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废弃矿山丢下不管了?“没矿”的山也能变废为宝!
发布时间:2024-04-25  作者:刘汉斌  来源:科普中国  分享到:

我们这个地球有着各种各样的自然资源,其中,矿产资源关乎着我们每天的衣食住行。而我们不禁要问,作为矿产资源“娘家”的矿山,在被开采后就被丢下不管了吗?其实,“没矿”的山也能变废为宝!

01 什么是废弃矿山?

矿山是由人工建设的在三维空间内开采矿产场所。由于矿产资源的不可再生性,几乎所有的矿山都有自己的“寿命”。一旦可采资源枯竭,矿山就面临遗弃或关闭的命运,成为废弃矿山。

一般来说,矿山的废弃往往是由于资源的枯竭而废弃的。但是近年来,好多矿山因为环境保护和生态红线而被关闭,成为一种新的矿山废弃形式,不同于因资源枯竭而导致废弃的矿山,就本质来说,这种矿山更像是一种“休眠矿山”——因为这种矿山往往还有一定的资源可供开采,待到将来生产工艺水平和环境保护技术提升后,即可再次转为生产矿山。无论何种原因废弃,一旦成为废弃矿山,就意味着该座矿山不能再为人类持续提供原有的矿产资源“休眠矿山”或关闭矿山。但一些废弃矿山的废弃后有的还有可能复生或复采

02 废弃矿山的危害

矿山在正常生产时,采掘活动打破了山体或矿床原有的平衡状态,随着采掘和生产的推进,矿体或山体中会释放有害气体,产生突水、冲击地压等多种地质问题,需要进行人工通风、排水和锚固干预,以保证采矿作业的安全。

而当矿山被废弃后,原有的矿产生产行为被终止,原有的通风、排水等活动终止甚或相关系统被拆除,只在三维空间内留下一个被采空的腔体或巷道,但由于这个腔体或巷道往往低于周边非开采区,因此时间一久会产生大量的采空区积水和积气

由于原含矿层位中含有大量的硫、磷等元素或酸性有机盐,部分积水长期淋溶形成酸性矿井水,积累后溢出地面或污染地下水,形成水污染。

部分废弃矿山,如废弃煤矿,在采空区产生大量煤层甲烷,积累后从煤矿地表的裂缝中溢出,造成甲烷泄露,污染大气,遇到明火时甚至会发生爆炸。

部分浅埋深地下开采煤矿,在废弃后产生大量采空区塌陷,形成地裂缝或地表沉陷等矿山地质灾害,或者形成地下煤火。

露天矿山废弃后,由于地表植被被破坏,地层长期暴露于地表,遭受风化剥蚀,造成泥石流、滑坡等地质灾害等。

03 废弃矿山其实浑身是宝

矿山在废弃后,往往会形成多种二次资源:

无形资源和有形资源

无形资源:指蕴含其中的矿业文化,如矿业历史、矿业精神等无形的资源。

有形资源:废弃的巷道、铁轨、建筑物、广场、建筑用地等,以及蕴藏矿山的地面和矿井底下三维空间。

按物质的存在形态划分

固体:尾矿、围岩、残余矿产等;

液体:矿井水、地下采空区积水、地面沉陷区积水等;

气体:煤层气(如甲烷、二氧化碳等);

我国华北地区众多石炭-二叠系煤矿下部蕴藏大量的煤下铝土矿资源,煤矿顶底板和夹矸中有丰富的锂镓等“三稀”矿产资源,采空区中含有大量的煤层气和矿井水等资源。

03 废弃矿山的开发利用

对于废弃矿山来说,最好的恢复往往不是弃之不理,而是在二次开发利用中进行自然生态恢复。例如:

在露天废弃矿山展土地平整和复垦,形成新的农田

降雨量大的地区可以因地制宜建设成为人工湖或滨湖公园。如我国徐州地区的贾汪矿区潘安湖国家湿地公园,已成为国家4A级旅游景区。

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潘安湖国家湿地公园一角(来源:新华社)

井工开采的废弃煤矿采煤沉陷区人工略加平整后,可以在上面建设光伏发电基地,如网上赫赫有名的大同云冈区国内首批光伏“领跑者”示范基地。

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大同市的光伏发电项目(来源:新华社)

毗邻城市边缘的废弃矿山还可以改造为矿坑酒店或比赛场地。如位于北京市门头沟区的王平矿区将以“煤业文化+酒店休闲”为主题,建设文旅度假酒店。辽宁阜新的新邱露天矿则在关闭后建设成了国际山地汽车国际赛道城,成为了赛车手们纵横驰骋的新天地。

部分历史悠久承载古代采矿历史的遗迹可以建设成为遗址博物馆。如湖北大冶的铜绿山古铜矿遗址博物馆,采掘年代最早可追溯到4000年前,是我国目前发现采冶延续时间最长、采冶规模最大、保存最完整的古代矿冶遗址。

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铜绿山古铜矿遗址新馆(来源:新华社)

密封情况良好的废弃地下盐穴矿井可以用来作为地下储油、储气、储二氧化碳库。如在我国江苏常州的金坛、镇江的荣炳地区,截至2023年底已经建成4座废弃盐穴储气库,实现了地下120万立方米地下空间的再利用。

还可以利用废弃矿山的巷道和采空区建设蓄能电站,如:

抽水蓄能电站:利用矿山地下开采或者露天开采形成的具有高度差的三维地下空间形成两个不同高差的储水库,利用水体之间的高度差形成的天然重力势能进行发电。

压缩空气储能:利用煤矿巷道或岩穴空间在电力发电波峰期将电能通过压缩空气转化为空气势能,在用电高峰期释放空气转化为电能,从而削峰填谷,补充电能。


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