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谢 飞1,王明强2
摘要:矿产资源在提升人们生活品质以及推动工业发展层面有着积极的作用,但是同时也存在着地质灾害问题频发的问题,而且,废弃矿山环境地质问题在当前也愈发突出。文章对矿山环境地质灾害类型进行分析,同时结合地质灾害成因提出了有效的防范措施。
关键词:废弃矿山;环境地质灾害;应对措施
众所周知,我国是工业大国,在工业生产迅速发展的同时,资源枯竭的问题也随之而来。许多老工业基地在较为严重的宏观态势下,导致众多的矿井废弃,废弃矿山极容易引发地质灾害,尤其是对周围的生态环境产生极大威胁,做好废弃矿山常见地质灾害问题的解决刻不容缓。尤其是对于废弃矿山引起了常见环境地质灾害进行分析,更是为我国可持续发展做出突出贡献。在经济的快速推动之下,人们加剧了对矿产的需要和消耗,为矿产开采企业带来了更大的发展机遇。然而,由于发展较为迅猛,潜在的隐患逐步增多,随时可能产生各种各样的灾害,产生人员伤亡,尤其是设备报废、设施损坏或者是资源浪费
等后果较为严重,尤其是在早期小规模开采时,绝大多数的矿山是以露天开采为主,开采区域内的地质环境受到严重破坏。人员在进行地质勘查过程中,也会破坏或者是占用大量的植被和山体,对当地的景观、景貌、生态环境产生极大损伤。除此之外,在矿坑周围也存在着大量的废石废渣堆积,杂乱无章。长此以往,会产生严重的水土流失、环境污染。除了上述内容,在进行开采时也容易受到岩石破碎的影响。尤其是在雨水的冲刷之下,边坡上部风化破碎的岩石会产生各种各样的崩塌危害。由于采坑积水形成的水面无防护措施,时常会导致有人失足跌入,会严重的威胁居民的生命安全。值得注意的是,尤其是在高边坡区域附近会出现居民点,如果废弃的矿山产生崩塌,后果不堪设想,进而严重威胁社会稳定。
1 废弃矿山引起的常见环境地质灾害类型
其一,矿山内部污水引发的水污染。一旦矿井关闭,不管是地下水还是地表水,都会引发大面积的污染。根据现有的矿井监测资料发现主要是由于矿井关闭导致的排水系统自然废止。矿井关闭后一般会引发区域内大范围的地下水污染和地表水污染,依据矿井的监测资料进行研究发现,上述后果是因为矿井关闭后其以前的排水系统也自然废止,从而使得地下采空区内含有很多有毒有害成分的污染水和不同含水层的水相互渗透融合,从而引发洁净水深度和广度均极为庞大的污染。另外,矿区因矿井关闭,有毒地下水因得不到正常的疏导,就会自动上溢至地表漫流,引发地表水域的污染。废弃的煤矿和金属矿及有关矸石堆对河流、湖泊和水库造成有害的影响,这些都是因为废矿渣中所含酸性污染物
质造成的。这时,地下采空区含量较多的废气、污水和不同含水层的水分相互渗透,引发洁净水深度和广度,产生较为庞大的污染。如果矿区的矿井关闭,有毒地下水无法正常疏通,则会自动地溢到地表,引发地表水流污染,会对周围的湖泊、水库、河流产生一定的影响。其二、地下水外溢淹没矿区。如果矿山长时间的废气会导致地下水失去了人为的排除途径,一旦水位上升,会导致矿区大面积发生淹没。主要是由于矿区内部的污水上升,这时河流下游的水位就会抬升,涌出地表以后会形成大面积的沼泽地,严重破坏区域的水质。其三、矿山内部毒气泄漏以及地面崩塌,主要是由于绝大多数的废弃矿区,因为矿山开采而形成大面积的采空区,矿井关闭以后,地下采空区缺乏必要的维护,导致地下构造产生较大的损坏,经过一段时间以后会产生大面积的开裂塌陷。矿物在秘密的高压环境中也会产生大量的有毒有害气体,这些有毒物质不可避免地会从地面裂缝朱析出产生,较为严重的空气污染。其四、废弃矿井污水侵入引发的安全隐患。废弃矿井产生的废水会逐步的流入到其他的矿井中,给正常工作的人员产生极大的影响。废弃矿井所产生的废水往往会漫流进入其他正常运行的矿井,对其他矿井的正常生产和人员安全造成极大的恶劣影响。近年来比较著名的案例是江苏徐州矿务局、湖南资兴矿务局的废弃矿的案例,2000年两矿在关闭矿井后,境内污染的地下水也随机停止疏导排泄,不断增加的废弃矿水涌入相邻的生产矿井内,对安全生产造成极大的威胁。
2 常见环境地质灾害成因哥只是个传说歌曲
众所周知,废弃矿山所引发的环境地质灾害的影响面积大,并具有极强的隐蔽性强,且往往潜伏期较
长。故而,对其地质灾害形成的技术原因和人为原因进行研究显得非常必要。废弃矿山所引发的地质环境问题并不是一开始就能显现的,它具有极强的隐秘性,引发的灾害面积大、潜伏期长。首先,站在技术开采方面进行分析。在进行采矿过程中不可避免都会地下水,地表水产生一定的影响,进而会对周围的开采区周边区域水文、地质、地下水系统的运行产生极大的破坏。矿山开采时,尤其是会对煤岩层进行破坏,多种化学成分会从地下流到井壁,甚至是采
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空区,多种方式渗透到矿井以及煤系岩层中通过物理、化学变化含有大量复杂成分的矿井水在矿井关闭以后。既有正常排水渠道的消失,也会进一步的污染其他的地下水储存系统,如果出现地表开裂,会使得酸性的井水慢慢的溢出,会对地下水环境造成极大的威胁。其次在开采过程中可能过度的追求经济效益,而忽视了环境保护。资源挖掘过程中,绝大多数的采矿企业过度重视经济效益,在相当长的时期内相关监管部门管控不到位。个体矿山企业以及乡镇的集体矿山企业在进行资源开采时都是无序开采,所用的技术条件也较为落后,在开采过程中并没有对地质环境进行必要保护,缺乏完善的矿山治理方案,为后续大规模地质灾害的发生埋下了安全隐患。最后,在进行关闭矿井治理措施时并不完善。主要是由于绝大多数到矿山企业都是建立于计划经济时代,具有国家产权,企业盈利较大的份
额都要上交给国家财政,政府并没有留出足够的矿山治理资金,这就导致在矿区开采过程中,如果缺乏有效的治理,则会导致矿区资源严重枯竭,很多矿产企业面临着破产的危险。更不必说使用经费进行矿山环境地质灾害的风险防范,矿井关闭时也没有有效的预测评估手段,忽视关闭后的风险识别、风险预测。技术体系以及资源控制过程中并不会形成系统方案,对矿山缺乏完善的机制,在利益的驱使下,可能也无法进行矿井关闭,对潜在的灾害因素视而不见,引发后续大规模的地质灾害发生。
除了上述三个要点内容,常见的地质灾害成因也可能是由于废弃矿山地表的地理环境较为复杂,绝大多数的矿山区域多在山地、高原地区,地貌与地质构造较为特殊,地面有高山、陡坡、地质构造断层,在风化以及侵蚀的作用下,岩体结构发生破碎。再加上废弃矿山区域水土流失较为严重,在暴雨季节,矿井采空积极容易引发塌陷产生泥石流滑坡等地质灾害。
3 废弃矿山引起的常见环境地质灾害应对措施
对废弃矿山环境地质灾害进行类型化分析,并对其产生的成因和机理进行系统的研究之后,结合我国废弃矿井区域的各种自然条件,如水文、地质以及气候环境等进行考量,基于我国学术界的研究现状,借鉴国外先进经验,可以对我国废弃矿井引发的地质灾害形成如下防治建议。
3.1 建立完善的矿山风险评估预报体系
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对于废弃矿山环境地质灾害类型分析以后发现,我国废弃的矿井区域自然条件较为复杂。在治理体系实施过程中要具体问题,具体问题。对于已经存在的废弃矿山,再进行环境治理时预防灾害是极为必要的举措。废弃矿山风险评估以及预报系统建设时,要重点解决技术问题,比如:地下水流以及地下水的动力学评价和预报。在具体工作实施过程中,要进行流体动力学检测以及渗透介质参数实验。其中最为重要的内容就是停止采矿扰动对整个介质渗透性产生的影响,通过水文地球化学进行动态监测和预报,可以进行水质迁移机理,强度以及现场示踪实验,重点把握含水系统环境中物理化学状态的变化规律。除此之外,还需要建立完善的矿山风险识别系统。和其他行业不同,矿山企业具有一定的特殊性,在进行废弃矿山问题治理过程中,基于风险识别理论,需要建立完善的系统资料数据库,包括和废弃矿山相关的空间物理状态,地下水的水力特征,气候、降水、植被等等。尤其是对于废弃矿井所含到危险元素,更应该全面分析。一是由于客观,自然地理环境因素,另一个则是由于人类活动在采矿过程中遗留下来的危险元素,对于后者需要进行人力活动危险因素评估,包括全面的经济和环境相关的因素。
3.2 做好地质灾害预防
在现有的废弃矿山常见环境地质灾害预防过程中,不仅要加大事后治理,更要进行矿山关闭前的预防工作,相关矿山企业可以建立废弃矿山。治理基金保障经费来源充足,同时也可以结合先进的防治技术,可以使用矿井内填充净化污水特殊材料。考虑到废弃矿山到波及面、破坏性、综合性等等,强化
废弃矿山地质灾害成因以及防治技术的应用,不同区域矿山的地质条件以及地形特征,提出有针对性的开发利用方案。对于常见的重点防治区域可以结合边坡参数强化边坡监测建立挡墙稳固,边坡针对后期开挖变形的需要,进行专门的地质勘查,加大边坡的加固与预防,尽可能的消除在矿山开采过程中引发的地质灾害,而对于废弃的残渣需要进行方量以及边坡坡度的设计,有效预防泥石流的产生,尤其是在特殊到公路沿线要充分使用。渣场不能随意的丢弃,可以设置相关的监测点,做好废弃矿山数据的动态记录以及分析工作,尤其是对于容易发生灾害的区域,更应该加大预防,防患于未然,才能更好的恢复矿山的生态功能,进行矿区的统一规划工作。
而对于次重点防治区域。比如:在与进场的公路、矿山生活区建设,使会形成大量的边坡以及一定数目废弃的残渣导致边坡失稳,产生滑坡,或者是他方沿途不合理的废渣,极有可能会形成坡面泥石流或者是水土流失。对于此类边坡,在进行设计和加固时,需要设置排水沟,尽可能地进行地表挡排水措施,加大工地管理,植树造林。除了重点防治区域以及次重点防治区域,在落实过程中还要进行夜班区域的防治。一般区域主要是指在废弃的矿山内,并没有建筑物或者是其他的工程项目建设,而是由于地表岩体破坏而产生的水土流失。针对此类区域,要尽可能的减少人为干扰,加大植物保护。
3.3 加大废弃矿山地质环境的恢复
现阶段在进行废弃矿山地质环境恢复过程中要,严格的把握以下几个方面的原则,一是以人为本原则,
在进行废弃矿山地质环境治理时,始终要将人们的生命安全首位,对于重要的交通干线,村镇作为重点的治理区域,尽可能的减少矿山地质环境问题,引发的人员伤亡和财产损失。二是科学规划原则。在进行废鸡汤炖什么菜好吃
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弃矿山环境地质灾害分析时,要严格地参照区域的城市规划以及土地资源利用相关规划,结合目前矿山治理的背景条件,提出有针对性的治理方案,考虑到废弃矿山的综合应用价值,争取和周围的环境相统一,实现经济社会协调发展。三是利益协调原则。在进行矿山治理时,不仅要保障人们的生命财产安全,还要尽可能的减少矿山治理过程中占用的耕地面积以及林地面积,加大土地的赔偿工作,推动矿山治理有序进行。四是资源节约原则,不同的治理方案效果是不同的。在保障矿山安全治理的前提下,使用施工最为简便、成本最少的方案,在设计时施工中产生的土石方量,可以用于抵消项目治理经费。对于高陡边坡要参照地质条件划分为不同的层高进行爆破。而对于较低的偏颇,可以直接的进行整平,技术人员要全面开展治理区域的土地复垦,改善地质环境,加大植被恢复与地质重建工作,尽可能的提高矿区植被的覆盖率。不仅如此,技术人员还要保障矿山始终处于完全稳定的状态,尽可能的消除矿山地质灾害,杜绝矿山地质灾害问题的发生。一直以来,随着国家和区域对矿山环境
地质灾害恢复治理的充实性,加大矿区统一规划,做好矿山的复垦工作。同时也可以结合生物防治工程防治,采取有效的方法恢复地质环境,尽可能的维护人与自然和谐相处。
废弃矿山治理时需要加大固定资产的投入,尤其是对于目前废弃矿山所产生的生态环境破坏,在矿山投资战略资源规划时要积极推进。针对矿山的开采、选煤、洗煤等行业,可以建立全面的固定资产,恢复矿山生态治理,在推动绿化工作,进一步开展的同时,针对产生的固体污染、废气污染、废水污染等等使用有效的治理方法,减少不必要的环境污染。而对于采空区,可以使用煤矸石进行填充。有效的解决现阶段废弃矿山治理存在的问题,加大整治技术的研发,同时还需要将环境整治始终放在第一位,推动环境治理工作在实施。要以经济发展和环境保护进行融合,在推动经济效益的同时,站在技术层面进行矿山整治和开发,更好地保护人们赖以生存的居住环境。正确现阶段废弃矿山产生的地质污染问题,在充分尊重环境调查的基础之上,结合信息技术建立动态监测系统,更好地实现矿山绿化修复,解决矿山污染治理存在的难题。在实施过程中,可以借助水文地球化学进行动态预报预测分析、现场失踪试验、水质迁移机理以及地下水自净等各个内容,积极的进行矿山污染治理。
3.4 落实废弃矿山地质环境监测
首先,在进行废弃矿山地质环境监测任务分析时,要明确各类边坡的特征,结合治理工程特点落实监测任务,常见的有各个边坡建立变形监测站点。在整个治理工程中要落实跟踪监测预报工作,维护施
工期间人员的生命财产安全。可以使用立体化、多层次的监测方法进行重点监测区域的信息反馈,在进行爆破以及安全监安全监测时,以安全监管为。主尤其是爆破监测和信息监测,这两个是重点内容,在施工以及运行期间需要相互协调。其次,在具体监测过程中,人员针对边坡变形监测点可以设置专门的监测人员进行巡检和记录,加大监测计划的实施。监测计划在落实时要以。建立监测系统,获取防治工程治理以及治理过程的监测数据为主实现仪器监测和目视监测相结合的方式。最后,在进行监测方法落实时可以结合全站仪监测列表变形,废弃露天矿产的边坡变化,检测人员要及时的做好现场监测记录,结合摄影图像等内容。如果发现异常,立即上保定期的使用全站仪,监测地表变形现场记录应该立即报备。
4 结语
总而言之,在现有的矿山地质环境治理过程中,要结合区域生态环境以及自然保护。尽可能的恢复身体的植被,提高森林资源的覆盖率,和周围的自然风貌融为一体,加大矿山治理工作,能有效的改善生态环境,提高人们的生活质量,改善人们的居住环境。针对废弃矿山开采问题上要加大管控力度,提高矿山地质环境治理的专业性和综合性,各个部门协调工作,妥善解决矿山开采和地质环境保护之间的矛盾,采取行之有效的环境监测方法,加大废弃矿山的地质环境恢复,还要及时的进行灾害预防,建立完善的风险评估体系,结合先进的方式进行地质灾害预防。事实上,由于矿山废弃所产生的环境地质灾害问题是有诸多层面的,不同灾害现象也都是相伴而生的,彼此相互依存,不可分割。对
于废弃矿山引发的环境地质灾害类型进行划分,采取有针对性的解决方案,这对废弃矿山系统研究显得尤为重要。人员在进行治理过程中要把握环境地质灾害治理的核心内容,全方位剖析地质灾害产生的原因,以此为基础深入思考,采取有力的防治措施。在生态环境问题解决完成以后,需要推动民生发展,加大土地平整与改造,拓宽采矿区域的植被面积,提升植被质量。在解决生态问题的同时,还能有效地推动周边民生经济发展,变废为宝。
(作者单位:1.山东省地矿工程勘察院;2.山东省地质矿产
梁博内幕1毫秒勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队)
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