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摘要 :当前经济社会发展速度日益加快,各行各业在 矿产资源方面的需求量也在快速增长,基于这样的发展趋 势,矿山开采业也有了较大发展。但伴随矿山开采规模与 其强度的逐渐加大,也导致矿山地质环境问题变得异常突 出,不仅阻碍到矿山安全开采工作的顺利开展,还成为影 响矿山企业持续稳步发展的重要因素。文中结合实践,探 讨分析矿山开采过程当中常见的一些环境地质问题,并研 究造成这些灾害的主要原因,基于环境保护角度,提出防 治矿山环境地质灾害的原则与措施。
当前我国矿山开采所使用的一些技术设备相较于一 些发达国家较为落后,而且由于矿山开采作业主要在复杂 的地质环境条件下开展,这很大程度上增加了矿山环境地 质灾害的发生几率,并造成矿山设备发生损坏,引发严重 的资源浪费,阻碍到矿山所在区域的生态经济社会协同发 展。矿山环境地质问题事关国计民生,对于社会可持续发 展也有着至关重要的影响。随着矿山企业与地方部门彼此 协同治理,并不断强化技术创新以及对矿山生产工艺逐步 改良升级,在治理矿山地质环境方面取得了巨大成效,使 得矿山环境地质问题恶化趋势得到了有效遏制。为将矿山 环境地质灾害防治工作充分做好,减少矿山环境地质灾害 发生几率,更加有效的保护人民群众生命财产安全,今后 还应当进一步强化矿山环境地质灾害问题的研究力度,探 寻更为科学而又有效的对策措施来防治矿山地质灾害。
1 矿山环境地质灾害现状
1.1 植被严重损害
矿山开采作业活动开展过程当中,对于区内的植被造 成了非常严重的破坏,尤其是露天开采方式引发的破坏更 为严重,露天采矿工作开展过程中,由于需要将地表覆盖 层给剥离掉,这会破坏掉大量的地表植被。而且随着开采 工作的不断实施,又会产生很多废石废渣,这些废石废渣 会占用很大面积的土地,导致植被无法生长,使矿山所处 区域的生态环境遭受极为严重的破坏,增加矿山环境地质 灾害发生几率。
1.2 引发泥石流、崩塌、滑坡及采空区塌陷
1.2.1 泥石流
泥石流灾害是一种含有大量固体物质(如石块、泥沙) 突然爆发,形成强大破坏力的洪流。泥石流灾害具有突发 性的特点,历时时间较短,且来势非常凶猛,具有极强的 破坏力。泥石流灾害发生后,会对发生区域的村庄造成掩 埋,并将入机与公路设施冲毁,还会摧毁城镇,造成的破 坏性相当巨大。泥石流灾害主要包括两种类型 :一种是黏 性泥石流,这种泥石流还有的固体物质总量在40% 以上。 另一种为稀性泥石流还有的固体物质量在40% 以下。矿山 开采工作给泥石流灾害带来的影响主要体现在以下几个 方面 :①随着开采规模的不断扩大,会产生大量的废土、 废石与废渣, 倘若没有规划好排放区域, 随意的进行堆放, 长时间积累会形成很多松散固体物质,为泥石流灾害的发 生提供物源。②矿山建设过程当中,又会破坏掉大量的植 被,使矿山区域的地面结构遭受巨大改变,降低雨水调节 能力,导致汇流时间变短,增大洪峰流量以及洪水总量, 大量的矿山废石又会堵沟成湖,地表水不能通畅排泄,水 体不断蓄积,有时在坑道决定工作开展过程中,将地下水 通道给掘开,就会造成地下水涌,使地表水在短时间内得 到快速补给,这些不良因素都会严重破坏土体结构,增加 泥石流灾害发生几率。③在矿山建设过程当中,原有的地 形也被改变,使水动力条件逐步增强,很多废渣、废石无 序的大面积堆放,增大了地面高差,阻碍到地表水的正常 排泄,侵蚀能力不断加大,另外在沟床当中压缩的大量矿 山废石,使得过流断面被减小,流体遭受严重压缩,增大 流速,也使得流体动能和冲刷力逐步增强,增加了泥石流 的发生机率。
1.2.2 崩塌
这种灾害多发于高陡边坡以及开采终了的台阶,这种 灾害具有不易观察和突然发生的特点,过地质角度进行分 析,高度危崖、软弱结构面以及断裂破碎带是崩塌灾害高 发部位,由于这些部位岩石稳定性相对较差,在岩土自重 以及风雨侵蚀作用下,最终引发边坡出现崩塌现象,进而 导致地质灾害的发生。
1.2.3 滑坡
滑坡灾害是由于松散岩类所形成的斜坡破坏形式,处 于斜坡部位不同性质的岩石,尤其是上覆是松散的堆积层 以及下伏为坚硬的岩石时,极易出现滑坡。滑坡滑动面多 是一些不整合面、节理面、断层破碎带等构造软弱面。而 且和斜坡坡向相同倾向的岩层,更容易发生滑坡灾害。不 同规模的滑坡,造成的危害性也存在很大不同,滑坡灾害 属于大型的,造成的危害也比较严重。人为原因进行坡脚 开挖,使原有的应力场被改变,导致坡体当中弹性应变不 断积存并释放,重新分布应力,岩体发生卸荷裂隙,这些 裂隙张开并与边坡面平行,导致原有裂隙张开与扩张,进 而导致岩体切割,继而加重了他滑坡灾害发生几率,当前 很多矿山出现的滑坡灾害,都是由于不合理开采所导致, 另外, 崩塌与滑坡灾害和地震也有十分紧密的关联性。
1.2.4 采空区塌陷
采矿工作实施过程当中,运用崩落法、留矿法以及空 场法,会导致井下产生巨大的崩落空区与采空区,当其规 模达到一定程度时,就极易引发大面积坍塌,增加灾害发 生几率。塌陷坑多为近圆形或者椭圆形,面积和采空范围 相比略大,深度从内到外呈现变小趋势,特别是一些矿藏 深度相对较浅,存在较大厚度松散覆盖物,矿层覆岩强度 不高,厚度较小,又有着复杂的岩性组合条件下,当开采 底层矿藏之后,采空区顶板岩层由于覆盖岩层以及自身重 量,再加上建筑物的作用,就会引发向下弯曲移动的压力 作用,如果顶板岩层内部形成的拉长应力达到极限强度, 就会导致顶板出现断裂,覆盖岩层随之向下弯曲与移动, 进而引发断裂与离层现象,并不断向地表波及产生塌陷 坑,将房屋建筑拉裂, 更引发地基下沉, 破坏田地, 对矿山 开采的相关设施设备以及人居安全造成巨大影响。另外, 这种灾害还会引发地下水发生断流。
岩溶塌陷灾害的发生是由于疏排岩溶充水矿床地下 水所引发,这种塌陷灾害在很多矿山都有出现,常常会对 土地资源造成巨大破坏。引发采空塌陷的过程是极为复杂 的,而且会涉及到岩层岩性、构造以及结构、成分等多种 因素。另外进行现场观察和测量存在较大难度,矿层出现 的压力变化以及岩层移动情况无法得以详细观察,所以目 前在采矿塌陷机理方面依然没有形成公认的形成机制。
1.3 造成了严重的水污染
矿山开采工作实施过程当中,水污染情况普遍存在, 引发废水的原因有很多,如冶炼工作开展过程当中,会产 生大量的废水。由于很多矿山企业在思想层面没有充分重 视到废水排放带来的严重污染,大多没有采取有效措施处理污水,便将这些污水向河流直接排放,污水不经处理直 接排放,会引发污水流经区域地表水遭受严重污染,而且 污水下渗到地下又会污染地下水,无序的矿产开采又会引 发当地地下水出现失衡,对水文地质环境造成巨大破坏, 具体施工过程当中,由于不重视矿井突水,对矿区与职工 安全也会造成巨大威胁,所以为了确保矿山开采工作的顺 利实施,通常会疏干开采区域当中的地下水,这样一来又 会引发矿山开采地下水位出现严重下降,影响矿区所在区 域居民安全用水。
2 矿山地质灾害的诱发因素
2.1 疏干排水
采矿工作实施过程当中,需要疏干排水,也有的需要 进行深降强排,这样一来也很大程度上增加了一些地质灾 害发生几率,如出现矿井突水,由于很多矿产资源上覆与 下伏地层主要是含水丰富的石灰岩,在开采过程当中,需 要深降强排地下水,由此引发了很大的水头差,下部灰岩 地下水压真高,在一些隔水薄层以及构造破碎带区域上极 易出现出水事故,对矿井开采工作以及工作人员的生命安 全带来巨大威胁。
同时疏干排水过程当中,导致很多岩溶充水矿区出现 了地面塌陷灾害,对地面建筑造成巨大威胁,影响正常的 交通运输,对于农田耕作和灌溉也带来巨大影响。很多矿 区周围都出现了不同程度的地面塌陷问题,水位下降明 显,不能保证。矿区所在区域的很多厂矿工业用水,并影 响到人们的正常生活用水。
另外,矿山排水过程当中,将周围的地表水给疏干,浅 层地下水长时间无法得到有效的补给, 难以恢复, 对植物生 长也造成很大影响。并且还会加剧矿区土地沙化, 引发严重 水土流失, 加剧了荒漠化现象, 对生态环境带来巨大影响。
2.2 其他因素
矿山环境地质灾害的发生是有很多因素所造成,有的 灾害是矿山开采工作很难避免的,如伴随开采深度的日渐 加大,极大的增加了地应力,导致冒顶片、帮以及托盘灾 害没有发生。由于开采工作当中预防措施不到位,没有科 学有序的进行开采,形成大量采空区,不能及时的进行回 填,随意的排放各种废渣、废水,又没有充分了解与掌握 矿山水文地质构造特征,乱挖乱采,盲目指挥,导致巷道 偏离,违章作业,不断积聚非稳定因素,增加了矿山环境 地质灾害发生几率。还有的矿山企业只看重经济利益摒弃 常规,在采矿过程当中舍近求远,采富弃贫,这样一来给 接下来的矿山开采工作埋下巨大隐患。
3 矿山环境地质灾害问题防治措施
3.1 重视先进技术手段的合理应用
化学勘查手段,认真详细的监测矿山地质环境,动态 实时监测可能出现的各类潜在矿山地质灾害,构建系统完 善的矿山地质灾害监测系统,全面掌握矿山环境地质情 况,减少矿山地质灾害发生几率, 减少损失和人员伤亡。
3.2 建立相关法律法规
矿山开采过程当中引发的很多环境地质灾害问题,其 主要原因和我国缺少完善的有关法律法规密切相关,由于 矿山开采过程当中存在较大随意性,更甚者出现违规开 采,这些都会加剧矿山环境,地质灾害发生几率。所以为 了控制与减少矿山地质灾害发生几率,对矿山地质环境有 关法律法规进行健全和完善非常重要。通过严惩开采者, 追究相关人员的刑事责任,并对开采企业的资质和技术严 格审查,最大程度的确保矿山规范有序开采。并构建系统 完善的开采环境评估与风险评估,制定矿山地质环境恢复 治理有关政策法规,开采前严格评估,开采中主动防范, 开采后及时恢复,并将恢复治理矿山地质环境复垦土地都 通过明确的法律法规进行规定,强制推行,这样才能最大 程度的减少矿山地质灾害发生几率。
3.3 提高宣传力度
运用各类宣传渠道,对防治矿山环境地质灾害的有关 知识广泛普及,增加工作人员的整体素质,提高工作人员 防治矿山环境地质灾害的警觉性与危机感,形成全员防治 矿山环境地质灾害的良好局面。
3.4 针对不同的矿山环境地质灾害采取不同的防治措施
3.4.1 泥石流灾害防治措施
运用工程措施进行治理,其目的是为了控制灾害的发 生几率,并使灾害危害程度得以有效控制。主要措施包括 拦挡、排导以及支护等。运用生物措施治理,是控制与减 少水土流失, 有效吸收有毒有害物质, 进而净化土壤。
将生物与工程措施有效结合起来治理泥石流灾害,金 属矿的围岩大都比较坚硬,开采工作实施过程当中,除了 上覆堆积的土层以及风化岩石之外,很多都是难以风化块 状较大的堆积物, 给崩塌、滑坡、泥石流灾害提供物源, 同 时很多金属矿山在开采冶炼过程当中也会产生大量的有 毒有害物质,污染土体与地下水,这需要采取有效措施进 行治理,所以为了更好地防治泥石流灾害,应当加强工程 措施与生物措施的有效结合,进而提高泥石流灾害防治成 效,减少灾害带来的不利影响。
3.4.2 崩塌灾害防治措施
控制台阶高度,采取有效措施拦截滚石,对于时常出 现滚石的区段,在对安全警戒标志加强设置的同时,有效设置拦截构筑物。并在开采爆破作业过程当中合理运用逐 孔降震控制爆破技术以及边坡预裂爆破技术,控制与减少 爆破作业带来的边坡破坏, 减少崩塌灾害发生几率。
3.4.3 滑坡灾害防治措施
控制与减少水因素带来的影响,把工作面设置成反 坡,雨水汇集带来的冲刷影响,排水沟以及截洪沟设置于 顶部,排水沟排除地表水,确保排洪沟的通畅度。对滑坡 体的外形合理改变,运用控制滑坡区分层高度以及提高分 层个数等方式,打造安全平台,将坡脚放缓,保证坡脚和 渣土自然堆积角相比要小一些,并降低堆积高度。运用支 挡、锚固等方式, 有效加固边坡, 将滑体外形有效改变, 或 者疏排地下水、地表水,控制边坡高度,将边坡角放缓等 方式,使边坡沿土体的应力状态得到改善,减少灾害发生 几率。
3.5 坚持资源开发和矿山生态环境保护和谐统一
只有坚持资源开发与矿山生态环境保护和谐统一,才 能最大程度的减少矿山环境地质灾害发生几率,保证矿山 安全开采,实现矿业持续健康发展。实现二者的有效统一 不但是矿业开发工作的需要,也是保护环境的需要,只有 实现二者的有效统一才能将矿山地质灾害发生几率控制 到最低水平。
3.6 加大资金支持
矿山环境地质问题的治理工作,离不开充足的资金支 持,所以矿山企业在充分重视矿山环境地质灾害问题防治 重要性的基础上,还应当进一步扩大矿山环境地质灾害防 治方面的资金投入,进而为矿山环境地质灾害防治工作提 供充足的资金保障, 确保防治工作的有效开展。
4 结语
综合以上分析,在开采矿产资源过程当中,由于不重 视科学有序开采,或者存在超范围开采、超强度开采,这 些极易增加矿山环境地质灾害发生几率,如果一旦出现这 些灾害,不仅会对矿山安全生产作业造成不利影响,还会 对工作人员生命安全带来巨大危险,严重阻碍矿山企业的 持续健康发展。所以必须要充分重视矿山环境地质灾害防 治工作的重视程度,有效监测矿山环境地质情况做好系统 评估,并采取切实有效的措施加强防治,把矿山环境地质 灾害造成的破坏控制到最低水平,才能为矿山行业稳步发 展做出积极贡献。
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