矿业开发生产项目规划和建设可能对环境造成的影响进行有效的分析与评估，在此基础上提出相应的预防和减轻不良影响的具体实施办法，以便更好地维护该地区地质环境生态系统的平衡发展。矿区地质环境评价与治理是一项牵涉面广、复杂度高的大工程，涉及到景观生态学理论、系统理论、统筹人与自然和谐发展理论等专业知识，并且需要经过很长时间的具体实践才能取得比较良好的效果。

随着经济建设进程的不断加快，矿产资源开发和生产企业也得到了长足的发展，一方面极大地促进了国民经济建设的发展步伐，但是同时也造成了不可忽视的地质环境问题。矿产资源开发利用率不高，且存在比较严重的浪费现象；耕地面积不断减少，粮食产生面临极大的挑战；房屋倒坍、饮用水污染、公路等基础设施建设遭到破坏。这些因矿业生产引发的地质环境问题正在一步步地威胁到人类的正常生活和发展空间。在可持续发展目标的指导下，我国正在积极构建资源节约型和环境友好型社会，因此积极探索和研究行之有效的评价体系和治理方法，成为了当前我国矿业生产所面临的一项十分紧迫的任务。

2 矿区地质环境综合评价的主要流程

2.1 划分评价单元

总的来说，矿区地质环境是一个十分复杂的系统，包含很多组成部分和影响要素，并且在不同的局部区域之间往往还表现出很大的差异性。在这种情况下，为了尽可能准确和全面地对矿区地质环境做出评价，通常的做法是首先对具体的研究对象区域进行划分，得到一系列比较小的单元，也可以看作是一个评价单元；然后这些小的单元赋予一定的评价指标值，最后通过综合所有单元的评价属性来得到整个区域的评价结果。对研究对象进行有效划分的标准和原则是每一个具体的评价单元在地质环境条件方面具有很大的相似度和一致性，不同的评价单元在地质环境条件方面具有一定的差异性和区分度。

在划分方法方面，目前主要有以下几种：一是三角形剖分法，也就是以三角形作为基本的评价单元来对研究矿区进行划分。这种方法在操作过程中具有很大的灵活性，可以自由地选择和组合各个单元。但是为了操作方便和简化数据处理过程，在划分过程中要求三角形的任意一角不得大于90°，三条边的长度要近似地成等边三角形分布。三角形剖分法对小范围评价区域划分比较合理，在使用过程中大多与有限元或数值模拟相关联，主要用于地下水资源评价、地面沉降分析计算等。二是正方形网格法，这种方法一般是采用地理坐标来控制具体的划分过程和精度，其操作关键是确定和控制各个划分网格的大小，范围可以达到0.01km2到数平方千米。正方形网格法主要用于大面积的矿区地质环境评价问题，如土壤环境质量评、地下水污染评价和耕地面积破坏评价等方面。三是不规则多边形网格划分法，这种划分方法一般是结合研究区域的地质分布情况，以地质环境条件突变的界限为划分边界。由于考虑了实际的地质条件分布状况，不规则多边形网格划分法具有很大的适应性，能够得到比较合理的评价指标值，在实际工作应用较多。尤其是对于范围面积较小的矿区进行评价时，如果忽略其中的地质条件，将违背评价工作的初衷和原则，得到的评价结果也很难具有可靠的参考价值。

2.2 选取评价指标与优化

评价指标的选取具有很大的针对性和依赖性，一方面要结合矿区的实际情况，针对不同的矿产资源类型以及其对地质环境造成的主要危害来选取，并且要注意抓住主要矛盾，兼顾次要矛盾。一般来说，植被覆盖率、地质灾害、人类活动、水资源污染、地貌景观影响占总面积的比例和矿渣堆积量等一些指标是实际评价工作中普遍都会涉及到的。選取了合适的评价指标后还需要对评价因素进行等级划分，按照严重（Ⅰ）、较严重（Ⅱ）和一般（Ⅲ）来表示不同等级的破坏程度，并赋予相应的标准值，从而对所研究矿区的地质情况有一个相对客观的评价。表1列出了几个常用的评价指标及其标准值。

表1 评价指标及其标准值

另外，在实际工作中往往还要考虑对选取的评价指标进行优化，一方面评价指标太多不利于进行数据采集和处理，而且不同的评价指标往往还存在一定的重复和交叉，使得数据上具有一定的冗余性。在优化评价指标方面，主要有经验法、两两比较法和主成分分析法。其中主成分分析法是在保证评价指标信息损失最小的前提下，经线性变换和舍弃部分信息，获得少数新的综合变量，以取代原始采用的多维变量，通过对少数综合性指标的分析达到评价目的。

2.3 确定权重

从本质上来说，权重主要反映的是评价体系对其中每一个评价指标的重视程度，科学合理的权重系数对于客观地反映矿区地质情况具有十分重要的作用和意义。确定权重系数的方法有确定，目前主要采用的是墒值求权法。也就是在对矿区地质环境进行综合评价时，运用熵值来判断事物的随机性、判断某个指标的离散程度。每个指标都具有自己所特属的熵值。熵值越大，表示该指标无序性越大，对评价的影响程度越小，反之，熵值越小，指标的效用值越高。熵值等于l时表示指标的数据位完全无序，对评价结果的贡献程度为零，各指标对评价的影响程度取决于该指标熵值与1的差值。

3 矿区地质环境治理

3.1 地质环境分区治理

根据矿区地质环境综合评价结果，在了解了不同评价区域的地质破坏情况和主要矛盾的基础之上，就要有针对采取一些治理措施，一方面对已经存在的各种问题进行及时有效地处理和恢复，同时严格防范破坏范围的进一步扩大，有效地避免和消除各种潜在的问题和隐患。在实际的治理过程中，比较常见的地质环境问题主要有以下几种：一是地面塌陷，例如玉溪矿业狮凤山矿三家厂矿段，这是各个坑采矿山开采区普遍存在的问题和隐患，对耕地和各种基础设施造成了严重的破坏。目前治理塌陷区主要是采用填埋法，将已经出现塌陷问题的区域进行填埋，并结合矿区当地的地质构造情况，尽可能地恢复原有的耕地和植被。二是地裂缝，例如玉溪矿业狮凤山矿凤山矿段，一般是采用粘土或者灌浆填充的方法来填充和弥补地裂缝，并且一般来说，对于岩质裂缝宜采用水泥浆和混凝土充填，对于土质裂缝宜采用粘土充填。三是地形地貌景观破坏，例如玉溪矿业大平掌铜矿，这种破坏的影响范围一般较大，如果不采取及时有效的处理措施，往往会引发一系列连锁破坏反应。治理地形地貌景观破坏这种矿区地质环境问题，要尽量贯穿于矿产资源的生产全过程，将恢复治理措施与矿区生产同步进行，这样一方面可以有效地减少破坏范围和影响程度，同时也能够极大地降低后期治理工作的成本投入。

3.2 矿山环境监测工程

建立矿山环境监测工程是当前我国矿区开展地质环境评价与治理工作的一个重要方面，结合实际工作情况来看，主要有以下各个监测重点：首先是对于地表变形、裂缝和塌陷等具有明显变化特征的地质破坏问题的监测，为了能够及时监测到这类地质问题的发展程度和影响范围，一般是要沿矿体的走向和倾向布置地表变形监测点，采集有效地监测数据，并对其未来发展情况进行科学地预测；其次是对于地下水水质污染和水量变化的监测，要在矿区的每一个有效开采区域布置相应的监测点，如果某一个区域出现了污染破坏问题，就要及时对整个矿区的地下水保护措施进行检查和维护；最后是滑坡和泥石流等地质问题的监测，这类矿区地质环境问题的破坏力和影响力极大，一旦出现将造成不可估量的损失，针对这类问题，在监测点的布置上要结合該地区的地形走势和过去此类问题的发生情况来综合考虑，同时应该尽可能多地设置监测点，提高监测的力度和频度。

4 结束语

矿区地质环境评价与治理是一项复杂度很高的工作，牵涉到方方面面的问题。在实际工作中，我们一方面要提高思想认识，以高度负责的态度和严谨细致的精神来做好每一个环节的工作；另一方面要注意进行技术创新，积极采用先进的技术装备和理论知识来提高评价与治理工作的质量，为经济建设与环境保护的协调发展提供坚强的保障。

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