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协调矿产资源开发与地球环境保护

1998-06-17 来源:中华读书报  我有话说

我国钢铁产量已达年产1亿吨,需要铁矿石及其他辅助原料3.5-4.0亿吨,其中大部份由国内矿山供应。开采矿石必须首先剥离废石(露天矿)或开拓(地下矿),由此生产出没有工业利用价值的废石也以亿吨计。我国煤炭年产量已达12亿吨以上,也要开拓或剥离出以亿吨计的废石。加上其他金属和非金属矿产开发,化工原料及建筑材料的开采,每年从地球内部开挖的总量可达数十亿吨。也就是说,在地面形成巨大的矿坑,在地下造成巨大的空区,这是造成环境破坏的主要原因。另一方面,采出的无利用价值的废石的堆放,形成大量的废石堆、矸石山和排土场;选矿厂排出的暂无利用价值的尾矿,形成占地面积很大的尾矿坝或尾矿池,也是造成环境污染的主要原因。人类像“愚公”那样每天挖山不止,得到的是眼前的利益,留下的是子孙后代的包袱。

以亿吨计的矿石和废石从地下采出以后,在地下留下了巨大的空区,打破了地壳的初始平衡状态。在地应力重新恢复平衡的过程中,若不及时处理空区,或处理不当,将导致空区上方岩体移动,地面沉降甚至塌陷。地表沉降改变了地形地貌,地下水位相对上升,造成大片农田水淹而废弃。地面塌陷或变形过大,则引起建筑物损坏,铁路公路变形,河流泛滥。即使是微小的地表变形,也会引起农作物减产及病虫害。据统计,每采出1万吨煤地表塌陷达4亩,抚顺煤田赔偿耕地及建筑物的费用达6-7亿元。特别令人担心的是,许多金属矿山地下采空区已达十余万至数十万立方米,地表塌陷往往很少预兆,危险性极大。这类情况在锡矿山矿务局、大同矿务局、中南各钨矿均有发生过。近年来,石油及天然气开采所引起地面沉降问题也已提到日程上来了。美国长滩油田的地表沉降已达8米,赔偿官司打了多年。

其他的问题还有地下水位下降和污染、空气及地表水污染、诱发地震、诱发山崩及地滑等。

地下资源需要开发,地面及地下环境均需保护。不开发资源是不可能的,不保护环境是不允许的。从资源开发的角度讨论环境保护问题,即采取各种开采技术措施减轻或防止资源开发对环境的污染和破坏,是十分重要的。

1、立法。建国以来,已建立了许多法规。在矿产资源、资源保护、矿山安全及环境保护方面立有若干法规。然而直接与资源开发和环境保护联系在一起的法规尚不完善。现有的法规中,对环境污染的赔款条例不是长久之计。凡破坏环境的工程都应停止运行。

2、加固地下采空区综合利用。一些地下矿山,采空体积可达数十万,至数百万立方米。如果矿山所处位置交通便利,地质条件较好,岩体较稳定,采空区体积较大、则可以加固岩体永久保护空区不崩塌,地表不沉降。这些地下空区可以有多种用途,如地下仓库、地下贮水库、地下油库、地下气库、地下商业城等。加固采空区围岩的技术措施很多,都可以达到稳定采空区防止地面塌陷的目的,且成本不很高。

3、充填。采空区控制地面沉陷。地下开采所形成大量采空区,用人工方法进行充填是控制岩层移动及地表塌陷的有效方法。

其他还有“离层注浆”、“条带开采”、“煤层地下气化”、“钻孔溶解开采”、“原位浸出开采”、“无尾矿选矿”、“油气田开发注水”和“露天坑、排土场及尾矿坝的复垦”等方法。

总之,有各种各样的减少资源开发对环境影响的途径,有些已经开始实现并取得良好的效果,有的则刚刚起步或很有实用前景。近年来,环境保护部门和资源开发部门,均投资设立了若干科研项目,从不同的角度研究环境保护问题。然而,笔者认为,投资的力度是不大的、统一协调是不够的、成果也是不突出的。

刘宝琛,中国工程院院士、波兰科学院外籍院士,是我国随机介质理论的奠基者及其应用的开拓者。1962年获博士学位回国,发展创建时空统一随机介质理论,将其应用于建筑物下、河下及铁路下开采地表保护工程。在本溪、抚顺、阜新等矿区从“三下”安全采出煤炭千万吨以上。打破了苏联专家规定的太子河保安煤柱禁区,采出煤上百万吨。获冶金部及湖南省科学大会奖,省部级科技进步一等奖及二等奖各一项。

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