铁矿无底柱分段崩落法采矿的环境影响及控制

引言：作为我国铁矿开采的主要方式，无底柱分段崩落法凭借其投资小、工艺简单、回采率高等优点得到广泛应用，然而在开采过程中，采空区覆岩的大规模垮落引起地表变形，采矿废水的排放影响地下水环境，采矿扬尘、废气污染大气环境，采矿固废处置不当破坏土地资源，因此系统分析采矿环境影响机理并提出行之有效的环境保护措施，对于推进绿色矿山建设，实现矿业可持续发展具有重要意义。

1 铁矿无底柱分段崩落法采矿的环境影响

无底柱分段崩落法作为一种高效的采矿方式，在我国铁矿开采中得到广泛应用。然而，从环境保护的角度来看，这种采矿方法也存在诸多不容忽视的问题。采矿过程中，地表岩层的移动和变形，不仅改变了原有的地形地貌，而且对地表植被的生长造成干扰。与此同时，采矿活动对区域水文地质条件的影响也不容小觑[1]。大规模的采矿作业往往需要对含水层进行疏干排水，导致区域地下水位下降，而采空区的存在又使得地表水极易渗漏到地下，加剧了水资源流失。此外，采矿场飞扬的尘土和采矿设备排放的废气，是大气污染的主要来源。露天采场和地下采空区的岩石废渣，若处置不当也会污染土壤和水体。

2 铁矿无底柱分段崩落法采矿环境影响的控制措施

2.1 控制地表变形的措施

无底柱分段崩落法采矿引起的地表变形，是一个亟待解决的环境问题。为了将采矿活动对地表的影响降到最低，优化采矿设计是首要措施。通过合理布置采场位置，尽量避开重要地表建筑物和环境敏感区，可以从源头上减少地表变形的风险，同时科学预留安全护柱，严格控制采矿进度，也是防止采动影响超出预期范围的有效手段。

在采矿作业过程中，建立一套覆盖采矿区及周边的地表变形监测网络，能够及时掌握地表移动和变形的第一手资料，通过对监测数据的分析，可以预判采矿引发地质灾害的风险，当监测数据接近预警值时，及时调整采矿强度，避免事故发生[2]。对于已经形成的采矿塌陷区，及时开展治理工作刻不容缓，对塌陷区进行回填和整治，可以使地表恢复到接近原有的地貌。针对植被破坏严重的区域，加强生态修复是必要的手段。通过种植适宜的植物，不仅可以固定土壤、防止水土流失，还能够美化环境，达到采矿区生态修复的目的。

2.2 保护地下水的措施

在采矿活动中，保护地下水资源的首要任务是优化矿井水的处理和利用，通过建立完善的矿井水收集系统，最大限度地减少矿井涌水外排，提高水资源利用效率。与此同时，要严格控制外排水水质，定期开展水质监测，确保达标排放。在此基础上，还要采取有效措施防止采空区污染地下水，可在采空区上部设置人工防渗层，阻断地表污染物下渗通道，一旦发现采空区与含水层存在联通裂隙要及时灌浆封堵，避免含水层破坏和串通。此外，从源头防范固然重要，动态监测也不可或缺，应在矿区及周边布设地下水位、水质监测点，及时掌握水文地质条件变化，为地下水保护决策提供科学依据。

2.3 防治大气污染的措施

大气污染是无底柱分段崩落法采矿的另一个突出环境问题。在采矿作业中，粉尘和废气的排放对空气质量影响很大。为了有效防治大气污染，控制粉尘是首要任务。在矿石爆堆、转运站、运输道路等扬尘严重的区域，定期洒水通过增加空气湿度，可以有效减少粉尘的产生量。

在粉尘污染严重的作业点，如破碎机、筛分楼、转运站等，安装高效除尘设备是十分必要的。选用先进的除尘技术，提高除尘效率，可以大大降低粉尘的排放浓度，改善作业区的空气质量。值得一提的是，在采场、排土场、尾矿库等裸露区域，植被恢复和喷播植草是抑制粉尘的有效手段。通过恢复植被覆盖，不仅可以固定土壤、防风抑尘，还能美化环境，一举多得。在控制废气排放方面，选用节能环保型的机械设备，对设备进行定期检修和保养，可以有效降低污染物排放，同时对于运输车辆，安装尾气净化装置，严格控制尾气排放，也是改善空气质量不可或缺的措施。

2.4 处理固体废弃物的措施

在铁矿开采过程中，尾矿和废石的环保处置至关重要。对于选矿产生的尾矿要深入分析尾矿的物质组成，积极探索尾矿制备建材、保温材料等新途径，最大限度地实现尾矿的资源化利用[3]。针对暂时无法利用的尾矿砂，要因地制宜采用筑坝拦挡的方式进行安全处置，尾矿坝的选址和建设要遵循安全、环保、经济的原则，并采取防渗、排水、稳定性监测等配套措施。

就废石方面关键是要根据其化学性质和污染潜力分类堆放、分别处置，对含有毒有害成分的废石，要设置专门的防渗和防雨措施，避免污染土壤和水体。闭坑后，还要及时对采场、排土场、尾矿库进行覆土植被，消除环境安全隐患，可见从源头减量、过程控制到末端治理，处置好采矿固废责任重大。

结束语：

作为主要的铁矿开采方式，无底柱分段崩落法在促进资源高效利用的同时，也带来了诸多环境问题，文章分析了该采矿方法的环境影响类型和机理，提出了针对性的防治措施，但环境保护不是一蹴而就的，还需要在今后的实践中不断完善。未来，要进一步加强基础理论研究，优化工艺流程，研发清洁生产技术，探索废弃物资源化利用新途径，同时还要强化矿山企业环保主体责任，健全环境管理制度，营造全社会共同参与的良好氛围。

参考文献：

[1]罗浩铭.无底柱分段崩落法下盘矿体安全高效回收研究[D].西南科技大学,2023.

[2]谭宝会,胡颖鹏,张志贵,等.无底柱分段崩落法采场结构参数：发展现状、确定方法及存在的问题[J].化工矿物与加工,2022,51(11):52-64.

[3]谭宝会,李明润,梁博,等.无底柱分段崩落法覆盖层形成方法研究现状及发展趋势[J].化工矿物与加工,2021,50(12):17-23.