前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇矿山地质论文范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1.1矿山建设布局的特殊性天然气气田的矿山建设包括站场、管线建设和天然气集输工作。站场建设分为井站、集输气站和天然气处理厂;管线建设分为采气管线、集气支线和集气干线。天然气集输工作主要为通过井站和采气管线把天然气聚集到集气站,经集气支线至集输站,然后经集气干线至处理厂后通过集气干线和配气站输往各用户。通常单气田矿区面积在几至几十平方千米不等,甚至上百平方千米,而按照井站场设计基本规程,包括井场范围辅助设施,以及道路部分,其单井站场生产区占地面积仅为几亩、十几亩与矿区面积相比很小;同时,其具有临时性用地多而永久性占地少特点(尤其是管线建设和天然气集输工作),除已获油气井需建产和站场永久性占地外,建产井和站场的周边、未获油气井、管线工程均属临时性用地。
1.2开采方式的特殊性石油天然气采取井下开采的方式进行,开采孔开孔直径400mm左右,终孔直径200mm左右,开采深度千余米至七八千米,矿产天然气来源于深部岩体粒间(内)溶孔、粒间孔,其次为晶间溶孔和晶间孔,碎屑岩有效孔隙度变化在5%~30%之间,一般为10%~20%;碳酸盐岩储集层孔隙度一般小于5%。岩石的孔隙按其大小包括了管形孔隙(直径大于0.5mm)、超毛细管孔隙(裂缝宽度大于0.25mm)和毛细管孔隙(管形孔隙直径介于0.5~0.0002mm之间,或裂缝宽度介于0.25~0.0001mm)。在整个采气过程中,仅采出岩石孔隙或微细裂缝中的天然气,而岩石颗粒骨架和微细裂缝形态不变或者变化甚微,上覆层及地表形态不变。
1.3气田水伴生的特殊性气田水是采气过程中的伴生水,包括了凝析水和地层水。凝析水指在地下水蒸气进入气态或液态烃类物质中,随天然气产出时,由于温度和压力降低,从而凝结成液态,这种水产量低但普遍存在,凡气井都不同程度地产出凝析水[2],其主要化学特征是:矿化度小于1,以Na+和HCO3为主,Ca2+和Mg2+很少,SO2-4含量趋于0,K+含量相对较高,微量元素Ba、Sr、Li、F、Br、I、B含量微或趋于0,Na/Cl常大于1,水型绝大多数为NaHCO3型;地层水是气田水的重要组成部分,与凝析水的化学性质有显著差异,主要表现为矿化度高(X000~100000mg/L),具有淡卤水特性,含特殊元素(如须家河组地层水富含Ba2+、Br、I-)等,不同地层间产出地层水的化学成分差异很大,而同一层系的水化学成分相对稳定,变化很小。气田水的产出量相对较小,其原因一者是由其赋存介质决定的,二者气田水一旦进入井底,使气藏能量损失增大,井口压力降低,带水能力变差,造成气井减产或水淹停产,而失去了开采价值。
2矿山地质环境影响源分析
2.1矿山地质灾害及其隐患四川石油天然气矿山的站场、管线建设多位于山区、丘陵斜坡,以浅表层范围的挖、填为主的人工扰动影响,必将造成一定范围的地质环境条件改变,从而可能产生相应地质灾害隐患,其中绝大部分为崩塌、滑坡为主的斜坡地质灾害和不均匀沉降等。
2.2含水层影响评估四川盆地的气田钻井与采气作业基本处于基岩中,天然气气藏主要来源于深部砂岩、鲕状或晶粒结构的白云岩、灰岩,仅采出岩石孔隙或微细裂缝中的天然气,总体产出气田水量相对较少且不致改变含水层结构,如某气田矿区面积24.22km2,共布设8口探采井,滚动开发30余年,累积产水量13.07×104m3,2012年累积产水2.65×104m3,计算正常涌水量不足72.46m3/d,因而分析认为气田开采对含水层的结构、地下水位下降或减少影响较弱。而气田开采利用的整个过程中可能造成含水层影响的主要为钻井和采输作业,且以可能的水质恶化为主要形式。钻井作业中,对含水层可能造成的影响途径主要表现为钻井液漏失和钻井废水排放。钻井过程中表层套管及技术套管固井变径后,继续钻井数千米达到采气目标层。由于钻井过程中钻杆的不稳定或受压,其转动会对套管产生摩擦、碰撞,有可能破坏套管和固井环装水泥柱,特别是打斜井或水平井其破坏可能更大。套管和固井水泥柱破坏后,使含多种添加剂(Cd、Pd、Zn、As等重金属)的钻井液在高压循环过程中,从破坏处越流进入含水层造成水质恶化。采输作业中,对地下水环境可能造成污染的主要是气田水。气田水含有S2-、COD、油、SS等污染物,其次气田水的矿化度高,对人体健康和环境影响具有一定的危害性。气田水存放于废水池后定期运回(或管输)到回注井进行回注处理,污水回注同样可能对地下水产生影响,主要由回注层窜层引起,即回注废水由地层深处经井管越流至潜水层,从而造成浅层水的污染。另外,若遇废水池外溢、废水池垮塌或渗漏等情况,亦可能对浅表地下水环境产生一定影响,从而导致地下水的永久硬度升高,不利于开采利用。
2.3土地资源影响评估采矿活动对土地资源影响和破坏的方式主要为压占和毁损两类。天然气矿山建设对土地资源的压占包括永久压占和临时压占,其中以后者为主,且在进入后期的采、输阶段基本得到恢复治理;可能造成的损毁包括了站场和输运管线建设区域的水土流失和土壤侵蚀,受此类建设规模小和石油天然气深部开采的特点等原因所致通常影响程度较低。
2.4地形地貌景观影响评估采矿过程中的场地平整、道路开挖、管线埋设等前期建设阶段必将对原有地形地貌有所改变,包括农作物或林地植被破坏、土地毁坏、山体破损和岩石等,其影响范围主要为井场和管线建设范围以及相邻影响部分区域等。
3矿山地质环境保护与恢复治理措施
3.1矿山地质灾害的保护与恢复治理相比而言,天然气矿山地质灾害及其隐患相对较弱,一者是因为内深部开采的特点、而相应的单井场建设范围不大,采矿活动对周边地质环境的人为扰动较小;二者重视前期选址阶段的地质论证,在满足采气钻井地质目标的基础上,规避了地质灾害影响区和工程建设可能诱发的高风险区,从而降低了地质灾害危害;三者基于以上前提,在建站过程中采取专项的地质灾害预防措施,即可降低地质灾害的潜在威胁。
3.2含水层的保护与恢复治理措施为减轻或消除石油天然气矿山建设可能对含水层造成的影响而采取的措施包括以下方面。
1)严控钻井过程:包括钻井液设计、井身结构设计、固井措施等严格的钻井工艺,通过多层套管和水泥浆体固井以阻隔钻井液和采气工程与含水层的接触,以防止钻井过程水浸、井漏、涌水等可能使地下水水质遭受污染或含水层水量损失,以及钻井液的越流影响等。
2)气田水处置:包括了回注、处理后达标外排和综合利用三种方式。气田水回注是气田水处理的主要且相对成熟的方式(绝大部分气田水均采取了回注的处理方式,以保持地下水量和水质环境的相对平衡),即在水质处理后采取气田水回注装置回注到地下一定层位,所示,其流程强化了水质处理,避免了对地下水的人为污染。气田水达标外排处理中多是针对其中的S2-、COD等污染物的处理;同时,气田水是一种综合性的液矿资源,除含有S2-、COD、油、SS等污染物外,富含Na、Br、I、B、K、Li、Sr、Rb等多种元素,其含量能达到或超过工业标准,具有较高的利用价值,可采取综合利用。
3)地表预防措施:包括修建截排水沟预防措施,同时设置了沉渣池和废(污)水池等,确保雨污分离,对施工中和采气过程中产生的废弃固液进行集中回收处理,以及强化运行过程中的对池壁的防渗处理等。
3.3针对地形地貌的地质景观采取的预防措施前期勘定阶段回避周边的地质遗迹、自然和人文景观,尽量避免或少破坏耕地、林地和天然植被,包括井场合理布局、管线的合理走向和土地的优化使用等,最大限度减少可能对地形地貌的景观破坏;施工阶段在地质灾害预防的基础上进行,充分考虑挖填平衡、合理规划弃土堆放,尽量保持与自然环境相协调;生产运营阶段则体现在对非生产用地的自然恢复或人为植树种草、后期维护等。
3.4针对土地资源保护与恢复治理措施天然气气田的土地资源保护与恢复治理措施主要包括了两个方面:一者尽量少占或者减少对耕地的占用;二者对不再投入使用的或临时性的耕地进行及时的土地复垦等。前者包括选址阶段考虑地质目标的同时选择平缓地形、实施丛式井组开发、在老井场范围依照新的采气工艺布设新井、斜井或改变为后期的注水井、增压站等重复利用,以及尽量采取支挡措施等以避免或减少对耕地的占用。后者包括对管线开挖的临时占地,临时使用井、罐基础占地,各种池类占地等及时进行土地复垦。
4持续改进的保护与恢复治理措施
气田开采是个长期的过程,实施过程中随着外界环境条件的持续改变、采矿技术的提升等,需要动态的调整保护与恢复治理措施。
1)地质灾害方面:随着外界环境条件的改变或突变,周边地质环境有可能演化新的地质灾害,或既有的地质灾害防护措施年久失效等均可能滋生新的地质灾害风险,如5.12汶川震后、4.20芦山震后在相应重灾区范围内均诱发了一定的站场、管线地质灾害。需要动态补充与完善的保护与恢复治理措施。
2)地下水环境方面:客观来讲,石油天然气气田水处理是个复杂过程,其相关研究还有待完善。例如,目前气田水的治理及治理技术的开发还停留在治“标”不治“本”这一层面上,还少有从治“本”角度去认识气田水的治理问题,同时,不同气田、水质迥异的气田水如何建立针对性的回注标准等问题都需要进行更深层次的研究与探讨。
3)监测方面:监测工作是检验矿山地质环境保护与恢复治理效果的重要手段,亦是预防矿山地质环境问题危害的有效武器。矿山地质环境的监测工作包括了四个方面:①地质灾害,主要强调对已有治理工程和周边潜在地质灾害隐患地质环境的监测;②地下水水环境监测,包括钻井过程中的水质、水量,产出与回注的气田水的水质、水量监测,以及存放的废固液设备、设施的运行状况监测;③更为重要的是定期对某矿区范围地下水的抽检化验与评价;④地形地貌和土地资源方面监测,则强调可能的水土流失,地形地貌景观、土地资源可能遭受的二次破坏的监测。
5结语
1)四川石油天然气气田矿山开采由于其面广点小、单项建设规模不大、深部基岩储层的孔隙和喉道开采等特点而对地质环境影响总体较轻。
2)四川石油天然气气田的矿山环境地质问题在地质灾害、土地资源与地形地貌景观、含水层结构和地下水方面均有所呈现,其影响程度以较轻为主,局部为较严重。其中含水层的破坏方式以可能的水质恶化为主。
3)中石油相关部门针对可能产生的矿山地质环境问题建立了相应的规程规范及技术标准,采取了全程的、积极的保护与预防控制措施,起到了很好的预防效果。
1.1对地表环境的污染
1.1.1占用土地资源
矿产资源的开发过程中,本身就会占用大量的土地资源,而且会对土地资源造成破坏。在开发矿产资源时,会对地下水系统造成一定影响,导致地下水水
位下降,矿产开发区及其周围土壤的水分和营养物质流失,地表植被破坏,导致土地贫瘠,造成土地沙化。目前,我国对部分矿产开采和实用的技术相对落后,导致矿产开采中产生大量固体废弃物。这些固体废弃物经过长期的风吹日晒雨淋,逐渐渗入土壤,造成土壤污染。同时,部分金属矿产的开采过程中,原本储存于地下的矿产物质逐渐暴露在地表,导致其化学性质发生改变,金属污染物加大了对土壤的污染。
1.1.2对地表植物造成破坏
露天开采和地下开采分别为矿产资源开采的两种方式,露天开采主要用于开采埋于地球表层的矿产资源,相对地下开采而言,成本更低,但会对地表造成更大范围的影响。不仅地表植被会被破坏,其堆放在外的尾矿等也会对地表造成较大污染。地下开采的主要用于开采地下深层的矿产资源,大量的地下采矿作业,会使得地表失去支撑,进而导致坍塌等事故,也会对地表植被造成破坏。矿山开采前一般为森林或草地等,在开山采矿之后,往往森林被砍伐、草地被破坏,矿产废弃垃圾堆置严重,导致地表的自然景观破坏严重,其环境服务功能降低甚至消失。
1.2对水资源的破坏
矿产资源开采过程中,矿区塌裂等现象,导致矿区的储水结构发生变化,地下水水位下降。另外,采矿过程中对植被的破坏,也会导致地表涵养水源能力下降,造成地表水流失加速。同时,地下采矿的行为还有可能改变地下水的水流方向,甚至出现河流断流的现象,导致原有的水利设施失去原本的功效,对农业耕种造成直接影响。
1.3对大气的影响
矿物开采的过程中产生大量粉尘,导致矿山区空气污染。尾矿和采矿后遗留的废石,在受到风力等外力的影响,也会产生粉末和扬尘,导致空气污染。事实上,矿山开采过程中产生的扬尘不仅会污染环境,还会对农业造成破坏。矿产资源开采过程中,会导致土壤板结,破坏土壤结构,影响农作物生长。
1.4导致生物的多样性受到破坏
植被被破坏、水质污染、土壤污染、人类的入侵等都会对矿区的生物多样性都会造成破坏,并且这种破坏往往是不可逆的。矿区生物多样性若受破坏严重,其恢复工作将是一项浩大的工程,即使在被破坏后,再采用人工技术恢复,其质量也将大大下降。
1.5诱发地质灾害
矿产资源开采导致植被破坏、水系统破坏等,造成水土流失,进而诱发严重的自然灾害,例如山洪、泥石流等,还会加速土地沙漠化。据相关调查显示,矿山的开采和矿石的运输,是导致近些年来城市沙尘暴日益严重的重要因素之一。另外,矿产资源的地下开采方式,形成地下采空区,容易导致地表的坍塌和沉陷,甚至可能诱发地震等严重的地质灾害。在矿产资源开采的过程中,产生大量的采矿垃圾,不仅污染环境,而且由于其堆放的位置常位于山坡,在风雨的作用下,也容易产生泥石流等自然灾害,对人民的生命财产安全造成威胁。瓦斯突出和爆炸也是矿区常发生的地质灾害之一,另外,矿床顶板冒落、尾矿岩变形等也是威胁着矿区人民的生命财产安全。
2预防矿山生态环境问题的措施
2.1加强矿区环境监督和管理体系建设
目前,我国虽然意识到了矿山生态环境管理制度建立的重要性,但是关于矿山环境保护的法规存在“法多难治”的现象。政府部门应当对矿山的环境保护和管理中的经验和存在的问题进行分析,坚持科学发展观,加强法制建设。同时,要做好矿山环境监测和预报制度,做好矿山环境监测和预报制度,是做好矿山环境保护的重要措施。在不断扩大矿山环境监督范围的同时,对矿山生态环境存在的问题,采取有效预防和整治措施,建立健全矿山环境监督体系。
2.2加强舆论监督和宣传教育
加强舆论监督和宣传教育,一方面媒体曝光反面典型,可现实政府环境保护的觉醒,也对采矿企业起到督促作用,同时也可以提高矿区民众的环境保护意识,维护自身合法利益。
2.3提高矿山开采市场准入条件
提高矿山开采市场准入条件是做好矿山地质环境保护的重要措施。政府相关部门在建矿审批的环节中,应当严格按照审批标准进行,并设立环境问题产生的准入条件,提高容易产生环境问题矿产的准入门槛。
2.4加强对矿山生态环境保护的执法力度
近些年来,矿山生态环境破坏严重,这与执法不严有着一定的关系。企业作为盈利主体,不会主动履行矿山环境保护的责任。因此,政府部门就需要加强执法和监督,迫使矿山开采企业能够严格按照法律法规办事,确保矿山生态环境得到有效保护。
3结语
关键词:矿山环境;地质灾害;勘查方法
矿山开采是社会发展的一个重要组成部分,尤其是对于工业发展来说,矿山的重要性是极为突出的。随着当今社会的不断发展,矿产的开采量越来越大,但是在这一趋势下,矿山环境也遭到了较大的破坏,尤其是对于地质结构来说,这种矿产开采的影响还是比较突出的,也极容易引发一些地质灾害问题。针对这些地质灾害问题,加强勘查、及时了解地质状况,以便更为快捷的做出应对,将地质灾害的恶劣影响降到最低。
1矿山环境地质灾害问题分析
1.1常见矿山环境地质灾害问题类型
当前我国矿山环境发生的地质灾害,其存在的类型主要有以下几种:
(1)泥石流
在矿山环境地质灾害中,泥石流是比较常见的一种类型。泥石流的形成不仅会受到自然环境地质状况的影响,和矿山的操作也存在着极为密切的联系。随着矿山的不断开采,环境地质结构的松散程度不断加大,并且在开采过程中形成了大量的泥土,这就给泥石流的形成创造了外部条件。矿产开采形成的各种沟洞,会造成大量的雨水存积,也会对泥石流的灾害形成造成一定的影响。对于这种泥石流灾害问题,为了尽可能的降低其出现的概率,降低其危害性,除了在矿山的开采过程中加强控制,针对各种条件进行严格的处理之外,还应该重点加强矿山环境地质的勘查,全面及时的了解其相应的变化状况,预防和应对矿山泥石流灾害的发生。
(2)塌陷
对于矿山开采过程来说,塌陷也是极为常见的一种环境地质灾害。塌陷地质灾害的出现主要就是因为在矿山开采过程中,其内部的地质结构受到了较大的损害,甚至出现了较多的采空区,就会对相应的矿山地质结构稳定性产生一定的影响,当其承载体系出现了变故,也就会出现塌陷问题。针对这种塌陷问题,主要防治措施就是在矿山开采过程中严格做好支撑保护工作,避免稳定性受到干扰。
(3)滑坡
滑坡在当前矿山环境地质灾害中也比较常见。滑坡问题的影响也是极为恶劣的,对于相应人员的伤亡影响也比较突出,必须要在矿山开采施工中引起高度的重视。滑坡问题的出现也和具体的矿山开采存在着密切的联系,矿山不断开采影响到地质结构。
1.2矿山环境地质灾害问题产生的原因
对于矿山环境地质灾害问题的形成,其产生的原因和矿山的开采以及其它操作存在着密不可分的关系。矿山地质灾害的形成,很大程度上取决于施工设计以及施工设备的应用,部分工程队还有违规施工的情况,这些因素都极有可能导致矿山环境地质灾害,具体来说主要有以下两方面的因素:
(1)疏干排水
对于矿山开采来说,地下水是需要积极关注的一个方面,当前比较常见的一种措施就是疏干排水。疏干排水对于地下水的影响是比较大的,对于整个矿山结构体系的支撑效果影响也比较突出。通过分析近年来的实际工作情况来看,疏干排水质量会受到设备、施工计划以及山体结构影响,三点中的任何一个环节出现问题都会影响到疏干排水工作质量,进而会影响到环境地质结构的稳定性,就有可能出现各种地质灾害问题,是矿山开采中最为突出的一点。
(2)违规操作问题
对于具体的矿山开采操作来说,违规操作对矿山环境地质灾害问题的形成有一定影响。违规操作,主要就是一些非法采矿问题,尤其是对于私挖乱采现象而言,其影响更是极为恶劣。随着私挖乱采程度的不断加深,其对于环境地质造成的不良影响也越来越恶劣,也就更容易产生一些矿山环境地质灾害问题。
2矿山环境地质灾害勘查方法
2.13S技术的应用
在矿山环境地质勘查中,3S技术的应用是比较常见的,其应用价值也得到了较好的呈现。GPS技术主要就是能够较为全面的对整个矿山环境地质进行勘查分析,尤其是对于矿山环境地质的全天候勘查取得较好的勘查效果;RS技术主要就是指在矿山环境地质的勘查过程中,充分运用遥感摄像技术来进行具体目标的勘查,其最大的优势就是能够实现较大范围的勘查,进而能够提升其整体的勘查效果;GIS技术对于矿山环境地质勘查来说同样具备着极强的应用效果,其最大的优势就是能够针对整个矿山环境地质进行全真模拟和动态分析,能够更为有效的把握好相应的变化趋势,为后续矿山环境地质灾害的预防提供较好的信息支持。
2.2水文地质的勘查分析
对水文地质进行全面详细的勘查分析,能对具体的矿山环境地质灾害问题的解决提供帮助。对水文地质勘查工作来说,其最突出的方面就是应尽可能的对其岩土力学结构进行准确的判断。因为岩土力学结构的稳定性对于矿山环境地质灾害问题的预测来说极为必要。基于矿山水文地质和岩土力学的分析,通过试验的方法来进行预判。当前比较常见的试验方法主要有水质测试、含水层顶板渗透性试验、浸泡试验、淋滤试验、采矿引起周围地层渗透性变化试验、含水层吸附试验等,通过这些试验能够较好的对矿山环境水文地质进行了解,进而分析其承载力效果,针对可能会出现的各种灾害性问题有一个直观掌控,这也是勘查工作的重要目标所在。
2.3高密度电阻率法
在矿山环境地质勘查中,高密度电阻率法也是比较常用的一种技术手段。高密度电阻率法本质就是一种物探法,即针对矿山结构中的一些岩土进行相应的勘查施测,进而也就能够较好的提升对于整个矿山地区的了解。尤其是对于矿山的地质结构组成来说,通过高密度电阻率法能够得到较好的呈现,进而也就能够针对相应的地质灾害做出预防和控制。
3结语
综上所述,矿山环境地质灾害问题最为有效地一种控制手段就是加大勘查力度,综合运用各种勘查手段来提升人们对于矿山环境地质的了解,最终保障其能够把矿山环境地质灾害问题的影响降到最低。
参考文献:
[1]周蕾,刘慧林,刘志尧,等.矿山开发过程中地质灾害的产生及其预防措施[J].矿产保护与利用,2008(2):39-42.
[2]赵永久.矿山环境地质灾害问题及其勘查方法[J].地质灾害与环境保护,2008(2):104-108.
[3]徐友宁.矿山地质环境调查研究现状及展望[J].地质通报,2008(8):1235-1244.
[4]吴昱,叶义成.矿山环境地质灾害问题及其勘查方法研究[J].科技资讯,2015(4):113-114.
[5]何芳,徐友宁,乔冈,等.中国矿山地质灾害分布特征[J].地质通报,2012(Z1):476-485.
关键词:矿山环境;地质灾害;防治研究
中图分类号: F407.1 文献标识码: A
引言:矿产资源的开发和利用直接关系着我国工业经济的发展,直接影响着我国国民的生活。因此,我国必须要高度重视矿产资源的开发和利用。矿山开采的强度及规模也越大,对矿山地质环境的影响越来越严重,对生态环境和自然资源造成严重危害和破坏。从而在开矿的过程中引发矿山地质灾害。不同的地质灾害,开采矿山企业必须进行全面的分析,采取有效的措施对各种地质灾害进行预防,降低地质灾害发生的频率,减少生产过程中对地质环境的破坏,确保生产过程的安全。在出现地质灾害以后,矿山企业必须要立即启动应急预案,进行有效处理,降低地质灾害带来的损失。
一、环境地质与地质环境。
1.1矿山地质环境它主要研究在矿山开采过程中,自然地质作用、人为地质作用与地质环境之间的相互影响与作用。其邻近地区的岩石、表层、大气圈、水圈、生物圈组分等组成的环境系统。矿产资源开发为主导,岩石圈为依托,断改变着地球表面岩石圈自然环境平衡的地质环境。,及由此产生的环境污染与破坏问题。环境地质是介于环境学与地质学之间的学科,其研究对象就是地质环境,主要指是人类活动对地质环境的影响。
1.2 矿山环境主要研究对象是地质环境,矿业周边的地质环境。。良好的地质环境有利于矿业的正常生产,脆弱的或恶化的地质环境必将影响和制约矿山正常生产。矿山环境地质研究的两方面:(1)研究环境质量和容量,预测对矿山开采的负面影响,选择矿山建设布局、避开易引发地质灾害选区。(2)研究矿产资源开发前后对地质环境的影响,开展矿山地质环境质量或环境地质问题评价,预测开采危害程度,控制、预防矿山环境地质问题发生与发展,。
1.3 矿山地质灾害是由于人为的采矿引发的灾害,对生态环境和自然资源造成严重危害破坏。矿山开采对地表造成严重的破坏,加速水土流失、地面塌陷、滑坡诱发、地震、岩爆、冒顶片帮突水、瓦斯爆炸泥石流等灾害。矿山抽排水造成地下水位下降、地下水资源枯竭,地下开采诱发、引起地表环境污染。露天开采占用土地且非常普遍容易产生滑坡、塌方等地质灾害现象,因此,研究矿山地质灾害的发生及发展规律,提出防治灾害的措施,对保护矿山地质环境显得尤为必要。
二、评估
矿山地质环境现状评估指,对矿业活动影响和破坏及对现状进行分析判断其性质、变化及危害情况,
2.1生态的破坏。矿山环境地质在矿产资源开发中,引发的环境地质问题,这与开矿时间以及开矿强度等有密切的关系。环境地质分为三类环境污染、生态破坏和地质灾害。环境污染问题主要有矿山水资源污染、地下水污染、土壤污染,大气污染,废弃物污染,等污染物。生态破坏主要有地形地貌改变,种植物破坏,土壤流失,地下水位下降等,很多人文景观破坏土地沙化等因素造成生态破坏。
2.2地质灾害。地质灾害主要有崩塌,地面塌陷,沉降、裂缝,水土流失,泥石流等。主要原因是矿山过度的开采造成负荷超重,造成地质环境的应力失去平衡,从而引发各种地质灾害。地质灾害带来的危害强度远比生态破坏恶劣,因此,我国矿山企业必须要高度重视对地质灾害的预测和防治,保证矿山企业生产的安全性。其中崩塌带来的影响极大,常会致使地表建筑物,公路,铁路等设施被破坏或被掩埋,严重情况下还会造成人员伤亡。
2.3滑坡是矿山地区较高斜坡上的土壤,碎石等物质承受不住雨水的冲刷岩块等物质快速从山坡上流至山坡下,并在低洼处堆积起来的现象。泥石流和滑坡所带来的影响极大,如果发现不及时,必定会给矿山企业以及矿山生产人员带来严重的损失,严重的灾难。比如房屋坍塌、掩埋工人住房,冲毁公路等。滑坡,泥石流发生的时间段不同,其影响程度也不同。
2.4综合地质环境问题的影响程度和危险性等级。地面突然陷落,出现陷坑或是大型洞口。原因可能是地下水位下降导致地表岩石以及地表土体向下陷落,也可能是因为在开采矿产资源的过程中未做好支撑措施,导致地面坍塌。严重的地面陷落,不仅会破坏地表的各种基础设施,同时还会威胁到周边地质环境的稳定性。
三、展望与防治研究
3.1研究保护矿山地质环境就必须研究掌握其发展变化规律,才能够做出科学的预测,才能够为矿山的正常生产,减少矿山环境地质问题及经济损失。建立研究机构,重点是环境地质图系的内容,图层结构、图式图例及嵌表形式等,以及计算机自动成图等矿山环境地质编图理论与方法研究。构建了矿山环境治理绩效评价指标体系,但由于因矿产资源类型的不同,地质环境不同,矿山环境问题在保护程度,地方经济发展水平以及治理方面有一定的差别,在指标的设计上,为了尽可能做到全面兼顾,还要应对实际应用。在矿山环境治理绩效的研究的理论、指标、方法上还有待深入,这未来进一步的深入研究以及各方人十的大力支持,汇集合力,才能把论文中未涉及的相关研究和分析进一步完善。
3.2地质环境信息系统的建设。建立查询方面、可视化等功能完善矿山地质环境信息系统平台是实现信息资源共享,矿业活功是人类的经济活动,矿山环境质量好坏受国家法律、产业政策影响较大,因而在加大矿山地质环境保护的理论技术研究同时,加强法律、法规政策研究,依法行政保证矿山地质环境步人法制化轨道。
3.3加大对环境保护的宣传。矿产资源可持续发展的目标是实现国家社会、经济和生态环境的可持续发展,保障我国矿产长期稳定供给是国民经济和社会发展的需求。应尽可能做到合理、科学地开采、加工和利用矿产资源,在对矿山环境治理方面也要高度重视,以提高矿产行业的经济效益和生态效益。保护生态环境,实施可持续发展战略,需耍共同参与。环境保护宣传教育对于环保工作起着先导、基础、推进和监督作用,多建设一些污染防治和生态保护等环境公共设施项目,宣传党和国家有关环境保护的方针、政策、法律、法规的重要使命。开展环境保护宣传,让更多的群众投入生态保护与建设中来,成为环保知识的宣传者、实践者、环境质量的监督者、绿色文化的传播者、生态文明的建设者,使生态环境保护得以优化,环境保护工作重视程度越高、治理的越早、污染就会越小、效果就会越明显我们应抓住国家扩大内需的有利时机。
3.2建立矿山环境地质灾害动态监侧和通过建立覆盖矿山地质环境调查、评价、监测、保护管理信息系统。加大国家在矿业行业结构调整中干预的力度,促进新型矿业经济的崛起和发展,使其可以在矿区环境监测和安全生产方面有较充足的资金投人。鼓励多元资本投资矿山生态环境治理和矿地整治,建立治理资金投人和利益补偿机制,推动矿山生态环境治理和矿地整治工作的开展。矿产资源开发既不能让代内人承受采矿者破坏地质环境带来的环境问题,也不能让后代人承受当代人环境破坏的恶果,矿产资源开发与地质环境保护是矿业可持续发展的另一关键问题。因此,在矿山地质环境调查基础上,通过定量评价,编制矿山地质环境防治区划,对于实施矿业可持续发展具有重要作用。
结束语:
随着我国社会主义市场经济的进步和发展,矿产资源的开发和利用矿产资源的有效开发和充分利用直接关系着我国工业经济的发展,矿山开采力度,对矿山地质环境的影响越来越严重,引发一系列矿山地质灾害,针对不同的地质灾害,采取有效的措施对各种地质灾害进行预防,降低地质灾害发生的频率,确保生产过程的安全,保护生态环境平衡。从而达到合理开发利用矿产资源和保护地质环境尤为重要及研究矿山地质灾害的发生及发展规律,提出防治灾害的措施。
【论文关键词】柔性防护系统;矿山地质;环境治理
0.前言
我国将边坡柔性防护系统于 1995 年从外引入,先后应用于水利、公路、铁路等广泛领域,主要治理坡面的浅层危岩落石。柔性防护系统其边坡具有一定的稳定性,抑制边坡遭受风化剥蚀,该系统实施对坡面形态没有具体要求,且不改变和破坏原坡面地貌形态和不影响植被正常生长,最大化实现防护边坡和保护环境的目的。在某区域矿山地质环境的整治中,根据当地的自然地理风貌等,采用柔性防护系统对岩体进行防护施工设计,可有效解决环境遭受破坏以及地质灾害的发生,对环境工程有效实施防护,在实施过程中,要保证实施的工程质量,同时采用经济有效地防治措施对环境形成有效地保护。
1.柔性防护系统及其优势分析
柔性防护系统又被称之为 SNS,其具体是以高强度的钢丝绳柔性网作为主要构成部分,并以覆盖、拦截和紧固等途径来防护坡面岩石崩塌、滚石等危害的一种钢丝绳柔性防护网系统。SNS 本身属于一种主动防护系统,它是在采用国际最新的坡面防护以及岩石拦截标准的基础上设计出来的。与一些传统的施工方法相比,这种系统有效克服了刚性防护施工过程中的种种弊端,它的整个施工采用的是模块化安装方式,不但进一步缩短了施工周期,而且还节省了大量的施工成本。
1.1 SNS的特点
该系统的特点大致可归纳为以下几个方面: 其一,SNS 是以热镀锌钢丝绳作为主要材料的主动防护系统,其具有防护强度高、韧性高以及易铺展性等优点; 其二,经过大量的现场试验和实际工程应用表明,SNS 具有适应任何坡面地形、安装程序系统化和标准化等优点,其开放的系统特征能够使工程对环境的影响降至最低,并且在系统的防护范围内能够充分保持岩石、土体的稳固性; 其三,由于 SNS 采用的热镀锌高强度钢丝绳作为主要材料,这种材料本身具有较高的防腐和防锈性,正常情况下,系统的使用寿命长达 30-50 年; 其四,因系统采用的是模块化安装方式,从而使得参与的安装设备、工程材料以及作业人员等大幅度减少,分体式材料与组合式的安装特点决定了工程安装的易用性; 其五,SNS 是以锚杆之间的支撑绳来实现对边坡潜在灾害的主动防护,这样一来对整个边坡能够形成一种连续的支撑,进而达到局部承载、整体作用的目的。当 SNS 防护系统建成以后,其能够形成一道保护屏障,有助于降低安全事故的发生。
1.2 SNS 的优势
SNS 的优势具体体现在以下几个方面上: 其一,系统充分利用了柔性材料的高防冲击能力和易铺展性,使之能够适应各类边坡和自然坡面的地质灾害防护,并且便于工程量计量和施工质量控制; 其二,由于系统本身具有柔性和布置灵活的特点,使其能够适应各种复杂的地形地貌环境,同时避免了因大量开挖造成的环境破坏以及对边坡稳定性的影响; 其三,系统所具有的开放性能够进一步减小视觉干扰并对原有植被及其生长条件起到一定的保护作用,也为人工绿化的实现提供了便利条件,真正将工程治理与环保和改造融为一体。正是因为 SNS 的这些特点和优势,使其被广泛应用于交通、水电以及矿山等边坡防护领域当中。
2.工程概况
2.1 工程项目实施地点情况
某区域矿山,采矿条件优良,因此露天采矿区较多。一般采矿实施的是露天崩塌法实施开采,可在河北岸山坡见到较大规模的挖损面,造成山体大面积出现,同时对周围的植被以及地貌环境造成严重的破坏。坡面陡峭不平,岩体锋利,形成危岩,岩体的稳定性较差,导致泥石流、滚石以及崩塌现象的发生,这严重影响了正常的交通道路,影响到行人的正常通行。
2.2地层条件
坡体主要低层为层状或片状的白云岩或大理岩,发育多组节理,在风化侵蚀作用下,岩体日益风化成破碎块状结构,导致岩体地层条件极为恶劣。在实施工程修护之前,对地质条件进行勘查,其中矿区边坡地质灾害发育主要为: 第一,坡度相当陡,坡面不平整、坡面高度所占面积大; 第二,坡面的岩石破碎层一般 1.0m 左右,体积较小,局部较为严重的岩体发生变形深度为 3.0m,在该条件的影响下,形成了危岩; 第三,在整个边坡防护中,主要针对边坡所常发生的局部小型崩塌以及落石灾害为主,落石滚落或崩塌的发生,都会造成过往道路的阻塞以及严重威胁行人的健康安全。
3.设计方案
以往常规的方法,多采用削坡、锚杆( 锚索) 格构的治理措施。这些方式工程量大,施工周期长,尤其在破碎的岩质边坡的施工中,施工难度大,将产生大量的土石方体对环境再次形成破坏,完工后工程构造物与环境的协调性差。清水毕家里矿山环境恢复治理工程的边坡设计方案,经过有关专家和部门的论证,认为针对灾害发育特征及危害方式,采用 SNS 主动柔性防护系统对坡面浅层危岩整体防护,危岩使用加强锚杆锚固以提高其稳定性防治崩塌灾害,最后对坡面覆土绿化,可达到灾害防治与环境恢复的目的。与其它方案相比,施工工艺简便、效率高、经济可行。
3.1施工工艺
第一,清理坡面的浮石和浮土,消除其可能会对防护区域造成的影响,对于局部地形可能会造成整体施工效果实现进行适当调整。第二,确定锚杆位置后,实施打孔,打孔多于低凹处,如地形条件不适宜,则选在贴近坡面的锚杆打孔,并在每一孔位凿一定深度不小于锚杆外漏环套长度的凹坑,一般口径为 20cm,深度为 20cm。第三,于孔内注入泥浆,三天后,实施下一步操作。第四,安装支撑绳,可纵横方向上受力,将其拉开后,用绳卡固定连接。第五,从上至下将格栅网铺挂开,将钢丝绳铺挂同时连接起来,将其进行固定完好。
3.2设计网型
为防止发生地质灾害所造成的岩体滑落或崩塌,对过往的行人以及车辆造成威胁,同时考虑到岩体发生破碎情况和后期坡面的绿化环境等方面的需要,对其实施防护修复,所采用的主要为柔性防护系统,该系统可对整个坡面进行防护。防护网型号选用常规的普通型,主要是由钢丝格栅 + 钢丝绳网等共同组成的双层防护网,可有效抑制崩坍岩体滑落,同时加入钢丝格栅也可阻挡一些较为碎小的岩块,实施绿化时,可有效稳定坡体土城结构,利于植物的生长。一般在实际施工操作中,多采用钢筋锚杆取代使用钢丝绳,因钢丝绳在施工中较难操作使用,且使用可靠性较低。