露天采矿对环境的影响及可持续发展策略

引言

矿产资源作为工业的“粮食”，是国民经济与社会发展的重要物质基础。露天开采以其效率高、规模大、安全性好的特点，已成为全球获取矿产资源的主要方式，为经济增长提供了强劲动力。然而，这种大规模改变地表形态的活动也伴随着巨大的环境代价，包括土地损毁、水资源污染、生态退化等一系列严峻挑战。在全面推进生态文明建设的时代背景下，如何有效遏制采矿活动的负面生态效应，推动矿业走向绿色、低碳、可持续的发展道路，已成为亟待解决的重大课题。本研究旨在系统剖析露天采矿的多维环境影响，并探讨其可持续发展的有效路径，对平衡资源开发与环境保护具有重要的现实意义。

一、露天采矿对环境的多维度影响分析

（一）对地质与土壤环境的破坏

露天采矿通过剥离上覆岩土层和表土，彻底破坏了原有的地质结构和地形地貌。大规模的挖损与堆弃形成了深度可达数百米的采坑和巨大的废石场，极易诱发山体滑坡、地面塌陷等地质灾害，地质稳定性长期受损。同时，最肥沃的表土层被永久移除或掩埋，导致土壤结构丧失、有机质含量急剧下降、肥力殆尽。挖掘出的深层母质和废石通常贫瘠且可能含有害物质，使土地失去农业和生态功能，造成严重的土壤沙化、石漠化，其恢复需要极其漫长的时间与高昂的成本。

（二）对水系统的影响与污染

露天采矿活动严重扰乱了区域水循环系统。矿坑的持续排水会形成巨大的地下水降落漏斗，导致周边地下水位显著下降，泉眼干涸，并引发地表植被因缺水而退化。更为严峻的是，矿区内暴露的废石堆和尾矿库中的硫化物矿物与空气、水接触后，经氧化作用易产生酸性矿山排水（AMD）。这种强酸性废水富含高浓度的重金属离子（如铁、锰、铜、镉等），若未经有效处理便渗入地下或排入河流湖泊，将长期污染地下水源和地表水体，毒化水生生物，并严重威胁下游地区的饮用水与农业灌溉安全，治理难度极大。

（三）对大气质量的影响

露天采矿是区域大气污染的重要点源。在整个开采过程中，钻孔、爆破、矿石装卸、运输及废石堆放等各个环节都会产生大量无组织排放的粉尘（TSP 和 PM10）。这些细微矿物颗粒物会随风扩散，笼罩整个矿区及下风向区域，导致空气能见度降低，并引发周边居民呼吸道疾病。此外，矿区密集使用的重型柴油动力机械设备（如挖掘机、卡车）在燃油时持续排放氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）等废气以及温室气体（如 CO2）。爆破作业也会产生大量有毒有害气体（如 CO、NO2），共同加剧了局部区域的大气污染和灰霾现象。

二、露天采矿可持续发展策略构建

（一）绿色勘探与低碳开采技术

构建露天矿的可持续发展始于源头的绿色勘探与低碳开采。绿色勘探倡导采用“探采一体化”思路，综合利用无人机航磁、遥感、地球物理等先进技术，精准定位矿体，减少对地表生态环境的盲目破坏。在开采环节，低碳化是核心，重点推行露天矿陡帮开采、内排土等优化工艺，显著减少剥岩量和土地占用。大规模引入电动矿卡、纯电铲等新能源装备，并试点氢能等清洁能源，从源头削减柴油消耗产生的碳排放与污染物。同时，利用数字化矿山技术进行智能调度与能耗管理，最大化提升开采效率，实现资源提取与能耗、环境影响的“脱钩”。

（二）清洁生产与资源循环利用

推行全过程清洁生产与资源循环利用是减少污染物排放、提升经济效益的关键策略。在生产流程中，采用高压辊磨、矿石预选抛废等节能碎磨与分选技术，降低能耗并减少进入后续工序的废石量。对产生的废石、尾矿等固体废弃物，不再视作垃圾，而是作为二次资源进行深度开发和综合利用，如用于制作建筑材料、充填采空区或回收有价组分。同时，必须建立完善的矿坑水与废水循环处理系统，实现分级复用（如抑尘、选矿），最大限度减少新水取用量和外排废水，打造“无废”或“少废”的循环型矿山模式。

（三）闭矿规划与生态修复技术

可持续发展要求将闭矿后的生态重建置于与开采同等重要的位置，必须实行“边开采、边修复、边规划”的全生命周期管理。闭矿规划应在矿山设计之初就已制定，并预留复垦专项资金，确保矿山服务期满后有能力履行生态责任。修复技术需因地制宜：对最终采坑，可改造为蓄水池、湿地或休闲湖面；对废石场、尾矿库等平台，采用土壤改良、微生物修复及先锋植物种植等技术进行生态重建，快速恢复植被覆盖，重塑乡土生态系统功能。最终目标是将废弃矿地转化为可供农业、林业、旅游或建设用地的新空间，实现土地资源的可持续再利用。

三、案例研究

（一）案例矿区概况与开采历史

本次研究以江西省德兴铜矿为例，该矿地处赣东北怀玉山脉，是亚洲最大的露天铜矿，也是中国重要的有色金属生产基地。其开采历史可追溯至唐代，但大规模现代化露天开采始于 20 世纪 50 年代末。矿区由铜厂、富家坞、朱砂红等多个矿坑组成，历经六十余年的高强度开采，目前已进入深部开采阶段，形成了巨大的露天采场和连绵的排土场，年采剥总量巨大，在我国金属矿山开采中具有极强的典型性和代表性。

（二）该矿区面临的主要环境问题

德兴铜矿长期面临严峻的环境挑战。其巨大的废石场和尾矿库占地广阔，水土流失与潜在的地质灾害风险突出。最核心的问题是酸性矿山排水（AMD）的形成，大量含硫废石经氧化和雨水淋溶产生高酸度、高重金属含量的废水，对下游乐安江水体造成了历史性污染，威胁流域生态环境与饮用水安全。此外，持续的爆破、采掘与运输作业产生了显著的粉尘与噪音污染，对周边森林生态系统及社区生活环境造成了持续影响，生态修复压力巨大。

（三）已实施的可持续发展策略及效果评估

矿区近年来系统性推行了可持续发展策略。在污染治理上，建设了覆盖全矿区的清污分流与酸性水处理站网络，对高浓度酸性水进行中和处理并回收金属，显著改善了乐安江水质。在生态修复方面，创新应用了耐性先锋植物物种与基质改良技术，对废弃排土场进行大规模复垦绿化，植被覆盖率大幅提升。同时，公司大力推广废石与尾矿的综合利用，将其用于井下充填和建材原料。评估显示，这些策略有效遏制了环境污染恶化趋势，局部生态系统功能得到恢复，但历史遗留问题的彻底根治与生物多样性的完全重建仍需长期努力。

结论

露天采矿在带来巨大资源效益的同时，也对地质、水体、大气及生态系统造成了多维度且深远的破坏，其环境代价高昂且具有长期性。实现该行业的可持续发展，必须摒弃“先破坏后治理”的传统模式，转而构建贯穿勘探、开采、闭矿全生命周期的综合治理体系。这依赖于绿色低碳技术的创新应用、资源循环利用的深化、以及严格政策监管与企业社会责任的双重驱动。未来，露天矿山的终极目标是从一个单纯的资源提取场所，转型为与周边环境和社会和谐共生的综合经济体，其成功实践将对全球矿业绿色发展提供至关重要的中国经验与智慧。

参考文献

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