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1.矿产地的地质环境及治理现状
矿产资源被过度的开采利用,就会产生严重的环境问题,矿山的地质问题和环境问题主要分为四种:过度的占用非矿区,使得土地资源得到破坏;矿产地遭遇自然灾害而引起的地质问题;过度的矿产开采造成了地下水位的流失;水土遭到严重的污染。其中最严重的地质和环境问题就是矿产地的地质灾害,还有就是由于矿产地废弃物的随便排放而造成的水土污染问题。
矿山在开产矿资源时会大量的排放污染水,使得附近水源遭到破坏,并且这些污染水会随着水循环流到地下,对附近的地下水的均衡系统造成严重影响,出现井口干涸、地下水明显下降以及地表水严重流失等问题,人畜的饮水和农田的灌溉都将受到影响。同时矿产地排出的含泥矿等污染水,能够阻塞池塘与水库等公共设施,给国家带来了不必要的麻烦。
2.地质环境的保护与防范措施
2.1 土地的保护
矿产地的建设工程不应该没有限制的扩大土地的使用范围,要尽大的提高对占有土地的利用率,尽可能的减少对占有土地的破坏,维持矿产地的土质平衡性。矿产地的临时推土场、产品堆场以及生产设备的摆放场都应该得到规范的管理,要充分的利用现有占有土地的使用平台,最大效益的发挥出土地的利用率,尽可能的减少对其他土地的破坏与侵占。做到合理的、规范的、科学的利用土地资源,有序的摆放渣土,杜绝一切乱堆乱放的混乱现象,而且为了员工的人身安全,摆放矿石场的斜坡度不应该大于40度。整个矿石开采过程中,要尽量的利用好表层废土,实现资源的二次利用率,当整个矿产资源要枯萎时,要及时的封闭好矿井口,并用那些原来的废土填平好整个内采场,使得环境污染的源泉得到遏制。
2.2 植被的保护
矿产地的各种工程都不应该对林木砍伐区进行扩大,避免因为过度的破坏绿色植而引起的环境破坏问题,在矿产区进行作业的过程中,要懂得对那些比较大的乔木和灌木进行栽培和异地移植,而不是见木就伐,遇树则砍,这样只能给当地的生态平衡造成破坏,从而出现更大的灾害问题。并且在适当的时候还要种植一些花草树木,扩大矿产地的绿色用地,改变其脆弱的绿色问题。
2.3 水资源的保护
矿产地的水资源无疑是及其宝贵的,但是由于受到污染或者采矿的影响,使得矿产地的水资源严重不足,地下水位严重降低。所以在采矿的过程中,那些废水不要直接让其流入到附近河流中去,而是要将废水先处理一遍然后再让其流入,极大的降低了河流被污染的风险。
2.4 对矿山露采场的处理
(1)、清除露采场边缘的岩石,并且对两侧进行加固,采用绿色植物等进行露采场进行绿化。
(2)、在露采场的山顶上修筑截水沟,尽量减少外来水进入到采场内。
(3)、尽可能的积蓄地皮表面的雨水,为植被的后期培养提供水源。
2.5 制度的保障
(1)对有关保护矿山地质环境的法律法规要进行系统性的完善,通过法律法规的手段去保护矿山的可持续性。
当前要加快推进有关法律法规的建设进程,结合我国环境的实际情况,尽早的制定出一部科学的、合理的、严谨的律法,去监督和管理有关矿山土质环境的保护及治理问题,为阻止地质环境的进一步恶化,同时也为治理环境提供了极大的法律保障。
(2)、当地有关管理部门必须实施高效、严格的矿产地地质环境的管理措施。实行苛刻的矿业准入条件,对矿产地的地质环境保护要加大执法力度,要想严格的将矿产地的地质环境搞好,就需要一个公平、公共以及客观的评价制度,并且需要时刻的完善好评价制度,评价人员每一次对矿山进行考察时,必须秉持着客观、公正的原则去对矿产地的地质环境进行考核,考核人员要及时的将考核的结果送到相关管路部门去。对管理方式进行切实的转变和改进:
一、依据矿产地的地质环境来划分,实行对地质环境的分类管理。
二、改变传统、陈旧的管理模式,将被动式管理转变成主动式管理。
三、负责到底、监督到底、管理到底,对治理过程中的任何一个环节都要严肃对待,所以管理部门要实行全过程管理。
(3)、利用矿产地的经济手段,大力的发展环保与循环经济,逐步的改变经营模式,从根本上降低经济开发对地质环境造成的破坏。引导当地企业部门走上一条绿色发展的道路,进一步的去完善经济环境,扩展矿产地地区的融资渠道,吸收外来资金的投入,使得矿产地地区的循环经济能够实现有序化和产业化的运作机制。
2.6 技术措施
矿山企业都应该遵循“无废矿山”、“绿色矿山”的相关环境标准,对矿山开采区内的废渣等污染物要进行科学的处理和有序的规范,实现矿山开采区内的技术的科学化、废物排放的无害化、作业的清洁化、复垦环境的优良化,对矿产区的废弃矿物加以加工,使得其可以综合利用。保护矿区周边环境的平衡性。
2.6.1 无废开采
矿产区内的无废开采,一般指的是矿床在回收、开发及资源利用的过程,尽可能的减少无用之物的产出,同时对矿产区的所有资源加以整合,最大限度的提高矿产物的综合利用价值,而不用对周边的环境造成严重的破坏。影响生态环境的平衡性。无废开采需要遵循的这些细节和原则:
(1)提高综合利用的原则。
(2)因时制宜、因地制宜的原则。
(3)就地利用、就地处理的原则。
(4)社会效益、环境效益以及经济效益统一性的原则。
(5)无用之物尽量减少产出和尽量利用的原则。
(6)依靠政策引导和依靠科学技术的原则。
2.6.2 矿区的复垦
矿区的复垦应当依据当地的实际情况去执行,依照大家共同制定的复垦方法、复垦目标以及复垦程序,采取与之相适应的生物措施或者工程措施,使得本地的自然生态系统能够迅速的恢复和发展。
关键词 地质环境;矿山环境保护;治理工程研究
中图分类号P61 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)54-0084-03
1 企业基本情况
武汉宏华膨润土矿业有限责任公司上熊矿区位于武汉市江夏区城南东35km,隶属江夏区湖泗镇上熊村。
咸宁~鄂州的省级公路S314从矿区南端通过,西距京广铁路及107国道贺胜桥站10km,舒安~湖泗乡级公路从矿区西侧穿过,交通较为便利。
按照黄石市冶矿工程设计院有限责任公司2001年12月编制的《武汉宏华膨润土矿业有限责任公司江夏区上熊膨润土矿开采方案设计说明书》,江夏区上熊膨润土矿设计开采规模2万吨/年,预留扩大到5万吨/年。根据两境界内的矿岩量,及考虑过渡和均衡生产,其服务年限为22年~54年(根据产量调整),初步以22年为准。
据该矿山采矿许可证,2002年~2005年生产规模5万吨/年,矿区面积0.09km2;2005年~2008年生产规模2万立方米/年,矿区面积0.1551km2。
据此,江夏区上熊膨润土矿矿山环境保护与综合治理方案适用年限按22年考虑,以保证矿山在闭坑前生态环境得到有效保护,最大程度地减少重大地质灾害发生和人员生命财产损失。
2 矿山保护方案
2.1 保护目标
1)对矿区土地资源、植被资源进行保护;
2)对矿区水资源、水环境进行保护;
3)对矿山地质环境进行保护;
4)对矿山安全生产进行保护。
2.2 保护措施
2.2.1 土地、植被资源保护措施
1)调查矿区土地的使用情况及其分布面积,对基本农田立牌保护;2)在排土场占用土地范围的边界上设立界桩,限制随意外扩;3)提高废渣的综合利用率,争取做到变废为宝,同时减小堆渣场地的规模。
2.2.2 水资源、水环境保护措施
1)对集中使用的重要水源地立牌保护;2)对矿区地下水、地表水水质进行取样监测,每年枯、丰水期各一次,发现水质变化,及时查明原因,并积极处理。
2.2.3 矿山地质环境保护措施
1)对矿区内的地质灾害隐患点,设立警示牌,提高人们的防灾、避灾意识;2)对矿山次生地质灾害隐患点,采取有计划、按步骤,分期分批进行治理,尽可能消除地质灾害隐患;3)宣传、贯彻、执行《地质灾害防治条例》、《湖北省地质环境管理条例》,严禁随意乱采滥挖,破坏地质环境的现象出现。
2.2.4 矿山安全生产保护措施
1)严格按照矿山设计进行生产;2)严格按设计要求控制台阶高度以及留设安全生产平台,确保坡体稳定及露天作业人员及设备安全。
2.3 资金来源
按照“谁开发谁保护,谁破坏谁治理,谁受益谁出资”的原则,矿山环境保护的资金主要来源于由采矿权人缴存的矿山地质环境恢复治理备用金。
原则上,矿区内的综合治理费、监测费从采矿权人缴存的矿山地质环境恢复治理备用金中支出。事务性的矿山环境保护工作费、监测费由企业自己支出,矿山安全生产保护所发生的费用计入矿山生产成本。
3 治理工程方案
3.1 治理工程布局
3.1.1 植被护坡工程
植被护坡工程布置在露天采场设计开采区域内。
3.1.2 排土场拦挡工程
挡土墙布置在排土场南西侧,采用重力式挡土墙。设计墙身高4m,其中基础埋深0.5m,挡土墙露出地面高3.5m;底板长4m,高1m。挡土墙全长209m。
3.1.3 设计依据
1)DZ/T0219-2006 滑坡防治工程设计与施工技术规范;
2)GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范;
3)SL379-2007 水工挡土墙设计规范;
4)GB50010-2002 混凝土结构设计规范;
5)GB/T16453.4-1996 水土保持综合治理技术规范-小型蓄排引水工程;
6)GB/50288-1999 灌溉与排水工程设计规范。
3.1.4 单项工程设计标准
1)植被护坡工程
植被护坡工程选用:喷播植草、铺种草皮等手段。
施工完成后,必须定期进行养护,养护内容包括浇水、施肥、补种、病虫害防治等。在养护期内,应一直保持坡面湿润至草种全苗、齐苗。对于干旱高温季节,应适当增加浇水次数,雨季可视情况定。六周以后,视生长情况浇水施肥。后期浇水应遵循“见干见湿”的原则。高温季节及雨季,可覆盖遮阳网,待草长高度达4cm~5cm左右时,应揭开遮阳网,以免阻止植株生长。
2)排土场拦挡工程
重力式挡土墙设计墙身高4m,其中基础埋深0.5m,挡土墙露出地面高3.5m;底板长4m,高1m。墙身材料选用浆砌块石,块石直径以30cm为宜,但不得大于150cm,砂浆强度为M7.5级;底板材料选用碎石混凝土,碎石直径40mm,混凝土强度为C20级。
重力式挡土墙纵向伸缩缝间距采用20m,缝宽30mm,缝中填塞沥青麻筋或其它有弹性的防水材料,填塞深度不小于150mm。在挡土墙拐角处,应适当加强构造设施。
重力式挡土墙泄水孔直径100mm~150mm,外倾坡度大于5,间距2m~3m,按梅花形布置。最下一排泄水孔高于地面大于200mm。在泄水孔进水侧设置反滤包,反滤包尺寸500mm×500mm×500mm。
重力式挡土墙后面的填土,应优先选择透水性较强的填料。当采用粘性土做填料时,宜掺入适量的碎石。不应采用耕植土、膨胀性粘土作为填料。在墙身混凝土强度达到设计强度的70%后方可进行填土,填土应分层夯实。
3.2 投资概算
3.2.1 概算编制依据
本概算依据国家、省(市)颁布的有关法令、法规、制度和规程,在对各单项工程工程量进行统计的基础上,结合现场的实际条件,按相应的定额、取费标准和人工、机械、材料价格进行编制。主要采取以下规范:
1)水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程设计概(估)算编制规定》;
2)水利部水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》;
3)水利部水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程预算定额》;
4)水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》;
5)鄂建[2006]122号文印发的《湖北省建筑工程概算定额统一基价表》;
6)国家计委、建设部计价司[2002]10号文关于颁布《工程勘察设计收费管理规定》的通知及附件。
3.2.2 取费依据、标准与计算方法
1)工程单价取费标准
(1)其他直接费:取直接费的2%(包括冬雨季施工增加费、夜间施工增加费、其他费用);
(2)现场经费:土方工程取直接费的4%,石方取6%,模板工程取6%,混凝土工程取6%,钻孔锚固工程取7%;
(3)间接费:土方工程取直接工程费的4%,石方取6%,模板工程取6%,混凝土工程取4%,钻孔锚固工程取7%;
【关键词】地质环境;矿山地质环境保护;恢复治理;影响
在矿山资源的开采利用过程中,存在着资源的保障程度较低、矿山的地质环境遭受破坏、矿山的安全隐患大等问题,影响着矿山资源的合理开发利用,也给矿山地质环境保护与恢复治理工程的部署和落实造成较大的影响。在合理开发利用矿产资源的同时,避免对矿山的地质环境和生态环境等造成较大的危害,减少重大地质灾害的发生等,是矿山资源开采和矿山环境保护与恢复治理工作中的重要的研究课题。重点分析采矿区地质构造给矿山地质环境治理工程的部署和落实造成的影响,研究分析针对性治理措施。
一.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理的影响
随着人类开采活动的不断进行,在开采出大量的矿物质、抛弃大量废弃物等一系列的开采行为发生的过程中,矿山的原始地形地貌被破坏,不可避免的给开采区内生态环境造成较大的负面影响,致使地质灾害在矿区的发生情况较为普遍。在分析矿区地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理的影响的基础上,尤其是矿区质地环境中的地质构造,合理制定出矿山地质环境治理的综合目标,落实具体的治理部署工程,对于提升矿山地质环境保护与治理恢复工程的科学开展和落实具有重要的意义。
1.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理工作量的影响
矿区具有节理裂缝发育的特点,存在着较大的坍塌滑坡等安全隐患,周边矿区在受到各种开采活动以及区域范围内地质构造等多方面的影响,矿区的各个安全台的边缘存在较为明显的缝隙;边坡的角度远大于岩层的倾斜角度,随时存在着较为严重的滑坡等安全事故隐患,矿区开采区域内的底边的边缘沿着斜坡呈现较为复杂的节理性发育特点,岩层破碎情况严重,在安全平台之上可以见到有大量的崩落的岩石存在,给矿山地质环境保护与恢复治理增加了难度。岩石大多处于的状态,因为边坡的倾斜角度存在较大的差别,在矿区之上随处可见大量的滚石,安全隐患的存在状况较为严重,严重影响着矿山的外在景观;在矿区周边由于民采和各种小型开采场的乱挖乱采,使矿区的整个开采面积增大,且在开采深度上存在较大的差别,使整个矿区的地质构造受到严重的破坏,给矿山环境保护与恢复治理工程的开展,增加了较大的工作范围和工作量。
2.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理内容的影响
在开采活动的不断进行中,矿区的地质构造受到不同程度的破坏,因开采活动引发的地面坍塌、滑坡、裂缝、露天矿边坡的碰裂、爆裂等引起的较大的冲击波和飞石带来的破坏等,对原本已经遭受到破坏的地质结构还会造成较大的次生灾害影响,将直接危害着开采活动前后相关人员的人身安全,以及矿区地面上的建筑物,并且地质结构严重破坏有所带来的地质灾害远不止限定在矿区及周边,在巨大内外力的作用下,可能会对其他看似相距遥远而无关的区域带来较大的地质灾害,甚至给矿山地质环境保护与恢复质量工程的部署开展造成较大的危害。矿区的地质构造被严重打破,增加了地质灾害发生的可能性和发生的频率,矿山开采原就是一种对山体岩层的破坏行为,开采作业不可避免的打破了矿区边缘岩体内所原有的应力及平衡状态,造成次生应力场的形成,在次生应力场及其他因素的作用下,很容易使矿山的边坡岩体出现变形,使岩体失去最初的稳定性,导致崩落、倾倒坍塌、滑落等现象的发生,这是矿山地质环境保护与恢复治理的重点内容。
3.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理目标的影响
在对矿山的地质构造等给矿山地质环境保护与恢复治理造成的影响做出科学全面分析的基础上,科学的制定出针对矿区的地质环境保护与恢复治理内容,是矿山地质环境治理工程部署中重要的工作内容。矿山地质环境保护与恢复治理内容有,综合治理开采矿区周边边坡的地质环境,有效的消除危岩等滑坡体所带来的安全隐患,建立起矿山地质环境保护与恢复治理的模式,并为其他矿区开展矿山地质环境保护与恢复治理提供可供参考借鉴的宝贵经验,为矿山的开采及矿山环境保护与恢复治理等工程的开展创造更大的经济效益、社会效益和环境效益。对矿区内的采空区的边坡,以及安全台等岩体滑落类安全风险较高的区域进行综合治理,对已经发生过滑坡的危岩体实施治理,有效的减少矿山在开采过程中所面临的安全隐患,在对矿山已被破坏的地质环境进行治理和落实保护措施之后,适当的种植草和树木等植被,使矿山的地质环境尽快的恢复至良好的状态。矿山地质环境保护与恢复治理的主要任务是,依靠科技的进步,在矿区发展起循环经济,建立起绿色的矿业;通过矿山地质环境保护与恢复治理,最大程度的减少有可能造成矿山地质环境问题的因素,实现地表生态环境以及地质构造的切实保护与恢复;对矿山的开发建设活动中涉及到的生态环境实施保护,恢复矿山在开采过程中被破坏地质构造,实施矿山及周边区域各种次生地质灾害的监测与防控。
4.地质环境对矿山地质环境保护与恢复治理时间的影响
开采活动中造成的地质构造严重破坏,所引发的地质灾害和次生灾害较为严重,甚至会在矿山地质环境保护与恢复治理开展中给相关人员和工程落实造成较大的危害,使得矿山地质环境保护与恢复治理工程在部署上要坚持地质环境保护与恢复质量并举的原则,确立保护优先、防治结合、以防促治的保护与治理思想,切实的提高和重视矿山地质环境的保护工作,也就是在各种开采活动进行的过程程中,矿产资源的开采不能已地质结构等地质环境的破坏为代价,开采活动开始之前要先进行地质环境及地质灾害的评估,针对不可避免的要造成的地质破坏提出防护措施,随着开采活动的开展,调整防护措施,将对地质构造造成的破坏控制在一定的范围之内,并在恢复质量工程的开展中将地质破坏严重部位的恢复治理订立为重点恢复内容,减少地质破坏因恢复治理不善引发的次生灾害。
二.地质环境背景下加强矿山地质环境保护与恢复治理的措施
1.矿山地质环境保护与恢复治理要立足于地质构造
现就所要开展综合治理和保护的矿区进行全面细致的考察,全面收集矿区的地形地貌、地质构造、底层岩性以及工程地质等相关的地质条件的资料,调查并分析矿体的赋存条件等特征,地质构造等遭受开采破坏的情况,地表土地、地表植被以及土地资源被破坏和占用的情况,以及矿山及周边地区地质灾害的发生情况,包括发生的强度和频率。分析研究矿区所存在的矿山地质环境问题的形成原因、发育程度以及具体的表现特征,地质构造引发的多种问题对施工人员、公共财产、自然环境、矿产资源、周边设施的影响程度,就矿山地质环境保护与恢复治理、地质灾害的预防工作的开展情况进行分析,在此基础上研究地质环境等对矿山地质环境保护与恢复治理等工程部署的影响,确定出治理工程的部署重点和难点。
2.对矿山地质环境的破坏状况进行评估并提出综合治理方案
对需要进行地质环境保护与恢复治理的矿区,进行开采中各项开采活动所带来的影响进行地质环境影响评估,结合治理矿区的地质环境和地质条件,就各种开采活动可能引发或加剧的环境问题、矿山建设中所受到的来至地质灾害的影响等进行预测分析,并对地质灾害的危害对象、危害程度、危害的发展趋势、综合防治的难度等进行分析评估。依据矿山的地质环境影响评估和分析结果,制定出在矿山地质环境治理工程部署所需要的,矿山地质环境保护与恢复治理方案,就治理工程部署中涉及到的针对矿山地质环境保护与恢复治理工程的主要内容,工程部署施工中需要的技术方法以及措施等进行详细的落实。
关键词:矿山;地质灾害;环境保护;边坡;爆破
1矿山开采主要地质环境问题
矿山的开采过程也是对原有生态环境[1]的改造过程,不可避免的会对原生环境造成一定程度的破坏,实际中最常见的是采石平台和陡崖,它们的出现会造成较为严重的水土流失和崩塌灾害,还会污染地下水,另外,开采过程中会产生大量的废石,这些废石的无序堆放也在一定程度上破坏了原有的植被环境,对周边环境也造成影响。
2矿山地质灾害类型
2.1岩土体变形
(1)矿山开采是在山体内部开挖洞穴,从内部改变山体结构,影响地面与山体稳定性,且一段时间后可能出现地面或采空区塌陷,引发岩土体变形。比如矿山采空区,如放置矿柱数量较少,或因矿柱出现破损,都会降低其支撑力,引发塌陷,尤其是矿体在地表埋藏较浅,开采平缓区域,是地面塌陷多发区域。而对矿体开采位置的深入,开采后若没有及时回填,或是崩落采空区,其达一定规模后,会因支撑力不足塌陷。同时如在岩溶分布较多区域开采,也可能因矿山排水,造成溶洞以上地面塌陷。地面塌陷不仅直接影响耕地资源,其也会破坏道路、建筑物等,进而停止开采。(2)边坡失稳、滑坡与岩崩。矿山一旦遭遇过度开采,那么极有可能发生边坡失稳、滑坡与岩崩的灾害。另外开采方式的不合理,也会导致边坡因坡度过陡而结构失稳,从而引发一系列的开采事故。(3)坑内岩爆。它的另一个名称是矿产冲击。出现这一灾害原因是,矿坑周围及顶部与底部岩石,在地壳挤压下有一定压缩,如某个区域被挖空形成自由面,这个区域挤压力会受影响,地应力从自由面释放,使周围岩体破裂成数个小块,向空间内喷射,给矿山稳定与开采人员生命安全带来威胁。(4)采矿引发地震。如果矿山开采采用的开采方式不合理,或者施工人员操作不当,便会埋下地震的隐患。这种情况下引发的地震震源一般较浅,地震力会从四面八方对地表和井下进行严重的破坏。
2.2地下水位变化
2.2.1矿坑内水位上升在矿山开采时,常常会早遇到矿坑内水位上升的灾害。这种灾害的发生突发性强,影响范围大,并且会造成很严重的后果。矿坑内水位之所以会上升,与对坑内用水量的错误预估分不开,另外在开采中也常常会打穿水断层,导致地下暗河的水大量涌入矿坑内,严重的会危及作业人员的生命安全。2.2.2矿坑内泥沙涌出一般来说,矿坑内水位上升的同时也会伴随着大量泥沙的涌入,地裂缝中的泥沙也会乘机涌入矿坑,矿坑被积聚的泥沙过多就会堵塞矿道,导致人员和设备被埋。2.2.3环境污染矿山的开采不可避免会对环境产生一定程度的污染,开采中的废土、废渣和废水如果不经处理直接排放,那么便会引发严重的环境污染问题。
2.3矿体内因引发的灾害
瓦斯爆炸和地热是主要的矿体内因。发生瓦斯爆炸主要是因为巷道内通风条件不佳,瓦斯气体大量凝聚不能散开,一旦遇到某类化学物质,便会发生严重的爆炸。另外随着开采的深入,矿山内的硫会释放出越来越高的温度,地热危害一旦发生,便会给井下开采带来这多的困难,甚至会危及开采人员的生命安全。
3矿山地质灾害防治与地质环境保护
3.1坚持矿山地质环境保护[2]原则
3.1.1坚持“在保护中开发,在开发中保护”的原则矿山开采必须要有发展的眼光,要从长远准备,就是要将矿山的开采和环境保护进行结合,要坚持保护为先的原则,要有保护的进行矿山开采,这是保证矿山开采可持续发展的根本路径。3.1.2要坚持“预防为主,防治结合”原则预防为主是矿山开采时必须要坚持的原则,这也是为矿业发展的长远利益考虑。另外在进行开采时,也要坚持防治结合的原则,确保矿山开采与环境保护同步发展。3.1.3要坚持“矿山生态环境监测、治理和科学研究、科学管理相结合”原则为强化矿山开采中的环境保护工作的顺利开展,要做好全面的监督检查工作,确保科学管理。
3.2重点区域的防治
首先,在进行矿山开采之前,要进行详细的地质勘查,对矿山的边坡参数进行合理设置,并且要在开采的过程中加强对边坡的监测,一旦出现失稳隐患,则要立即采取措施予以加固;其次,针对已经存在的灾害点,最主要的工作便是做好开采之前的加固,将地质灾害的发生概率降到最低;再次,针对渣场和废渣,要做好合理处理,可以采取优化边坡坡度选择及挡墙设计的方式,预先设置拦渣坝,尽最大可能做到科学的利用;第四,在对坑道进行开采时,关键是要保证坑道内有足够的支撑能力,并且随时做好监测工作,防止支撑力不够而产生塌方。
3.3次重点区域的防治
矿山开采之前需要修筑数条入场公路,并且要建设生活区域,这个过程必然会涉及到边坡的开挖,其结果是会形成很多边坡和废土废渣,一旦处理不当,就会为滑坡和塌方等地质灾害的出现埋下隐患,另外,一些废渣随意堆放在路上,也会有下雨后出现坡面泥石流的危险,并且大量的滚石依然是威胁边坡安全的重要因素。基于此,在对矿山开采之前,要做好详细的参数设计工作,并积极采取加固措施对边坡进行加固,常见的是设置排水沟,将水与边坡隔离开,能够起到很好的防止泥石流发生的作用。除此之外,也要加强施工管理,合理处理废渣,可将废渣用于后期的山体植被恢复中。
3.4实施爆破措施
开采矿山不可避免的会采用火药爆破措施来实施岩土体的破碎,然而火药爆破技术的技术性很强,实际实施中一定要掌握好技术要点。火药爆破技术一般应用在开采现场或者是井巷挖掘区内,合理的使用爆破技术[3]不仅能够为开采工作提供便利条件,而且还能够有效防止地质灾害的发生。需要注意的是,如果使用光面爆破技术进行爆破,那么需要在在降低药包量直径和使用装药量上进行研究,目的是有效降低爆炸的程度,对周边环境的破坏也能降到最低。合理的使用光面爆破技术,能够达到很好的减少矿体裂缝、降低塌陷的效果,对周围环境的影响也能降到最低。
4结语
综上,伴随我国社会经济迅猛发展,作为关键物质前提的矿产资源,在进行发展过程中须给予高度重视,必需坚持环境保护为前提,从而在有效完成矿产资源利用时最大限度降低对生态环境破坏[4],保证矿业长远和可持续发展。
参考文献
[1]周建海.矿山地质环境恢复治理模式分析[J].中国高新技术企业,2016,(18):159-160.
[2]郑晓棣.浅谈我国矿山地质环境存在的问题[J].科技风,2015,(14):145.
[3]张红杰,李振安,邱守强.矿山地质环境影响治理分析[J].山东煤炭科技,2012,(04):133-135.
关键词:地质环境治理;生态修复;岩质采面
引言
20世纪80年代以来,随着国家对矿产资源需求的迅速增加及矿业经济的迅猛发展,矿山开采造成大规模的土地和植被破坏,在中国乃至世界,都是一个十分严重且日益受到高度重视的问题。近年来,随着我国社会民众环境保护意识的觉醒以及国家对于环境保护工作的重视,对废弃矿山进行地质环境恢复治理的研究已成为一项紧迫而重要的研究课题[1]。
1 矿山地质环境治理的基本概念
矿山地质环境问题是指矿业活动与环境之间相互作用和影响产生的环境演变、破坏和环境污染等问题,主要包括矿山地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等)、对土地资源的破坏、对植被及耕地的破坏、对地下水系统的影响与破坏、矿山废渣、废水对环境的影响等。通过人类工程措施来解决矿山地质环境问题的活动即为矿山地质环境治理,包括对矿山地质灾害(包括潜在地质灾害)的治理;通过土地复垦恢复土地资源;通过生态植被恢复技术恢复被占用或被破坏的林地或耕地;通过对矿山废渣、废水的处理实现对环境的无害化排放等[2]。
2 三明永安市某废弃矿山概况
2.1 矿山概况
福建省盛产各种建筑石料(尤以花岗岩、凝灰岩为主),拥有众多建筑石料矿山,由于早期矿山并未按照开采设计进行开采,亦未采取地质环境保护措施和及时实施矿山地质环境治理,经过多年的连续开采,责任主体灭失,遗留下了严重的地质环境问题。三明永安市麻岭某废弃的凝灰岩矿(以下简称麻岭废弃矿山)即福建省典型的废弃建筑石料矿山之一。
2.2 区域地形地貌
麻岭废弃矿山位于永安市,区域地形地貌上属低山丘陵地形,侵蚀剥蚀地貌,地形起伏大,沟谷纵横,切割强烈。区内最高点位于其东部山顶上,标高290m,最低点位于其北西部小溪沟,标高198m,相对高差92m。由于矿产开采,原有地形已被开挖成高陡断面及坡前平地,开采断面平面形态表现为单面弧形,呈圈椅状,最大高差可达71m;开采断面坡度呈上陡下缓,坡脚堆积体坡度一般20~30°,局部达50°,采面上部坡度一般50~60°,局部达75°。坡前平地南西部较低,有利于大气降水的自然排泄。
2.3 地层及构造
矿区内出露的地层均为上侏罗统坂头组(J3b),矿区南东侧出露上侏罗统长林组(J3c)和第四系(Q)。矿区地质构造为一北西向倾斜的单斜构造,矿区内没有发现大断层,矿区东南侧有一北东向性质不明断层,对区内矿体影响不大。
2.4 工程地质条件
根据矿区内地质岩性、坚硬程度、结构等特征,矿区工程地质岩组分为:碎石土(弃渣堆积体)、坡残积粘性土、层状较硬岩组(由坂头组(J3b)凝灰质粗砂岩、粉砂岩组成,岩体质量较好)。
2.5 周边植被情况
矿区所占土地主要为林地,植被较发育,植被类型以杉木、马尾松,以及上地自生的五节芒、芒萁等为主,植被覆盖度95%。矿山开采以来,矿区现破坏林地植被资源5.945hm2,其中采场3.27hm2,工业场地(含生活区)0.20hm2,矿山公路0.975hm2,弃渣场1.50hm2。开采区影响范围内未发现有受各级保护的植物、野生动物物种。
2.6 开采断面水文特征
开采边坡的坡顶已接近自然山坡坡顶,山脊线与断面走向接近垂直,治理区的汇水面积较小,约0.036km2。开采断面未发现泉水点,仅在雨后局部存在基岩裂隙水出水口。
3 开采边坡稳定性分析
开采边坡为岩质采面,西北侧`坡面岩体较为破碎,东侧岩体较为完整。通过对现场强~中风化出露地段进行裂隙调查,量测西侧边坡产状为NE140°、倾角52°,主要裂隙产状有227°∠32°、108°∠15°,裂隙主要为反坡向,多呈闭合型,无渗水现象。详见图3。
东侧边坡岩体较为完整,边坡产状为NE105°、倾角60°,主要裂隙产状有145°∠30°、110°∠10°,103°∠13°,裂隙主要为反坡向,多为呈闭合型,无渗水现象。详见图4、图5。
分析结论:坡面表层节理裂隙较发育,完整性较差,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体。
4 地质环境问题整治方案
4.1 清除松散岩体
根据现场调查及访问情况,并综合以上稳定性分析,未发现开采面沿原有坡面发生整体下滑的迹象,因此开采边坡在整体上是处于稳定状态。但由于开采边坡高度较大,总体坡度较陡,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体,对坡面的整理主要是对这些易掉落的岩块和松散岩体进行清除。
4.2 修整弃渣堆
堆积在坡脚的碎石土,坡度及厚度都较小,目前不存在整体下滑的迹象,且坡脚与小溪之间有充裕的缓冲空间,因此未对坡脚堆积体进行整体稳定性验算。建议只对局部坡率大于1:1.5,且有修坡条件的弃渣堆进行修坡,高度大于15m的分阶修坡。
4.3 生态植被修复措施
4.3.1 弃渣堆生态植被修复。对于坡度小于35°的坡面,采用鱼鳞坑+普通喷播的绿化方式。表层挖鱼鳞坑客土种植,穴深30cm,坑内套种马尾松、柳杉;坑间坡面运用喷射机将搅拌均匀的混合材料自上而下喷射,普通喷播的土层厚度为60~80mm。对于坡度大于35°的坡面,采用挂网喷播的绿化方式。以稳定坡面挂网为基础,利用喷播机将搅拌均匀的基质加水后自上而下均匀地喷射到岩面,平均厚度应不小于100mm,寒冷及干旱地区可适当加厚。一般应分两次进行。首先喷射不含种子的混合料,喷射厚度80~100mm,接着喷射含有种子的混合料,厚度20~30mm。
4.3.2 坡前空地生态植被修复。对坡前空地,应回填覆土,厚度约0.5m,套种马尾松、柳杉等经济林,林间采用草种撒播。
4.3.3 开采边坡(岩质采面)生态植被修复。对于陡峭的开采岩质边坡,可采用的生态植被修复措施相对来说较为有限,坡度越陡,生态修复难度越大。一般岩质开采边坡的生态植被修复技术有:挂网客土喷播植被恢复技术、刻槽复绿技术、打孔植生复绿技术、轮胎固土护坡与绿化技术以及燕槽(飘板)客土复绿技术等。
如前述情况,本例中的开采边坡由于开采边坡高度大,坡度陡,在清除坡面松散岩体后,结合安全性、可行性、经济性以及实施效果等因素,麻岭废弃矿山开采边坡采用在坡面设置燕槽的方案(见图6),槽内客土,将爬山虎、葛藤、络石、旱金莲、鸡矢藤、狗牙根等草灌类及攀藤类植物混播,培育草灌结合的生态系统。
5 结束语
废弃矿山地质环境治理已成为我国生态环境建设的主要组成部分,通过对废弃矿区生态修复,能够有效改善生态环境;同时结合土地整治,对土地资源进行综合利用。废弃矿山地质环境治理包含地质环境、岩土工程、水力学、生态学等跨专业的综合基础理论,开展对废弃矿山地质环境治理方面的课题研究对于国土资源的合理利用及生态环境的保护均有重要的意义。
参考文献