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基于地质环境情况与恢复建议
基于地质环境情况与恢复建议
基于地质环境情况与恢复建议
经济建设的快速发展,对矿产资源的需求日益增加,供需矛盾关系日益突出,从而导致矿产资源开发的不断增强。中国地质调查局于2002年启动的以省为单位的全国矿山地质环境调查与评估项目成果表明,我国矿山数量多,矿产资源的开发强度大,开发方式粗放,矿山地质环境保护工作滞后,矿产资源的开发已对矿山地质环境产生较为严重的破坏,泥石流、崩塌、滑坡、地面塌陷、地面沉陷、地裂缝及地下水污染等地质灾害隐患日益加剧,破坏地形地貌及大量的土地资源,给国家造成严重的经济损失,对矿山周边居民的生产生活产生较大的影响。广西作为全国的矿业大省之一,矿山地质环境问题同样严峻。因此,根据广西矿山地质环境现状,研究科学合理的矿山地质环境治理恢复措施,对保护矿山地质环境,促进矿业和生态环境的协调发展,将起到举足轻重的作用。
1广西矿山地质环境现状
广西目前在册的矿山,主要以分布面广的非金属矿产和小型有色金属矿产为主,开采规模以中小型为主。由于过去采富弃贫,采易弃难,开采设备简陋,采矿方法不当,生产技术落后,以及民采盗采现象突出,加上多数采矿权人防灾及环保意识薄弱,造成目前广西矿山地质环境面临较为严峻的形势,主要表现在以下几个方面。
1.1地质灾害频繁发生
对于露天开采矿山,由于多数矿山未按开采设计方案进行台阶式开采,露天采场形成高陡边坡,边坡稳定性较差,且基本无支挡防护措施,易引发崩塌、滑坡地质灾害。对于地下开采矿山,生产过程中排放的大量废石随意堆放于废石场内,废石场无拦挡和排导工程,暴雨季节易引发泥石流地质灾害;另外,采矿过程中因抽排、疏干地下水造成地面塌陷、地面沉陷、地裂缝等地质灾害时有发生,导致矿井周围居民房屋的墙体开裂;另外,矿山生产排放的尾矿水、矿坑涌水、废石淋滤水等未经处理直接排放,有毒有害重金属含量和药剂残余含量均高于生活饮用水卫生标准,对周围村屯居民生活饮用水构成威胁。如南丹车河矿区选矿废水排放,造成刁江水质恶化,水中的有毒有害元素明显超标。 采矿过程中,长时间抽排地下水,将导致含水层顶底板结构的破坏,导致矿山周围地下水水位下降,水量减少,严重则导致周围井泉干涸、水质恶化等,给居民的生产生活产生严重的影响。
1.3地形地貌景观破坏
露天开采最为直观的表现为对地形地貌景观的破坏,它是一种高速、大规模改变自然景观的生产活动,采空区常常形成较深的露天采坑以及高陡危险边坡,对原有地形地貌景观和植被产生严重的破坏。如大新锰矿矿区、岑溪糯垌花岗岩矿区等。
1.4土地资源破坏
广西拥有锰矿、铝土矿、非金属矿等丰富的矿产资源,这些矿产资源的开发大部分采用露天开采,不仅破坏了矿山周边地质环境,而且造成大量土地资源的压占或挖损破坏。
2矿山地质环境治理恢复措施
上述表明,广西矿山地质环境现状相当严峻。因此,探讨不同地质灾害的防治措施以及针对含水层破坏、地形地貌景观及土地资源的破坏等的治理恢复存在的技术问题,对保护矿山地质环境,实现资源开发与生态环境的和谐发展起到关键的作用。
2.1崩塌、滑坡防治
崩塌、滑坡地质灾害主要发生在露天采场边坡以及废渣堆放边坡。可采用的防治措施有支挡工程(抗滑桩、挡土墙),加固工程(锚索、锚杆、注浆加固)、削坡工程、压脚工程,同时配合排水工程、护坡工程和植被恢复工程等次要治理工程进行治理,消除地质灾害隐患。其中抗滑桩支挡使用的较少,挡土墙支挡最为常用,且挡墙高度一般不宜高于6m,特别是膨胀土地区,高于3m的挡土墙经常失效;锚索、锚杆、注浆加固等加固工程措施是露天采场边坡比较实用的防治措施之一,但在矿山地质环境治理恢复中,实际设计使用的较少;削坡工程是露天采场边坡常用的防治措施,通过边坡稳定性验算,降低采场最终边坡角,保证边坡的稳定性。比如广西南宁盆地、宁明盆地、百色盆地等地区,露天砖用页岩矿往往具有膨胀性,开采设计方案中设计的露天采场最终边坡角较高,一般45°左右,这样的边坡角对于膨胀土边坡而言是不稳定的。因此,比较经济可行的方法就是采取削坡工程。根据工程实践经验,建议该类露天采场最终边坡削坡至30°。此外,排水工程、护坡工程和植被恢复工程是崩塌、滑坡地质灾害防治的辅助工程,往往也是必要工程。
2.2泥石流防治
泥石流形成有三个基本条件,即地质条件、地形条件和水源条件。三大条件对泥石流形成有着重要的作用,缺一不可。地质条件集中反映在泥石流形成的松散碎屑物质方面,矿山生产排放的废渣、废石、废土是产生泥石流地质灾害的主要物源;沟谷发育、山坡坡度较陡、相对高度大等,是产生泥石流地质灾害的主要地形条件;丰富的水源是产生泥石流地质灾害必不可少的条件,对于广西而言,主要来源于降雨,而强降雨季节往往是泥石流地质灾害高发季节。泥石流地质灾害按流域的沟谷地貌形态的不同可分为沟道型泥石流和坡面型泥石流两类。因此,根据泥石流形成的基本条件及类型,应采取相应具有针对性的防治措施:①消除物源,即清理废石、废渣、废土等可能产生泥石流地质灾害的松散物源;②支挡工程,即当清理物源的成本过高,或无场地用于堆积清理的物源时,需采取修建拦渣墙、拦砂坝、格栅坝等永久性工程,防止废渣、废石等物源向下游迁移;③消除水源条件,即通过修建排水和排导工程,如截排水沟、涵管等工程,防止地表水汇集至废渣场、废石场内;④植被恢复工程,即通过覆土种草,坑栽植树等措施恢复植被,因为植被能起到降低雨水对堆渣体、坡体的溅蚀,减小地面径流,并对土体有加筋的力学效应。
2.3地面沉陷、地面塌陷、地裂缝防治
矿山开采过程中,由于大量抽排地下水、采空区面积大、开采矿体埋深小或强采保安矿柱等因素的综合影响,易引发地面沉陷、地面塌陷及地裂缝地质灾害。其中,因矿山生产建设和长期抽排地下水造成的地面塌陷,可在查明水文地质条件的基础上,采取防渗帷幕等工程措施,控制塌陷带上的地下水位下降及其发展;已经稳定的地面塌陷带,应采取土地平整等工程措施治理,而土地平整所需回填土材料、回填高度、回填先后顺序等应严格控制。地下大面积采空区导致的地面塌陷和地裂缝,可采取废石回填采空区、优化矿山开采设计、顶板管理等措施预防和控制灾害的发展;已稳定的采空地面塌陷、地裂缝,则应采取注浆加固、土地平整及排水工程综合进行治理。
2.4地下水污染防治
广西在建的矿山,尤其是中小型有色金属矿山,井下采矿排放的矿坑涌水、废石场淋滤水以及选矿产生的尾矿水中有毒有害元素的浓度高于居民生活饮用水标准,直接排放将污染地下水资源。常用的防治措施是修建沉淀池,对废水进行物理、化学处理达标后再排放。
2.5含水层破坏的防治
含水层破坏的治理,包括对含水层顶底板结构破坏、地下水水位下降、水质恶化及水量减少(或疏干),以及造成矿山周边供水困难的处理等。含水层顶底板结构破坏的治理,主要是采用防渗帷幕工程,封堵含水层顶底板破坏处周围的含水层,避免造成地下水的流失,治理恢复其隔水层功能。地下水水位下降、水量减少(或疏干)的治理恢复,可采用防渗帷幕拦截主要导水通道及对自然溢水平硐封堵等堵截工程措施进行治理,减少含水层中的地下水溢出,减少疏干排水量。水质恶化的治理恢复,亦可采用防渗帷幕工程措施对顶底板破坏处周围的含水层进行封堵,防止已受污染或不良水质的含水层与主要的供水含水层相串通。
2.6地形地貌景观破坏防治
矿山生产建设造成地形地貌景观破坏的治理恢复,可分为边坡治理类、场地整治类及井口整治类。其中,边治理类主要可以采用削坡、边坡加固、护坡等工程,并常常配合部署排水工程及植被恢复工程;场地整治类的治理措施包括土地平整工程、防排水工程及植被恢复工程;井口整治类的治理措施主要是对废弃井筒进行封堵。
2.7土地资源破坏防治
矿山生产建设往往造成大面积土地资源的压占、挖损及污染破坏,使土地失去原有耕作用途。因此,矿山在生产建设前,必须做好整体规划,尽量避免占用基本农田,且尽量少占用土地资源,对于已破坏的土地资源,应根据污染破坏程度恢复土地耕作用途。
3结论
根据广西矿山地质环境现状,总结探讨了矿山地质环境治理恢复的主要防治措施,方便了广大设计工作者进行矿山地质环境保护与治理恢复方案的编制及施工。但是,不同的矿山,由于开采技术水平、生产设备、矿山地质环境的破坏程度等诸多因素的不同,矿山地质环境治理恢复措施,治理思路也不尽相同。因此,我们应根据矿山实际情况,采取科学合理的治理恢复措施,保护矿山地质环境。
