国家能源准能集团黑岱沟露天煤矿内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗010300
摘要:露天开采是矿藏开采的最常用的一种方式,具有很多的优点,比如:投资时期短、效益高、生产速度快、开采节约成本等,但是,露天开采也会对地质的环境带来更多的危害,这是由于露天开采都是在地的表面进开采工作,这就很容易导致对水体造成污染还会对地质产生不利的影响,除此之外,还会产生大量的废气和废水。所以,这就要求我们要对露天采矿的矿山地质环境进行治理和恢复,这样才能实现可持续发展,更好的保护环境。
关键词:露天采矿;矿山地质环境;治理;恢复
十几年来,随着国民经济的快速发展,矿产资源的开发利用也是迅猛发展,矿山开采遍地开花,大大小小的矿山如雨后春笋般涌现出来。与此同时,大面积的开采活动引发了大量的环境地质问题。矿山资源是通过地质成矿的作用下而逐渐形成的具有实用价值的矿物,呈现出一些固态、液态或者是气态存储于地壳内部的一种有用的资源。慢慢随着人类社会的不断进步发展,这就导致了对于矿产资源的需求量也在逐渐增多,进而导致了对于矿产资源的开发力度也在加大,但是由于矿产资源本身的属性即属于不可再生资源。所以不合理的开发会对自然环境产生很严重的破坏,从另一方面来说也会限制当地的社会经济的发展速度。所以,对于矿山地址的环境整改迫在眉睫,不仅仅要从思想上进行观念的转变,还要结合实际进行行之有效的措施治理。
1矿山开采引发的环境地质问题
环境地质:研究人类技术经济活动与地质环境相互作用、影响的学科,是以地质环境为研究对象的学科(人为活动对地质及环境的影响,如地质灾害、环境污染)。矿山开采引发环境地质问题主要有:(1)地貌景观破坏、耕地面积减少。由于露天采矿、开挖和废渣、废石、尾矿堆置,破坏了大量地表植被,占用大量农田。据统计,全国累计压占土地586×104hm2,破坏植被132.3×104hm2。(2)废石、尾矿堆积造成环境污染。矿山排土场、尾矿库易形成扬尘和泥石流,造成环境污染。(3)露天矿开采边坡崩塌、滑坡。矿山未按设计开采,边坡过陡易发边坡崩塌、滑坡,造成人员伤亡、设备毁坏。(4)地下开采引发地面塌陷。地面塌陷、地裂缝灾害等缓变型地质灾害造成的危害严重程度比崩滑流灾害低。主要危害是破坏耕地、毁损地表建筑物。导致铁轨扭曲、公路下沉,危及矿山设施和人居安全等。在平原和低洼区,易造成地表大面积积水、农田被淹。或洼地积水沿裂隙下渗引发矿井透水等事故。地裂缝一般不会直接造成人员伤亡。主要造成地表建筑物开裂、土地裂缝。降低土地的使用价值。地面塌陷、地裂缝在山地、丘陵区易诱发山体开裂,形成崩塌、滑坡等灾害链。在干旱地区地面塌陷、地裂缝导致地表水下渗而使流量减小甚至断流,地下水位下降或井泉干枯。导致地表植被死亡,引发或加剧土地沙漠化。使本已脆弱的生态地质环境更加恶化。(5)采矿致地下水位下降、水源枯竭。采矿活动破坏地下水平衡,采矿排水形成水力漏斗,致使区域性地下水位下降、水源枯竭。(6)地热。随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。地温梯度:每下降100m,岩土温度升高的数值。地温率:每升高1℃,需增加垂直深度。地温梯度=1/地温率地温梯度为(3℃~5℃)/100m。《金属非金属矿山安全规程》规定:掘作业地点的温度不得超过28℃,否则,应采取降温或其他防护措施。(7)矿山开采诱发地震。矿山开采引起地下应力变化,导致岩体断裂破坏形成的震动,其表现特征与地震相同。①构造型矿震:采矿使应力失去平衡诱发的地震;②塌陷性矿震:采空区或顶板垮落而引起的震动;③岩爆型矿震:高应力作用致冲击地压引起震动。
2导致矿山环境地质问题的主要因素
矿山环境问题是人类矿业活动作用于地质环境的结果,总体上受自然地理条件、采矿科学与技术水平以及经济社会因素的影响。
2.1自然地理条件
(1)气候因素降水是气候因素中与环境地质问题最为密切的因素,降雨量大小、强度均影响地质灾害的形成,华东地区年降雨量偏大,盛夏多暴雨,极易发生洪灾,引发各种地质灾害。(2)地形地貌因素地形地貌往往在区域上决定了地质灾害的分布。如安徽两淮、江苏徐州煤矿,由于平原区井下开采,多发生地面塌陷灾害。江西、皖南、福建山区沟谷发育,在降水和地表径流作用下,矿山开采对原始地形地貌改造强烈,山坡堆放的矿渣废石,易形成崩塌、滑坡、泥石流及水土流失。
2.2地质构造因素
地质构造复杂,深大断裂较发育,尤其是东西向、北北东向断裂与岩浆活动和成矿作用密切相关。矿山开采受构造影响也较大,沿构造带常发生崩塌、滑坡、矿坑突水等地质灾害,造成的损失也较大。
2.3采矿方式
(1)采掘方式及方法不同的开采方式和采矿方法,导致不同的矿山环境地质问题。露天开采造成的主要是滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,造成对土地资源、植被资源、地质景观的破坏和对大气的污染。地下开采造成的主要是矿坑突水、采空区地面塌陷等地下和地面地质灾害。(2)开采技术水平矿山开采技术水平也是造成矿山环境问题的一大因素。根据调查统计,许多现代化的大中型矿山,由于开发规划周密,开采方案合理,凭借其雄厚的技术力量和充足的资金,可以预防和减少矿山环境问题的发生,减小地质灾害危害。而一些小型矿山由于企业规模偏小,生产设备陈旧,开采工艺落后,加上急功近利和短期行为,往往加剧矿山生态环境恶化,以致造成许多伤亡事故发生。
2.4经济社会条件
(1)经济因素由于经济利益的驱动,导致矿业的过度开发,对矿山生态环境造成破坏。近几年部分省市试行矿山环境恢复保证金制度,在一定程度上解决了部分矿山环境治理费用。但从总体上看,华东矿山环境治理资金投入还存在不少问题,大多数中小矿山受资金制约,矿山环保工作较差。(2)环保意识从总体上看,民众环保意识不断提高。但在矿山企业甚至不少基层政府负责人,“重开发,轻环保”的意识相当严重,“先破坏,后治理”的弊端屡有发生。不少矿山企业特别是一些集体、个体采矿企业,只注重经济效益,忽视矿山生态环境保护与恢复治理,加上当地政府监管不力,以致矿山环境难以根本好转。(3)制度建设矿山环境制度包括国家法律、法规、条例和政策规章以及各省有关行政规定。当前在制度建设方面,虽已加大了建设力度,尚存在不少需改进加强的地方。从各省的行政规章看,还缺少配套的矿山环境管理方面的公共政策,没有把探矿权、采矿权和矿山环境管理很好地结合起来,亟需从政策制定和执行两个方面加强矿山环境制度建设。
3主要环境地质问题
3.1土地资源占用与土壤侵蚀
矿露天开采过程中,土地的挖损和地表植被剥离较为严重,造成表土层土壤肥力下降,引起水土流失,造成最直接且最严重的生态破坏。从抗蚀性因素来看,所有清除及压占地表植被的过程,均严重破坏原有地表植被,增大了地表的松散程度,降低了地表的抗蚀性,如不加以重视,将会进一步加剧水土流失程度,恶化矿区环境质量。
3.2地形地貌及景观格局影响
露天采矿活动对于景观生态的影响,主要反映在:一是对原有地形地貌的影响(地形起伏、地表附着植被等因素);二是人工景观的形成,如工业场地、采矿场地和运输道路等在原有以农田、灌草地为基质的景观上增加了新的斑块,一定程度上降低了矿区原有的自然景观美学价值,此类景观与周边景观视觉对比性强烈。尤其在矿区服务期满后,采矿区形成的相对低洼的矿坑,短时间内生态恢复不及时,易造成荒凉的景象,视觉效果极差。
3.3次生地质灾害
崩塌指从较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象,多发生在大于60~70°的斜坡上。由于之前无序开采,原采矿遗留下高约45m、坡度大于60°的断崖。随着矿体开采程度逐步加深,采区下部坚硬矿体的开采需要凿岩放炮,以往采矿过程中可能产生的脱离母岩体的危岩体、浮石,容易产生崩塌风险。该矿矿山边坡中局部存在页岩、粘土岩、泥岩等软岩层,以及出露断层发育、节理裂隙发育的破碎岩体,在爆破振动、降雨冲蚀等外力作用下,容易形成崩、滑现象,具有一定的环境风险。
4如何治理和恢复矿山地质环境
矿山的开采工作是经济发展的重要一个依靠,但是同时也对人们的生活带来了不利的影响,导致了生态环境的恶劣变化,最近几年,随着经济发展的脚步加快,这就导致了很多的地质环境问题急剧恶化,给社会带来了很多负面的影响,所以,开展相关的矿山地质环境整治,这不仅仅在思想上进行的改变,更是时代的发展所需,是为了更好的促进经济的可持续发展,进而可以协调好人与自然的统一,维护了社会的安定。第一点,要改善好矿区附近的生活水平。矿山在进行开采的过程中对于石头、灰土都是比较随意的处理堆放,这就容易导致山体出现塌陷、滑坡、泥石流等其他自然灾害的发生。第二点,要增加土地面积的耕种,合理利用土地。虽然在矿区附近进行土地的复垦比较困难,但是这确是矿山进行环境整改的必经途径。第三点,要做好对于地质灾害的预防工作。矿山在不断的开采过程中会对山坡附近的植被进行破坏,导致土体受力不平衡,很容易出现自然灾害。所以,为了避免这些情况的发生,可以采取建立防护坡、挡土墙壁等其他合理有效的方式来增加山坡的稳定性可以有效的防止山体出现塌陷、泥石流等情况。第四点,要注意对环境的保护和绿化。矿上的开采很大程度上对植被进行了破坏,与此同时,还造成了很多的废弃石头、废弃石渣等其他颗粒状物质,这就导致了矿山地区的土质出现问题,很容易现山体滑坡或者其他的地质灾害。通过对矿区内进行植被的再造,可以提高矿区附近的植被覆盖率,有效的较少水土流失情况降低了山体发生滑坡等其他灾难的出现率。
5做好环境保护和恢复治理工作
随着改革开放以来,我们国家的采矿工业发展有了很大程度的提升,每年的采矿石的产量大约有60多亿吨,换个角度来说,采矿业的迅速发展还会引发环境问题的恶劣以及生态环境的严重破坏。导致了很多地区的水位急剧下降,水的质量也有了降低,导致酸度增加进而酸雨成灾。就目前的情况来看,人们的采矿活动越来越频繁,这就导致了对自然环境的破坏也是日益严重,已经很大程度的影响到了人们正常的生产生活,带来了很多不必要的经济损失。为了进一步的对矿上地质环境进行整改,这就要采取合理而又科学的措施,尽可能的减少地质灾害的发生和地质环境的恶化,可以减少地质灾害造成的经济损失,可以有效的保护土地资源,保护植被覆盖率,最终实现矿产资源的科学开发和环境相互协同发展。下面是可以参考的具体方法。首先,要对采矿场周围的山坡进行整治,加大监督力度,可以有效的防止山坡发生严重的坍塌或者滑坡等地质灾难的出现。其次,要建造一个堆放废石、废渣等废弃物的场所,要避免对地下水层的过度污染,做好防治泥石流等地质灾难的发生。然后,建立一个覆盖范围更加广的地址环境监督管理系统,并且逐渐改善。最后,要采取合理的措施,恢复植被草地,要对露天的矿采场地、排土场地、工业场所内部等地方进行二次回土,施加肥料帮助土地重新获得养分,通过逐步的种植草木等方式是来慢慢的恢复生态平衡。除此之外,还要积极的去探寻矿山开采的新型技术手段,要在原有的技术方式的基础上,对矿场资源的开发利用和环境保护方式方法进行更新优化升级。政府要发挥好积极的引导作用,让企业多去参考国外的一些成功案例,并且进行资金的支持,不断的加大科学技术的研究人才和资源的投入,对于人才的选择要是那种复合型人才,认真负责的研究新型的环保手段和技术,要第一时间内掌握世界上最新的科学技术水平,并且与实际进行有机的结合,合理的运用到实际的矿业开采中去。
6结束语
合理有效地利用资源、保护矿山环境、加强监测与信息化管理、防止矿山地质灾害、实现矿业的可持续发展,是一个长期而重要的工作。矿山环境地质问题主要取决于矿山开采技术条件、采矿工艺与技术、矿工素质和安全管理等因素,是矿山技术经济能力综合实力的反映,国外矿山的经验和国内先进矿山的实践表明:针对地表岩移、地下采场冒顶、片帮、岩爆、露天滑坡、尾矿库坝失稳以及矿山突水等工程地质灾害源,利用现代科学技术成果,采取适当的工程地质灾害控制技术、控制措施和控制工程,实行“预防为主、综合治理”的方针,是能够有效解决矿山环境地质问题的。
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