矿山开采对环境的影响及其可持续性研究

矿山开采对环境的影响及其可持续性研究

宋方辉

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摘要：矿山开采作为获取矿产资源的重要手段，在推动经济发展的同时，也给环境带来了诸多负面影响。本文通过深入研究，系统分析了矿山开采对土地、水资源、大气、生态等方面造成的破坏，并从技术创新、管理优化、生态修复等多个角度探讨了实现矿山开采可持续发展的策略和方法，旨在为促进矿山行业与环境的和谐共生提供有益的参考。

关键词：矿山开采；环境影响；可持续性；生态修复

引言

随着工业化进程的加速，对矿产资源的需求不断增长，矿山开采活动日益频繁。然而，这种大规模的开采在带来经济效益的同时，也对环境造成了严重的破坏。深入研究矿山开采对环境的影响，寻求可持续的开采模式，对于保护生态环境、保障资源的长期供应以及实现经济社会的可持续发展具有重要的现实意义。

一、矿山开采的概述

（一）矿山开采的类型和方法

露天开采是直接剥离表土和上覆岩层，以获取矿产资源的方法。这种方法通常适用于埋藏较浅、规模较大的矿床。地下开采则是通过开凿井巷进入地下矿体进行开采。适用于埋藏较深、地质条件复杂的矿床。不同开采方法的特点和应用露天开采具有开采效率高、成本低的优点，但对地表的破坏较大。地下开采对地表影响相对较小，但开采难度和成本较高。

（二）全球及我国矿山开采的现状

开采规模和产量，全球范围内，矿山开采规模不断扩大，矿产资源的产量持续增长。我国作为矿产资源大国，在煤炭、铁矿石、有色金属等领域的开采量位居世界前列。主要矿产资源分布，我国的矿产资源分布广泛，但具有明显的地域特征，如煤炭资源主要集中在北方地区，有色金属多分布在南方。

二、矿山开采对环境的影响

（一）土地资源破坏

占用和破坏土地大规模的露天矿场会直接占用大量土地，如我国的一些大型露天煤矿，开采后形成了巨大的矿坑和排土场。地下开采可能导致地面塌陷，如某些采煤区出现了大面积的地面沉陷，使农田无法耕种，房屋受损。土壤质量下降，开采过程中产生的废弃物堆积会改变土壤结构，降低土壤肥力。同时，废弃物中的重金属等污染物会在土壤中积累，影响土壤的生态功能。例如，一些金属矿山周边的土壤中重金属含量超标，导致农作物生长不良甚至无法生长。

（二）水资源污染

矿井水排放，矿井水中通常含有悬浮物、重金属、有机物等污染物。未经处理直接排放会污染周边的地表水和地下水。例如，某煤矿区的矿井水排放导致附近河流的水质恶化，鱼类等水生生物大量死亡。选矿废水污染，选矿过程中使用的化学药剂会进入废水，这些废水若不妥善处理，会对水体造成严重污染。某有色金属选矿厂的废水排放，使得周边水域的酸碱度发生变化，影响了水生生物的生存环境。

（三）大气污染

粉尘排放，在矿山开采、矿石运输和破碎等过程中会产生大量的粉尘。这些粉尘不仅会影响周边的空气质量，还会对居民的健康造成威胁。例如，在一些矿山周边地区，居民呼吸道疾病的发病率明显高于其他地区。废气排放，爆破、矿石加工等环节会产生二氧化硫、氮氧化物等废气。这些废气会加剧大气污染，甚至导致酸雨的形成。

（四）生态失衡

生物多样性减少，矿山开采破坏了动植物的栖息地，导致物种数量减少甚至灭绝。例如，一些森林型矿山的开采使得许多珍稀动植物失去了生存空间。生态系统服务功能受损，矿山开采导致生态系统的水源涵养、土壤保持等功能下降。例如，山体的破坏使得水土流失加剧，河流的径流量和水质发生变化。

三、矿山开采的可持续性策略

（一）绿色开采技术的应用

保水开采，在矿山开采过程中，保水开采是一项至关重要的技术手段，其核心在于通过科学合理的开采工艺和技术，最大程度地降低对地下水资源的损害。以采煤作业为例，采用隔水层保护技术是一种行之有效的方法。隔水层如同地下的一道天然屏障，能够有效地阻止地下水的过度流失。通过精准的地质勘探和开采规划，确定隔水层的位置和特性，进而在采煤过程中有针对性地采取保护措施，如控制开采速度、优化开采布局等，从而避免了地下水位的大幅下降。这一技术的应用，不仅保障了周边地区的地下水资源稳定，还为当地居民的生活用水和工农业生产用水提供了有力的支撑。例如，我国某大型煤矿在开采过程中，由于提前实施了隔水层保护技术，使得周边村庄的地下水位在开采期间保持了相对稳定，确保了居民正常的生产生活用水。矸石充填开采是一种创新的开采方式，它将矸石等固体废弃物巧妙地回填到采空区。这种做法带来了双重效益，一方面显著减少了废弃物的堆积和排放，有效缓解了矿区的环境压力；另一方面，通过回填矸石，能够对采空区进行有效的支撑，从而显著减轻了地面塌陷的风险。某煤矿在采用矸石充填开采技术后，取得了显著的成效。过去，由于传统开采方式导致的地面沉降问题频繁出现，给周边的建筑物和基础设施带来了严重的安全隐患。而采用矸石充填开采后，地面沉降得到了有效的控制，矿区周边的建筑物不再出现裂缝和倾斜，道路也保持了良好的通行状态。同时，矸石的合理利用也减少了废弃物占用的土地资源，为矿区的可持续发展创造了有利条件。

（二）资源综合利用

共伴生矿产资源的回收，在矿产资源的开发中，加强对共伴生矿产资源的综合勘查和回收利用具有重要意义。这不仅能够显著提高资源的整体利用率，还能有效降低资源的浪费。以铜矿开采为例，通常情况下，铜矿中会伴生有金、银等贵金属。通过先进的勘查技术和精细的选矿工艺，能够对这些伴生的贵金属进行有效的分离和回收。在开采前，进行全面而深入的地质勘查，精确掌握矿脉中各种元素的分布和含量。在开采过程中，采用先进的选矿设备和工艺流程，对矿石进行精细加工，实现对共伴生矿产资源的高效回收。例如，某大型铜矿在开采过程中，通过采用先进的选矿技术，成功地回收了大量伴生的金和银，不仅提高了矿山的经济效益，还减少了资源的浪费，实现了资源的最大化利用。固体废弃物的资源化利用，矿山开采过程中不可避免地会产生大量的固体废弃物，然而，通过创新的技术手段和工艺，这些废弃物可以被转化为具有价值的资源。将矿山固体废弃物用于生产建筑材料是一种常见且有效的利用方式。例如，粉煤灰可以被用于生产水泥，其独特的化学成分和物理性质能够改善水泥的性能，提高水泥的强度和耐久性。煤矸石经过处理后可以制成砖块，具有良好的抗压强度和保温性能，可广泛应用于建筑领域。此外，固体废弃物还可以被加工成土壤改良剂，用于改善矿区周边贫瘠的土地质量。通过这些资源化利用的途径，不仅减少了废弃物对环境的污染和占用，还为矿山企业创造了新的经济增长点，实现了环境效益和经济效益的双赢。

结论与展望

通过对矿山开采对环境的影响及其可持续性的研究，明确了矿山开采对土地、水、大气和生态等方面造成的破坏。同时，提出了一系列可持续发展的策略和措施，包括绿色开采技术的应用、资源综合利用、生态修复以及加强环境管理和监管等。未来应进一步加强对矿山环境影响的监测和评估，深入研究新型绿色开采技术和生态修复方法。同时，推动矿山企业与科研机构的合作，加强国际交流与合作，共同应对矿山开采带来的环境挑战。随着环保意识的不断提高和技术的不断进步，相信矿山行业将逐步实现绿色、可持续发展，在保障资源供应的同时，最大限度地减少对环境的破坏，实现经济、社会和环境的协调发展。

参考文献

[1]李慧敏.绿色建筑材料的发展及选用原则[J].建筑材料,2021,41(2):24-28.

[2]张志刚.绿色建筑材料在建筑设计中的应用研究[J].建筑技艺,2021,42(3):56-60.