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摘要 :随着世界经济的持续发展,人们越来越关注矿 物资源,而我国拥有广阔的土地,拥有着丰富的矿物资源, 这为我国工业化的发展提供了源源不断的资源。尽管采矿 可以促进我国的经济发展, 为人们的生产和生活带来方便, 但是没有节制的采矿很可能会对矿区的地质环境造成破 坏,甚至造成地质灾害。从现实的角度来说, 我国的矿产资 源开采具有高强度、大范围、长时间的特征, 而且开采人员 在开采矿产资源的过程中, 常常忽视了对地质灾害的防范, 这就极易引起矿井的地质灾害,给人民的生命和财产带来 了巨大的损失。因此,我国政府和相关部门一定要对矿山 地区地质灾害的原因进行清晰的认识,同时还要对地质灾 害的预防和地质环境的保护工作进行强化,将绿色发展理 念完全贯彻到实践当中。基于此,本文以矿山地质灾害及 矿山地质环境为切入点,分析灾害的成因,并阐述其防治 措施及地质环境保护的措施。
关键词 :矿山 ;地质灾害 ;防治措施 ;地质环境保护
1 地质灾害与地质环境
1.1 地质灾害
地质灾害是一种自然灾害,通常是由于地质动力和环 境变化所引起。泥石流、山体滑坡、地面塌陷以及地震等 都是常见的地质灾害, 诱发地壳运动的动力因素有 :地球 本身的内力、外力和人为力。在这种动态作用下,岩土工 程中往往会产生变形、位移和物质移动,进而引发各种地 质灾害,造成重大的人身和财产损失。由此可见,人类的 活动对地质灾害的影响也是一个重要的原因 , 如果人类不 注意保护好生态环境, 就这样毫无节制地使用和过分开采 资源, 最终必将遭到大自然的反噬。为此, 要弄清其成因, 树立“绿色”发展理念, 搞好“生态”治理。
1.2 地质环境
地质环境以岩石圈为主,它是自然环境的一个重要组 成部分,与水圈、大气圈构成一个整体的环境系统。在亿 万年的历史长河中, 这三大生物群在经历了无数次的变化 之后,逐渐形成了一个完整而平衡的生态系统。在这一生 态体系中,人类的任意一项行为,都会对其平衡与完整产 生冲击,从而对其产生危害,但是,没有了它,人类就无 法生存与发展, 因此, 要强化对其的保护, 遵守自然规律, 合理开采资源。
2 地质灾害类型及成因
2.1 井下突水
在采矿过程中,经常会遇到地下水、溶洞等带水含量 高的地区,在采矿时,若对该地区的地质条件不够熟悉, 或没有严格遵守采矿程序, 很可能会损坏该地区的孤立岩 石,造成井下突水。在矿山开采过程中,由于井下突水的 发生,极易引起各种地质灾害,给矿山开采带来巨大的人 员伤亡和财产损失。据统计,近几年,我国矿山开采因矿 井突水引发的安全事故已超过百起, 经济损失超过数十亿 元,并对当地的地质环境产生了极大的影响,部分矿产资 源也因其已丧失开发利用的价值。
2.2 泥石流与山体滑坡
矿产资源的开采常常会对矿区周边的植被产生一定 的干扰,如果开采过度,就会对矿区周边的植被产生很大 的损害,从而引起矿区内部的地质构造与生态环境的改 变。在雨季来临时,没有了植物的庇护,很可能会发生泥 石流和山体滑坡之类的事情。由于受气象因素的影响,泥 石流和山体滑坡等灾害的预报也比较困难, 而且往往会导 致重大的经济和人员生命损失。以往,矿上发生泥石流和 山体滑坡的情况,多发生在我国南方地区,特别是连雨季 节,因矿山所属地地处南方,土壤湿度和气候等均比我国 北方地区湿润,加之矿山开采大量植被遭到破坏,因此在 连雨季节或雨水量特别大的特殊时期, 极易发生泥石流和 山体滑坡等现象。但是,近些年,因为气候变暖等原因, 许多原本干旱地区, 也频繁出现降雨量过大或降雨次数过 多等情况, 因此导致干旱地区的矿山泥石流和山体滑坡等 现象也时有发生。
2.3 坑内岩爆
坑内岩爆是一种具有很高风险的岩土工程变形灾害。 产生这种现象的原因,是由于在采矿过程中,岩石和土体 都在进行着某种运动,随着时间的推移,这种运动将变得 更加显著, 而岩石和土体的运动将使其自身的刚度和韧性 下降。在这个过程中,地壳运动将给被掏空的地区的岩石 和泥土施加很大的压力,一些岩石和泥土被压成了碎块, 然后从地下涌出。当坑道中的岩石爆炸时,岩石的弹片会 产生很大的冲击力, 有些岩石会造成致命的伤害。
2.4 地面变形
在矿区进行地下开采作业时,往往会产生一处空洞,若该区域的顶板岩体硬度较低,结构不完整,或该空洞区 域距离地表太近,则极易发生地表开裂、塌陷等现象。因 此,在进行开采时,需要设置采矿房和保安煤柱,并对废 渣石进行回填, 防止地表发生变形。
2.5 地震
由于地震和坑内岩爆的成因类似,都是由于地壳的活 动而诱发的,当坑内岩爆发生时,很可能是地震来临的前 兆。与此同时,因采矿作业失误造成的井下冲击地压也极 易诱发地震,此类地震震源深度不大,但波及范围大。同 时,由于地震极易引发岩崩、泥石流等灾害,因此,地震 是威胁最大的一类地质灾害。
2.6 土壤毒化、酸化
在采矿的过程中,不仅会生成一些危险固废,而且还 会生成很多的污水,若不对这些危险固废和污水进行处 理,很可能会导致有毒有害物质的渗透。由于其所含的重 金属离子,使土壤产生了酸化或者是毒化,使被污染的土 地丧失了养分,丧失耕作的价值。另外,若污水量较大, 处理不及时,则污水在进入土壤后会继续下渗,最后汇入 地下水,造成整个地下水流域的水资源被完全污染,危害 人体健康。
3 地质灾害防治措施
3.1 防治原则
首先,在开展矿山地质灾害的预防和控制工作中,必 须遵循科学的计划, 对矿山的开发和地质灾害的预防和控 制要有一个整体的计划, 进而使矿山开采工作与矿山地质 灾害防控工作,两者间达到和谐发展的目的 ;其次,要遵 循安全建造的原则,在采矿过程中,保证工人的安全是最 主要的,在采矿之前,必须要加强对采矿过程中的安全教 育,并且要对采矿过程中的地质状况进行详细的调查,以 确定采矿过程中的地质状况, 并且要建立起一套完整的采 矿过程和管理体系,以防止地质灾难的发生,将采矿过程 中的风险降到最低 ;最后,要遵守与防治相结合的原则, 在地质灾害的防治方面,最主要的还是预防,而不是在发 生了灾害之后的处理。
3.2 地质灾害预报
随着科学技术的不断发展,我国的地质灾害工作取得 了很大的进展,通过使用先进的检测设备和检测技术,可 以在一定程度上实现地质灾害预警。目前,在国内,高密 度电阻率法、瞬变电磁法和 GIS 法是三种地质灾害预报方 法。高密度电阻率方法的应用,主要依据的是各种岩石和 土体的导电性有一定的差别,因此,高密度电阻率方法在 勘探过程中,会出现一种与其他岩石和土体的反演效应。 利用高密度电阻率法,可以获得各个区域之间的反馈情况,从而确定出这个区域的地形构造,从而确定这个区域 是否存在裂缝、断层等问题,从而可以在采矿的过程中, 提高对这些问题的重视程度,从而可以规避这些地质灾 害。瞬变电磁法是利用导线源向井下发送脉冲信号,利用 井下介质在接受信号时会形成一种诱发的磁场, 从而实现 对井下媒质电阻率的测量。GIS 就是将地理定位技术、信 息技术等多种技术结合在一起,运用工程信息技术,对矿 山的地质状况进行采集并分析,进而对矿区的地质组成 进行明确。另外,通过 GIS 技术对矿区的地质数据进行分 析,可以将原来的2D 数据转化为 3D 图,更加直观的显示 矿区的地质状况, 可以有效的防止由于采矿失误造成的地 质灾害。
3.3 创新开采技术
在采矿过程中,由于采矿工艺不当,必然会对地质环 境产生冲击,极易引起地质灾害,要进行采矿工艺的创 新。矿业企业要建立一支具有专业技能的采掘队伍,并对 采掘队伍中的员工进行经常性的职业训练, 以增强采掘队 伍的专业素质。与此同时,要强化对采矿技术的研究与公 共关系,加速将科研成果转化为工作成果,持续创新采矿 技术, 以技术创新的方式降低采矿工作对地质状况和地质 环境造成的冲击,在对地质灾害进行预防与控制的同时, 强化对地质环境的保护。
3.4 生态修复工程
为了提升矿山地质灾害防控工作的品质,最重要的就 是对矿山地质环境的保护, 而矿山的开采必然会对矿山的 地质生态环境产生损害, 为了保证矿山地质灾害的防控效 果,就需要采取生态修复措施。就当前而言,较为行之有 效的生态恢复方案主要有两种 :一是生物复合恢复方案, 二是对受损山体进行综合治理方案。生物复合修复是利用 植物和土壤中的微生物来改善矿区的生态环境。通过微生 物的生命活动和代谢产物, 对矿山结构中的土壤性质进行 改造,从而保证了矿山生态的平衡,并提升了矿山生态的 承受能力,从而降低地质灾害的发生。生物复合修复具有 效果好、成本低,可对矿山环境产生积极影响等优点。对 破损山体进行综合治理, 就是要对矿山地质生态环境进行 一条红线。与此同时,还要强化对环境的保护和监督,降 低对矿山地质环境的破坏程度, 对小型矿山的开采工作要 及时停止,还要加大对退耕还林还草工作的力度,保证矿 山地质的生态健康。
3.5 加强安全教育
矿山资源的开采过程,具有一定危险性,因此要加强 施工作业人员规范操作意识,同时加强其安全教育,防止 因违规作业导致矿山开采安全事故的发生, 进而避免因安 全事故引发的地质灾害问题。要坚持以人为本,把职工的生命安全放在第一位,加强安全思想教育,增强职工的安 全观念,在采矿中要严格按照工作程序、工作政策,并要 安排专人对开采工作进行监管, 降低开采工作的危险性。
4 地质环境保护措施
4.1 土地复垦
土地复垦是指将被毁坏的耕地重新加以使用,从而 达到修复耕地生态环境的目的。在矿山地质环境保护工 作中,土地复垦是一种常见的方式,它具体包含了农耕复 垦、林业复垦和牧业复垦等方式。在实施土地复垦时,应 坚持“因地制宜”的原则,并结合区域的地质特征,选用 适当的方法。如矿区地形较平缓,可采用耕地复垦,而矿 区草地肥沃,可采用放牧。通过对矿区进行土地复垦,可 以使矿区的土质得到改善, 从而达到对矿区地质环境的有 效保护。
4.2 景观再生
地质生态系统遭到破坏后,不能自我复原,但是可以 在人类的努力下得到改善,这一过程称为景观重建。在矿 区生态环境恢复中,应注意农业、工业和旅游业三大要 素。在对矿区进行景观更新时,可根据矿区的实际情况, 将矿区转变成农业观光型景观,并根据矿区的实际情况, 确定一条适合矿区的农业发展道路, 从而促进矿区的旅游 业的发展。这不仅可以让这里的地质环境得到修复,而且 还可以为这里带来新的经济效益。另外,在进行景观更新 时,要注意景观更新的社会性,即要兼顾当地居民的生活 需要,更新后的景观要能与当地的自然景观相融合,以保 证生态景观的和谐。
4.3 制定矿山地质环境保护法规
环保是国家的基本政策。矿山地质环境是矿山环境中 的一个重要组成部分,矿山地质环境具有强烈的生产活 动、发育的地质灾害和严重的环境破坏等特征。作为自然 环境与生态系统的基石, 土壤环境应当进行优先保护。
4.4 建立和健全矿山地质环境管理体制
地质矿产部作为国家直属部门,其职责包括矿产资源 开发与管理、地质环境保护与管理、地质灾害预防与治理。 矿山地质环境治理是矿山资源开发利用的重要内容。对地 方各级地质矿产部门提出了要强化并充分发挥其对地质 环境的保护与管理功能,对地质灾害进行防治,并在矿产 资源开发的整个过程中,构建起对地质环境进行监控的体 系。通过建立健全的管理体系,使得各矿山开采项目有法 可依、有迹可循, 进而提高矿山地质环境管理的能效。
4.5 做好矿产资源开发全过程的综合防治
(1)矿产资源勘查阶段。矿产资源的勘查工作,目的 是要对矿区的环境地质情况进行调查,以现状评价为基础,对矿床开采后对地质环境造成的影响和主要地质灾害 进行预测,并对其进行预防和处理,从而为矿山的整体环 境影响评价、建设可行性研究和设计提供了依据。预测与 评估的主要内容有 :第一,分析了疏排带对矿区水环境的 影响及潜在的地质灾害, 并提出了以整个流域为研究对象 的综合评价方法。第二,矿区原有地质体采动、移位、堆 砌等引起的岩土环境改变,对矿区地表、采区等环境造成 的潜在灾害。以及由于矿石和废石中的某种成分的散逸而 引起的对环境的污染和其他灾难。
(2)矿山设计阶段。首先,设计准备阶段。重点是要 做好地质环境影响评价工作, 以此为基础进行工程建设项 目的审批。传统方法中,许多矿区虽然也会在建设之前就 已经进行了环评,但是这些环评大多仅限于“三废”排放, 缺乏一种基于对矿区地质环境的合理利用与保护, 预防或 减轻地质灾害的发展,因此,很难同时兼顾矿区地质环境 的保护与矿产资源的合理开发。其次,设计阶段。除了对 主要矿山开采工程进行规划外, 还要对矿区建设项目中的 地质环境保护目标、地质人防工程进行规划。在初期设计 中,应当包含地质环境的保护、地质灾害的防治和处理, 并运用现代科技,为保护地质环境,提出有针对性的采矿 方法和冶炼方法。
(3)矿山基建和生产阶段。在进行采矿建设时,地质 环境保护设施和地质灾害防治工程都要与主要工程同步 进行,一起进行验收,并交付生产。在采矿过程中,要强 化管理, 使采矿行为规范化, 并及时采取各项预防、减轻、 控制、处理“三废”,对已经出现的地质灾害进行整治,对 废弃矿床进行综合整治。要加强对水和“三废”的监测, 加强对水的监测。
(4)矿山闭坑阶段。重点是要把矿区的土地复垦,也 就是综合治理,造地复田、植树造林、人工造湖,把矿区 还原成一个环境质量较好的区域,在矿山开采工作完成 时,要对矿井的地质和环境进行评估,重点针对矿井、矿 区和塌陷区等, 要制定出一套切实可行的地质环境治理和 改善方案, 并将其列入矿山闭坑报告中。
5 结论
综上所述,随着工业的发展,我国对于矿产资源的需 求也在持续增长。但是,长期大规模、无节制的开采,对 矿区的地质环境造成了严重的破坏, 从而导致了大量的地 质灾害。为此,各国及相关部门应认清其成因,并在此基 础上,采取有效措施,加强对其的预防与治理,促进经济 社会的可持续发展。
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