人物簡介:
武強,中國礦業大學(北京)水害防治與水資源研究所所長,教授、博導。國家安全生產專家組成員,國家煤礦安全監察局“水害防治專家組”組長,中華全國總工會勞動保護顧問組顧問,城市化委員會專家委員,首批國家新世紀百千萬人才工程國家級人選,國務院政府特殊津貼享受者。
科研成果:迄今出版中英文專著9部,發表學術論文180余篇,其中SCI檢索論文40余篇;獲國家科技進步二等獎2項,省部級一等獎8項。
榮譽:曾獲中國首屆十位“中國優秀博士后獎”、“全國優秀教師”、“李四光地質科技獎”、“長江學者創新團隊發展計劃”學術帶頭人和中央國家機關優秀青年等稱號。
武強,是我國礦床水文地質學的第一位博士,長期從事礦井水害防治與水資源研究工作。在科研和教學領域,武強碩果累累,并且其主持的科研項目為礦山企業創造了數億元的經濟效益。近年來,在我國發生的一些特別重大透水礦難調查工作中,武強還以國務院特別重大透水事故調查組專家組組長身份參加調查研究工作。
在接受《城市化》雜志專訪時,武強表示:“社會發展需求和經濟利益驅動在促成礦山開采業迅猛發展的同時,也導致大量礦山環境問題發生。加強礦山環境管理,實施環境效應總量控制,迫在眉睫!”
《城市化》:請您簡要介紹一下我國礦山開發現狀及其存在的問題。
武強:礦產資源是國民經濟、社會發展和人民生活的重要物質基礎。據有關資料,我國95%左右的一次性能源、80%以上的工業原料、大部分農業生產資料和1/3的飲用水均取自于礦產資源。迄今,我國已開發利用的礦種數量達到182種。1949年前,我國保留比較完整的礦山僅300多座,經過50多年的礦業開發,已建成國有礦山近萬座,各類礦山企業18.2萬個,遍布全國2000多個縣(市)。我國是世界上礦產資源比較豐富、礦種比較齊全的少數國家之一,20多種礦產探明儲量居世界前列。
礦山開發的目的是獲取資源,提高人類的生存質量,近年來由于社會發展需求和經濟利益驅動而促成礦山開采業的迅猛發展,導致大量礦山環境問題發生。一方面,在礦產資源開發過程中,采礦活動會引起礦山環境的變化,隨著開采進程,環境變化的積累可能引發若干環境問題,這些環境問題的積累又會導致次生地質災害;另一方面,不合理的礦山開采活動會直接誘發地質災害;無論是環境問題或是地質災害都具有明顯的環境效應。在這種經過改造的環境背景下繼續礦山開采活動會加劇環境問題并使地質災害發生的頻度和災害程度升級,無異于飲鳩止渴。各種環境問題相互疊加也會產生明顯的環境效應。如礦山排水供水與生態環保間的矛盾疊加于地面變形問題之上,會使開采沉陷、巖溶地面塌陷加劇,甚至成災。因此,加強礦山環境管理,實施環境效應總量控制,迫在眉睫。
《城市化》:目前,我國主要存在哪些礦山環境問題?在進行礦山環境評價方面應該注意什么?
武強:根據礦山環境問題的性質,礦山環境問題可劃分為:“三廢”問題(固相廢棄物、液相廢棄物和氣相廢棄物)、地面變形、礦山排水、供水、生態環保三者之間的矛盾、沙漠化和水土流失等五大類型。上述礦山環境問題的分類較為全面概括了我國各類礦山企業目前所存在的因礦產資源不合理開發誘發的主要環境問題,這些問題在一些礦山是以單獨形式存在的,但我國大部分礦山往往是同時存在多個礦山環境問題,只不過有些問題相對嚴重一點,而另一些則相對較輕。因此,礦山環境問題評價應該劃分為單問題評價和多問題綜合評價兩大類。如果從時間角度出發,礦山環境評價又包括過去演變歷史評價、現狀評價和演化趨勢預測評價三大部分。
一般說來,在進行礦山環境評價之前,首先需要對礦山環境所存在的問題進行分類研究,之后依據不同精度的礦山環境調查成果和基礎數據,針對不同問題,選擇不同方法和方案進行礦山環境評價,在此基礎上,才能提出合理解決礦山環境問題、保護與修復礦山環境的各種治理方案,最后應用現代信息與可視化技術,研發礦山環境信息系統。因此,礦山環境評價是礦山環境問題研究的一個重要環節,其中,礦山環境問題分類和調查是其評價的基礎,礦山環境修復和信息系統建設是其評價的后續研究內容,五者之間環環相扣,缺一不可,是礦山環境研究的五大內容之一。
我國礦山環境研究工作始于上世紀90年代初,由于當時各級政府和一些礦山企業開始注意到礦產資源不合理開發引起的環境問題,故初步開展了一些礦山土地復墾和恢復治理等工作,但未能對其進行系統綜合地調查研究。較為系統的以省為單位的區域礦山環境調查研究起步于近幾年,由于工作剛開始,急需指定一個統一的礦山環境調查技術規范和要求,以便科學指導我國正在興起的礦山環境調查工作。
《城市化》:請問,國內外在治理礦山環境問題都有哪些方法,各有怎樣的特點或者優勢?
武強:盡管上世紀90年代初采礦業在技術上已取得重要進步,但礦山環境調查、評價與保護仍未受到人們的足夠重視。上世紀90年代中后期,隨著采礦及其它相關學科突飛猛進的發展,礦山環境調查與保護問題引起了人們的關注,涌現出一大批新技術和新方法,如全球衛星定位系統(GPS)、光柵顯示、并行計算機和微觀物質分析以及小波變化等技術,為礦山環境調查與保護提供了強有力的技術保障,為調查所獲數據的分析處理提供了有效的方法。
在礦山環境治理方面,國外主要用重力梯度測量法進行礦山勘探;利用遙感進行礦山地質環境調查;運用電波法調查礦山中巖體的性質、分布等情況,并應用統計學的方法減少數據中的噪音干擾;建立空氣監測站調查礦區空氣污染情況;利用三維地震反射波調查礦山堆積的廢棄物;所有調查所獲數據應用三維可視化技術直觀地顯示出來,以進行準確清晰的分析、處理與評價。
應該說,每一種技術或者說方法都有其特點,也各有優勢,在實際應用中,應按照經濟技術合理的原則,運用各種技術方法,揭示礦山環境基本狀況和背景條件,為國民經濟發展規劃制定提供科學依據。
比如,GPS具有全天候、全球覆蓋和高精度的優良性能,而且其用戶設備無源工作,體積小,重量輕,耗電少,使用方便和價格低廉,因此,GPS的應用越來越廣泛。在礦山環境野外調查中,可采用GPS定位儀進行礦山環境三維坐標數據的現場采集工作。而地理信息系統技術(GIS)是具有強大的空間操作功能和多源多因素信息復合的疊加技術,因此GIS完全可以實現對礦山環境和生態問題進行動態模擬與評價的目的。作為礦山環境調查的一個有效工具,三維可視化技術是利用出露的巖層、礦山及區域面積建立三維表面,對此三維表面再賦以影響礦山環境的各種屬性,從而更好地分析處理獲得的數據,以進行礦區環境的評價。美國在應用空中可視——紅外線成像分光計(AVIRIS)進行地質可視化成圖并收集礦區現場數據等方面,成果較為突出。