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1.1礦區地質環境概述淮南礦區是我國重要的煤炭基地,淮南礦業(集團)有限責任公司現有礦井9座,截止2004年9月累計產煤5.262億噸,為國民經濟的發展作出了重大貢獻。淮南礦區位于淮河兩岸,地跨淮南市的五區一縣和阜陽市的穎上縣。礦區處于淮河沖積平原之上,地形平坦,地面標高一般在20~26m之間。區域內水系均屬淮河流域。天然河道流向一般沿區域地勢由西向東,由北向南注入淮河。礦區內除淮河以外,主要河流有西淝河及其支流濟河和港河、架河、泥河、黑河已經人工開挖的有高新河、永幸河、光輝河等。
礦區內淮河防洪與農田水利設施多,農田水系縱橫交錯,基本形成適宜農業耕作的水利網絡。絕大多數耕地夏季種稻,冬季種小麥。
淮南煤田煤層賦存于淮河及其沖積平原之下,第四系松散層厚20~483.5m,由東南向西北逐漸增厚。屬水體下開采的礦區。
礦區大氣降水及地表水資源時空分布不均,年際分布不均,淺層地下水水質良好,水源充沛,補給條件較好,目前礦區利用地下水不致引起地面沉降。
礦區開發引起地表塌陷下沉,擾亂水系,損壞耕地、村莊、河道、提防及其它建筑物受到破壞。礦區開發對地質環境的影響主要為:地面塌陷、固體堆積占地與污染,農業生態環境變化等方面。
1.2地表塌陷淮南礦業集團所屬9座礦井、工業和生活居住等地面設施占地2624.2公頃(39363畝)。
9座礦井礦區總面積為301.12km2,截止2004年9月底開采塌陷面積達62.10km2,占礦區總面積20.59%。其中又有約17.7%為積水區,即積水累計總面積達10.97km2。積水范圍隨降雨量大小而變化。
隨著煤礦開采的延深和規模擴大,塌陷范圍逐漸擴大,據1997年以來的統計,1997年1月至2004年9月塌陷區增加了24.8km2,年增長率為5.15%。
開采塌陷區尚有15個村莊正在或有待搬遷。
開采塌陷區內,地形、地貌改變破壞了水系,影響河堤長度為15.1km,灌溉渠道5.9km,影響鐵路線長度7.41km。
1.3固體堆積物
1.3.1煤礦開采,每年要排放大量的煤矸石,選煤廠也有相當的矸石排放,電廠排放粉煤灰。造成固體堆積物占地和環境污染。
據初步統計,目前現存矸石山(場)23處,占地63.9公頃(906畝),固體堆積物總量為1898萬m3。
1.3.2淮河以南的礦區,煤層傾角較大,多煤層聯合開采,全部煤層開采后下沉量大,一般在10m以上,最大下沉量達18m。塌陷盆地積水深淺不一,農民進行粗放式養魚。可耕地的質量下降,造成農業減產減收。
淮河以北廣大礦區,煤層傾角平緩,基本屬單一煤層方式開采,回采后形成碟形塌陷區盆地,最大下沉量達4.5m,地下水埋深較淺。因此,盆地中間積水,積水范圍大小受降雨量控制,變化比較大,盆地的邊緣下沉量小呈緩坡地仍可耕種,但不宜種水稻,造成農業減產,盆地的邊緣帶與積水區之間,地面坡度大,水土易流失,基本上為棄耕絕收地帶。
1.4地質環境改變對工農業生產和生態環境的影響
1.4.1對大氣的影響煤礦生產過程中釋放出大量的瓦斯,瓦斯氣是一種有強烈溫室效應的氣體,瓦斯氣向大氣牌坊會導致全球氣候變暖,給空氣造成污染。
1.4.2對農業生態環境的影響煤礦開采引起的地表塌陷和矸石堆積導致耕地減少,土地質量下降,農業減產,造成農村搬遷。
1.4.3對城市環境的影響煤礦開采造成地表塌陷,矸石成山,導致市容臟亂差,影響市民生活,制約城市發展。
1.4.4對煤礦企業的影響為了減少村莊和城鎮搬遷,降低生產成本,煤礦企業不得不改變開拓布置方式,甚至放棄準備煤量,影響了煤炭資源合理開發利用,制約了企業自身發展。
2.1以人為本、防災減災所有的地質災害,直接或間接的對礦山職工和礦區居民的生命財產安全構成威脅,因此礦山環境治理首先要保證礦區免遭礦山開發誘發的各種地質災害的危害,達到防災減災的目的。
2.2因害設防、綜合治理針對礦山地質環境破壞的特點、方式、分布及危害程度,抓住重點和關鍵環節,因地制宜、因害設防,采取攔、排、護、整、填、植等方面的綜合治理措施對礦山環境進行治理。
2.3注重效益、分期實施礦山地質環境治理工程應遵循生態社會效益優先的同時,爭取最大的經濟效益。區別不同的礦山地質環境問題,采取不同的治理措施。同時根據資金情況、礦山地質環境問題的危害大小、輕重緩急,分期、分階段進行治理。
2.4工程措施與生物措施相結合礦山環境治理只有將工程措施與生物措施緊密結合,才能達到礦山環境治理的最終目標。各種工程措施只要配置合理,就能根治地質災害。但其缺點是投資過大,而生物措施恰好彌補工程措施的缺點,其投資較小,能改善小氣候的特點,使其廣泛應用于礦山環境治理中。
3礦區地質環境治理的基本設想
淮南礦區地處華東,是富饒的淮河平原,是我國重要產糧基地,土地十分珍貴。國家可持續發展戰略,對地質環境的保護、生態平衡提出了更高的要求和法規制約。因此,煤礦開采地質環境的恢復引起了各級部門和煤炭企業的重視。塌陷區回填復墾是煤炭企業、地方政府和礦區農民長期以來的共同愿望,不塌陷影響經濟發展、環境保護的不良因素轉變為積極因素。淮南礦業集團實施礦山地質環境恢復示范工程項目。
實施示范工程的指導思想:治理與開發相結合,變害為利,企業、地方政府和農村基層組織緊密合作,中和開發現代化生態企業,建設小康型農村。
“珍惜和合理利用土地,切實保護耕地”是基本國策。煤礦開采對地質環境的影響和土地的破壞十分嚴重,是一個長期以來未能解決的問題,是一個共同關注的問題。
《環境保護法》、《土地法》和《礦產資源法》等國家法規,都要求礦山開采保護地質環境,實現治理恢復“占補平衡”的最終目標,這也是可持續發展戰略的組成部分。
我們將吸收有關兄弟單位回填復墾試驗的成功經驗,結合淮南礦區的具體地質環境,按照國家的有關法規和技術政策,實施示范工程項目。主要項目有:謝李示范工程,塌陷區回填后作為城市綠化地、改善生態和小氣候;張集示范工程,結合農村搬遷、小城鎮建設、改變農業結構相結合,由單純的種植,變為種植和水產養殖、農魚產品加工相結合的農業結構。
4結論
大部分采掘后遺留下來的廢棄地(如廢石場、尾礦壩等)通過治理與復墾,可再用于農業、林業或作其他護環境和保持自然生態平衡。土地整理和復墾。一方面使被破壞了的土地不要再增加。另一方面,對已經被破壞了的土地盡快地進行復墾造田、綠化植被、恢復生態平衡和保護自然環境,使已廢棄的土地重新恢復利用,發揮出更大的社會經濟效益。各個礦山由于礦石類型、賦存條件、開采方式、地質環境容量的不同,對礦山地質環境的破壞程度不同,因而治理方法、治理措施、治理思路應結合礦山實際情況確定。
礦產資源開發區往往都處于環境薄弱的地帶,或是一些地質問題常發的山區,而礦產資源的開發又牽扯到礦山環境的地質問題,這些問題的產生主要是受原生地質環境條件的影響。再加上礦山的不斷被開發,受到外部條件增加了影響,原有的問題向復雜化演變。礦山地質環境具有資源性和環境性的雙重特點,地質環境容量大,環境質量好,則有助于礦業的良性發展,反之則會抑制礦山業的正常生產。歷史以來,人類不合理的資源開發活動對地質環境的影響已經超過了自然災害的影響。礦產資源開發活動也稱為礦山地質作用或者剝蝕作用、搬運作用等,礦山地質環境的變化一旦超出了礦山地區地質環境的正常容量,就會有可能出現突發性的地質災害和累積性的土壤環境重金屬污染,嚴重影響到人類的生活環境和安全。為實現礦產資源的可持續發展,促進環境的良性的發展,因此誕生了一項專門研究地質環境變化規律的礦山環境地質學。
2礦山地質環境調查研究的現狀
近10年來,中國地質調查局對國土資源進行了深入而全面的調查,調查范圍涉及到較多方面,包括區域性的礦山環境地質綜合研究、典型礦山環境地質問題專題調查、礦山地質環境調查方法以及全國性礦山地質環境調查與評估等項目,這些調查范圍是國土資源調查項目績效最優的項目領域之一,對人類社會的發展起到積極的效用。主要取得的成果有以下幾個方面:礦山地質環境問題的主要類型和特點:礦山資源的開產具有雙面性,一方面可以獲取經濟效益,另一方面卻對環境造成了破壞。早在改革開放前,我國礦山環境地質問題呈現出了分散、廣泛的發展狀況。原有的礦山環境還沒有治理,新的礦山環境又接踵而來,受破壞的礦山地質問題從一個點逐漸發展到一個區域。礦山地質環境的問題分為多種,根據不同的分類原則,其研究的方法也有所區別。本次調查堅持實用性、科學性的原則,對采礦業導致的結果將礦山地質問題進行分類。礦山環境地質問題與一般的地址環境問題具有一定的區別,礦山環境問題的主要特點表現為:
(1)對于礦山地質環境問題來說,其發生是有一定的規律能源•地礦可遵循的。地質環境問題的嚴重程度與開采的礦產資源種類、開采的方式、地質環境條件、開采規模等因素有密切的關聯,選擇不同時段進行勘探和閉坑會出現不同的礦山環境地質問題。包括原有的礦山環境地質問題,如泥石流、崩塌、滑坡等;也有井下礦山環境地質問題,如瓦斯和煤塵爆炸、礦井透水、礦井害熱等。
(2)礦山環境地質問題時有發生。尤其在西北部地區的陜西潼關礦區,其做法十分危險,該礦區將采礦棄渣型泥石流隨意堆放在高崖陡坡上,極易引發泥石流等災害,如1996年和1994年的兩次重大泥石流事故,至今礦渣型泥石流隱患仍存在,已經被相關部門劃入高頻泥石流發生區。
(3)礦山地質環境問題的影響力較強,且持續時間長,產生的破壞性大,盡管在封閉礦山后的長期時間內也具有一定的影響。
(4)國家政策法規對礦山環境的保護具有一定的規范效用,只有完善相關的法律法規,依法監管,做到有法可依,才可有效降低采礦活動對環境的影響,進一步保護生態環境,防止環境繼續惡化。
3礦山環境地質研究的展望
隨著經濟的不斷發展,社會的不斷進步,人們的生活水平得到明顯提高,同時對環境的質量也有提高,因此,這對礦山地質環境保護的要求也進一步提高。新時期加強礦山環境地質的研究,倡導綠色開采,建設友好生態的礦山開采就顯得十分有必要。需要加強下列幾個方面的研究:
3.1礦山環境地質問題的形成問題對于礦山地質環境問題的形成機理研究主要是在不同的開采方式、礦產類型、地質環境下,對礦產資源開發的礦山環境問題的類型、影響因素和控制措施進行分析,并進行典型礦山地質環境演變的分析。例如,山地礦山泥石流形成機理以及防治、金屬礦山廢棄物礦場土地復墾農作物種植安全等問題;進一步構建礦產資源勘探、開采、閉坑各個階段礦山環境地質問題的模型,全面掌握需要開采的礦山地質情況,為礦山的環境保護提供有效的依據。
3.2礦山環境地質問題評價指標科學合理的礦山地質環境問題的評價指標有助于保證環境的良性發展,因此,礦山環境地質問題的評價需要建立一個科學合理的礦山環境地質問題的評價指標,其中最為關鍵的是制定礦山地質問題的評價指標,同時建立起一個涉及到多指標、多層次的綜合性的評價模型,涵蓋不同類型的礦產環境地質問題評價模型,逐漸形成一個為礦山地質環境監督、管理、預警全方位的技術支持平臺。
3.3礦山環境地質編圖方法礦山地質環境調查研究的對象、范圍、目的各自具有不同的內容,因此需要編制不同尺度和內容的礦山環境地質圖系,編制的重點在于表達方式上的選擇和使用。研究中、小比例尺寸的圖面,將點、線、面合理布局,制定出基本的圖示方案,實現區域性至全國性的合理規劃。
3.4實現礦山地質環境保護與礦業的協調發展為實現礦山地質環境保護與礦業的可持續發展,采取綠色開采礦山的技術、固體廢棄物資源化利用技術、固體廢棄物減量化技術、污染土壤修復技術等,可對污染物質進行有效的處理。同時,進一步完善礦山環境地質保護的相關法規政策,做好審查,包括礦山地質環境損壞鑒定制度、礦山地質環境監管與評估等制度的構建。
3.5實行礦山地質環境動態監測為可以有效觀察礦山地質環境下的礦山在地質作用下的變化情況,可選擇具有典型性的礦區或礦山進行地質環境的動態監測,比如不同礦產類型、不同地質環境、不同開采方式的礦區等等。采用遙感解譯、實地調查、污染監控、GPS監測等方法手段,研究礦產資源勘探、開發和閉坑活動的不同階段礦山環境地質問題的類型、危害及變化規律、形成機理,為科學預測和保護礦山地質環境提供理論依據。
3.6礦山地質環境綜合治理關鍵技術示范研究在國土面積十分龐大的中國境內,具有形式各異的地質環境問題,要想有效處理礦山環境問題就要因地制宜。但在目前,國內缺乏有效的礦山地質環境綜合治理的方法,缺少一定的示范性和技術標準,盡管中央財政有經費資助,但也仍未得到合理的運用。因此,需要選擇具有典型意義的不同礦產、不同地質的環境區域,對其進行環境綜合治理的示范性研究。事前做好礦山地質環境防治的技術標準方案,實現礦山地質環境保護與綜合治理的規范性、合理性。
3.7制定和完善相關的技術標準礦山地質環境的調研、管理、修復等工作項目是礦山地質環境研究的關鍵項目,需要制定一份合理的礦山地質環境動態監測制度和評價指標,如動態監測技術規范、礦山地質環境評價指標、礦山地質環境恢復治理技術、管理賠償辦法等相關制度,為實現礦山地質環境的科學管理、依法監管、合理賠償創造有利的環境。
3.8礦產資源勘探、開發及閉坑一體化研究在礦山開產的新時期中,在當前環境問題十分嚴峻的形式下,對礦產的看他和開發、閉坑等工作項目不能再走以前的老路,也不能一味地模仿國外發達國家的模式,需要建立起符合國情的治理模式,開發出資源開發與環境保護協調發展的綠色礦產道路。需要樹立起全新的資源開發意識,在資源勘探、開發到閉坑這個過程,全面分析資源開發對環境影響,做到最大限度地保護環境。在開發的過程中提取一定的有效信息,積累一定的經驗,為日后的資源開發前預防、開發過程中的治理、開發后的修復等重要工作提供有效的依據。
4結語
1.1圖像處理關鍵技術在礦山環境監測中,實施監測的兩個時相的遙感影像需具備一致的空間分辨率、成像時間及成像季節,且具備相同的植被覆蓋狀況及光譜值。但因遙感影像成像環境差異,遙感影像間常存在較多的輻射誤差與幾何誤差,所以在遙感影像變化監測中要對成像環境進行修正,降低成像環境的誤差量。
1.1.1輻射校正:其基本目的是盡量消減影像因太陽高度角、大氣條件及傳感器影像的形成的遙感成像與真實地物間的輻射亮度差異,通常分為相對輻射校正與絕對輻射校正兩種方法;相對輻射校正是依據選定的參考圖像,將其與同地區內的其他遙感影像進行輻射匹配,以消減影像間的輻射差異,其常用的矯正方法由基于偽不變特征的校正、基于統計量的校正及直方圖匹配等。
1.1.2影像融合:其基本目的是將采用不同尺度、不同傳感器類型獲取的同地區的影響通過相應處理措施以改善影響的光譜信息、空間分辨率和紋理信息等特征;當前常用的融合方法有多時相影響融合、不同分辨率影像融合、不同傳感器影像融合、多波段影像數據融合等類型;HIS變換法是當前影像融合算法的常用算法,此種算法簡單且方便操作,可有效增強影像色彩信息與空間信息特征,但對于植被顏色信息特征處理水平較低,主要是因為植被吸收可見光,且反射紅外光,而全色波段內包含的一些近紅外波段信息會在全色波段高亮顯示,較小的顏色噪聲便會被放大。
1.2信息提取關鍵技術
1.2.1基于地理信息系統的礦山地物識別技術:此技術主要是以面向對象遙感處理技術為前提,通過對遙感影像進行圖像分割以形成圖像對象,進而深入提取分類輔助信息,并采用空間分析方法完成空間目標物識別,從而實現礦山地質環境遙感監測;圖像分割中需考慮空間信息與影響光譜信息兩方面的因素。
1.2.2影響直接對比法采集變化信息:常用的有內積分析法、影像差值法、變化向量分析法、影響比值法等檢測方法;影像差值法的基本原理是對時相t1的遙感影像與時相t2的遙感影像做減法,若影像間差異較小,則相減結果應趨近于零或為零,若影像間差異較大,則結果應表現為較大值;一般差值影響亮度值按照高斯分布,計算時可對差值影響結果求絕對值以保證差值結果均為非負值。
2礦山地質環境遙感監測方法
2.1崩塌遙感監測方法崩塌通常是露天采石采礦、道路開挖等造成的,大多數會產生在節理裂隙發育的陡崖位置,破損面凹凸差異大,上陡下緩。遙感影像上崩塌體后緣發育呈現弧形或直線形,陽坡呈現淺色條區塊、陰坡呈現深色陰影區帶。為便于凸顯崩塌發育狀況,對ETM、TM圖像使用741與453波段進行組合和線性增強處理,從而提高山體完整度、植被覆蓋率、巖性特征反映的清晰度;對于SPOT213波段組合圖像通過直方圖調整與HSV融合增強處理,可提高地形地貌顯示的清晰度;對于SPOT5圖像校正時應增加控制點數量,并使用幾何多項式實施三次卷積重采樣法變換,可保證圖像精確度;對部分航片數據實施對比度拉伸,可有效凸顯山體細節。依據不同片種的遙感分析表明,ETM與TM圖像對于崩塌宏觀地質條件的顯示水平較高,而對于崩塌產生的形態特征顯示水平較低。通常崩塌形態要素在航片、SPOT5圖像中具有較高的精度,其崩塌壁大多數呈現淺色調,輪廓線清晰。
2.2采空塌陷遙感監測方法在不同地區不同礦種中,采空塌陷對于地表的破壞程度也會不同,在遙感圖像中會表現出明顯的差異性。在TM圖像中塌陷會呈現出單獨的橢圓形或環形斑點與板塊,不同斑塊間的明暗程度也不相同;因塌陷坑是具有不同深度的負地形,在陰影條件下其可呈現出明顯的立體效果。塌陷坑的陰影通常會產生在環形斑塊內側的下半部,而土堆陰影通常會產生在環形斑塊內側的上半部,與正地形立體效果正好相反,其是判斷塌陷坑的基本指標。因B4水體反映效果好,B5信息量較多,在不同地質類型的反差較大,B1具有較高的水體亮度值,所以使用TM451段可有效呈現塌陷區的變化狀況。因礦區大氣污染相對嚴重,可對圖像實行濾波或對比度拉伸處理,以改善其細節顯示水平。由于采空塌陷區與周圍地質環境間的差異較大,可使用闕值法實施塌陷地信息采集,并采用3波段差值彩色合成法對采集結果進行處理,由此便能充分反映塌陷區接近10年的動態地形變化。若塌陷區被掩埋,則其塌陷類型在圖像上的識別水平主要由遙感信息空間分別率決定;使用全色波段與SPOT213波段組合對融合圖像進行處理,且開展2%的線性增強,根據色調及紋理特征狀況可有效采集塌陷區的細節信息;對于部分塌陷坑范圍較小且不存在積水的礦山,可使用IKONOS、Quickbird等高分辨率遙感圖像實時監測。
2.3礦山污染遙感監測方法通常礦區因采礦導致的廢水、大氣、廢液、粉塵污染等造成的水體污染較為嚴重。采用ETM、TM圖像對煤礦開采點進行監測,可發現圖像中的DN值差異較大,因此在監控中應使用SPOT5波段與743波段進行組合,通過小波變換融合發實行中值濾波處理及直方圖變換。如對于某煤礦原始TM圖像分析發現,其灰度分布范圍較小、亮度值較低,對比度較弱,實施線性拉伸處理,對不同波段灰度分布范圍進行擴展,可使合成圖像效果顯示水平大幅度改善;對一些重點區域進行分段線性拉伸,其并不會造成原始數據變動,且容易對大氣污染狀況進行解釋。因石灰巖礦山周圍、運煤通道及煤礦區等長時間堆放大量煤渣粉等物質,使得礦區粉塵污染較為嚴重,其在TM543波段假彩色合成圖像中可呈現出明顯的亮白色或暗褐紅色;而礦坑中排出的污水在影響中可呈現明顯的粉紅色。ETM與TM光譜信息量較大,可有效監測礦區大氣污染狀況;而采用SPOT5光譜圖像可明顯反映礦山水體、粉塵污染狀況。
3結束語
環境影響評估是加強環境破壞管理,提高環境保護的重要措施,環境影響評估是指根據某一項目的建設計劃或者某地區經濟發展的規律,科學、全面、客觀的預測該項目或者經濟發展對當地環境引起的變化,從而針對性的制定環境保護措施,避免環境受到嚴重的破壞。環境影響評估對協調環境保護與經濟發展有十分重要的意義。在礦山開采中,通過地質環境影響評估,能有效地避免礦產資源開發造成的環境污染現象,礦山地質環境影響評估是根據礦山地質環境現狀,對其存在的問題、危害程度、發展趨勢進行評估,從而制定相應的礦山地質環境保護措施。由此可見,礦山地質環境評估工作對礦山資源開采有十分重要的作用。
2礦山地質環境影響評估的主要內容
礦山地質環境影響評估的主要內容有:評估采礦活動對水環境、水資源造成的影響,如地下水資源枯竭、水質污染、地表水漏失、水均衡破壞等;評估采礦活動引起的山體滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫和地面塌陷等地質災害程度;評估采礦活動對土石環境、土地資源造成的影響,如土石污染、土地沙漠化、土地利用情況改變等;評估采礦活動對重要工程設施、自然環境等造成的影響;評估礦山工程及設施可能受到的地質災害;根據各項評估結果,制定相應的環境治理措施及礦山土地恢復方案。
3礦山地質環境影響評估技術
3.1礦山地質環境現狀評估
在進行礦山地質環境影響評估時,要對礦區存在的土地資源破壞、山體滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷、地下水資源枯竭、水質污染、地表水漏失、水均衡破壞等各種地質問題進行詳細的調查,分析這些地質問題的危害程度、發展趨勢。在評估礦山地質環境現狀時,要充分掌握當地的氣象條件、地形地貌、水文環境、地質構造、地層巖性等相關資料,從而對礦區的地質環境問題種類、特征、規模、發展趨勢進行評估,并分析相鄰礦山在采礦過程中的相互影響情況。由于不同的地質因素在局部區域存在一定的差異性,為保證評估結果的精準度,可以將評估區域劃分為幾個子單元,相同的評價單元其地質環境一致,這樣就能保證不同的評價單元之間具有對比性。根據各個評價區域的地質環境條件,賦予評價單元不同的屬性,最后根據這些屬性對各區域進行地質環境影響評估。為保證地質環境評價指標的權重,在選取評價指標時,要堅持簡明性、針對性、普適性、指標量化性、數據易取性、動靜結合性的原則。選取好評價指標后,建立相應的數學模型,評估當前礦山地質環境情況,并預測采礦活動對礦山地質環境的影響。
3.2礦山地質環境預測評估
在礦山地質環境現狀的基礎上,根據礦山的類型、開發方案等確定礦山的開采深度、開采范圍、廢棄物治理方案,并預測接下來的采礦活動可能引起或者加劇的地質環境問題,評估礦山建設造成的地質災害危害對象、影響程度、發展趨勢、治理難度。礦山地質環境影響評估主要包括:評估采礦活動造成的地質環境問題種類、原因、規模、危害程度;分析采礦活動引起的地質環境問題的恢復治理難度等。
4礦山地質環境治理措施
4.1礦山廢棄物治理
礦山廢棄物治理是礦山地質環境治理的基礎,礦山廢渣、棄土、廢石等對礦山的地質環境有很大的影響,礦山廢棄物的長期堆積很容易對礦山周圍的植被、土地造成破壞,對礦山原來的地形地貌及水文環境造成影響。同時重金屬的廢棄物經過長期的雨林、曝曬,會逐漸析出重金屬元素,從而對礦山周邊環境造成影響,因此,加強礦山廢棄物治理是十分重要的。在實際工作中,可以利用廢棄物回填礦坑,同時還可以配制廢氣礦石和砂石混合物,進行礦坑回填,這樣不僅能減少礦坑回填的成本,還能達到礦山廢棄物治理的目的,對礦山地質的恢復有很大的幫助。
4.2礦山地質災害治理
在以往的礦山開采中,很少對礦坑進行回填處理,極容易引起地質坍塌等現象,根據礦山地質災害的發生快慢程度,可以將礦山地質災害分為突變性地質災害和緩變性地質災害兩種情況,突變性地質災害包括地震、山體崩塌、泥石流、水土流失等,緩變性地質災害包括地裂縫、地面塌陷、土地沙漠化等。在采礦過程中,地下巖石的應力會發生變化,巖石的應力平衡受到破壞,加上礦山廢棄物的隨意堆放,當外力誘發時,很容易發生泥石流、崩塌等災害。對于礦山地質災害的治理,首先應先查明該地質災害的成因和發展趨勢,科學合理地采取相對應的地質災害防治措施。其次要加快礦山植被的恢復速度,可以采用移植樹木的方式恢復礦山周圍的植被,從而減少泥石流、水土流失等災害的發生。土地沙漠化也是礦山地質環境問題的一種,引起土地沙漠化的主要原因是在采礦過程中,水資源逐漸減少,河流干枯,植被的生存環境受到破壞,植被逐漸減少,造成土地沙漠化,土地沙漠化的治理是一個長期的工程,需要緩慢恢復礦山周邊的土壤水分和植被。為保證礦山環境治理工作的順利進行,還要加快礦山環境保護與治理人才的培養,從而利用先進的科學技術進行礦山環境治理,這不僅能提高礦山環境治理效率,還能減少礦山環境治理過程中的資源浪費。
5總結
礦區位于婁煩縣城南西約14km,境內降水特點是年際變化大,年內季節差異大,強度變化大。多年平均降雨量420.2mm,大多集中在6-8月。礦區位于呂梁山區,西臨呂梁山主峰,東近汾河。礦區屬中低山區,最高點位于7號拐點附近,海拔標高1763m,最低點位于礦區東南部,海拔標高1539.1m,相對高差220m左右,總體地勢是中部高南北兩側低。區內地形切割嚴重,近東西向的與礦帶走向基本一致的山梁和溝谷發育。經過多年開采及村民私挖濫采,在礦區內已經形成多處露天采場、高邊坡和采坑。礦區出露為太古界呂梁群袁家村組和第四紀黃土。區內地層多為北西走向、傾向北東,以單斜產出,礦區巖層傾角30°-55°,表現為地表較陡而向深部變緩的趨勢,深部變為15°-20°,礦區斷層主要出現在礦區南部.
2礦山地質環境影響評估
2.1地質災害對于露天采區來說,主要是剝離及開采,未出現地裂縫、地面塌陷。根據現場調查,礦區巖石完整性較好,地表風化層薄,植被發育良好。礦區內各溝谷兩側崩塌、滑坡地質災害不發育。在原羅家岔鐵礦,多年露天開采形成露天采坑深30-50m,邊坡坡角為50°-70°,由于剝離、降水及風化的影響,采坑邊坡發生零星崩塌。現狀條件下,研究區崩塌、滑坡、泥石流地質災害不發育,地質災害危險性小。未來開采,環宇鐵礦共設計有三個采區,先期采用露天開采方式開采一采區上部礦體,露采結束后轉入地下開采,根據礦體賦存條件分三個采區規劃三套開拓系統開采區內剩余資源。預計隨著采礦活動的持續進行,地下采空區面積不斷擴大,頂板的物力力學性質也在發生變化,當達到某個臨界值,就會出現頂板冒落,從而在采空區及其影響范圍出現由開采沉陷引發的地面塌陷、地裂縫。根據礦體頂、底板圍巖的特性及周圍礦井的生產實際,本次確定的地表移動參數為:頂板、端部巖石移動角取65°,第四系沉積層移動角取45°。依據地表移動范圍計算公式得出了地表塌陷范圍面積約47.5hm2。對于各礦體開采沉陷范圍來說,由于地裂縫、地面塌陷的存在,可能造成的直接經濟損失小于100萬元,受威脅人數小于10人。預測評估采礦活動對地裂縫、地面塌陷地質災害影響程度“較輕”。當礦山各礦體采空區達到一定范圍、開采深度逐漸加大,因開采沉陷地表可能出現地裂縫、地面塌陷,從而破壞開采沉陷范圍內坡體的完整性,極易引發溝谷邊坡發生巖體崩塌、滑坡,預測崩塌、滑坡可能造成的直接經濟損失小于100萬元,受威脅人數小于10人。預測評估采礦活動對崩塌、滑坡地質災害影響程度“較輕”。根據婁煩縣氣象資料,多年(1974-2009年)平均降雨量420.2mm,大多集中在6-8月,年最大降水量563.5mm(1988年),年最小降水量為277.1mm(1999年),日最大降水量88mm(1997年7月18日),1小時最大降水量39.4mm(1994年7月23日12時28分),10分鐘最大降水量7.8mm。本區暴雨強度指標為8.23,泥石流發生的機率>0.8,根據《泥石流災害防治工程勘查規范》(DZ/T220-2006)可能發生泥石流的界限值,對比研究區所在區域的降雨量條件,初步判定礦區具備爆發泥石流災害的降雨量條件。排土場所在范圍匯水面積不大,上游所在溝谷植被覆蓋良好,無松散的泥石流物源,且排土場堆積的廢石及礦渣經分層堆放、壓實后一般也不會構成泥石流物源,排土場溝谷在自然條件下遭受泥石流地質災害的可能性小,預測評估排土場遭受泥石流地質災害影響程度“較輕”。綜上所述,現狀條件下,礦區內地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流地質災害均不發育,地質災害危險性小。
2.2含水層影響現狀條件下,經過多年的露天剝離及礦石的開采,對采坑所在范圍的第四系沖洪積砂礫石孔隙含水層、礦帶及頂底板巖石含水層造成徹底破壞,但由于含水層含水微弱或不含水,基本無礦坑涌水,露天開采對評估區地下水資源量影響小,現狀評估采礦活動對含水層影響程度“較輕”。未來該礦采用露天和地下開采方式采礦,預測未來開采條件下,露天采區將形成深近200m的采坑,將會破壞礦體上覆含水層的結構,而采坑以上的含水層主要為礦帶及頂底板巖石含水層、第四系沖洪積砂礫石孔隙含水層,此處均為弱含水層,基本無礦坑涌水或涌水量小,采礦對礦體以上含水層地下水資源影響小。預測評估采礦活動對含水層影響程度“較輕”。
2.3土地資源影響現狀條件下,原羅家岔鐵礦面積6.47hm2,經多年露天剝離及開采,批采標高以上資源基本已開采完畢,其土地類型為采礦用地。露天采礦活動對土地資源影響程度“較輕”。在原私挖濫采區,面積165.31hm2,其中旱地2.45hm2、有林地12.33hm2、灌木林地11.20hm2、其他草地35.31hm2、采礦用地104.03hm2;破壞土地資源面積61.29hm2,破壞土地類型為旱地、有林地、灌木林、其他草地,其中破壞耕地2.45hm2、林地面積23.53hm2、草地35.31hm2。露天采礦活動對土地資源影響程度“嚴重”。采礦活動對土地資源影響程度“嚴重”。未來開采條件下,一采區占地面積約31.74hm2,破壞土地面積約10.82hm2,破壞土地資源的類型主要為旱地、有林地、灌木林地、其他草地,其中旱地0.49hm2、有林地2.91hm2、灌木林地0.09hm2、其他草地7.33hm2;預測評估采礦活動對土地資源影響程度“嚴重”。
3防治對策
3.1礦山地質災害防治對地裂縫、地面塌陷的整治以填埋裂縫、陷坑,恢復地表植被為主,具體應根據地形特點選擇適宜的方法。對較小的裂縫、陷坑,可就地取土回填、夯實、局部整平;對較大的裂縫、陷坑,可先用廢石回填至一定高度后,就近取土局部整平。地裂縫、地面塌陷填埋及崩、滑體清理后,及時恢復地表植被。清除影響區可能對人員及機械等有威脅的斜坡上的巖土體,降低臨空面高度,減小斜坡坡度和上部荷載,提高斜坡穩定性,從而降低危巖(土)體的危險程度。同時加強(巖)土體形變監測,主要通過地面觀察、形變測量等手段監測位移、裂縫變形。建立汛期巡查制度。
3.2礦山地質環境監測工程在礦體開采過程中,可能產生地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡地質災害,對含水層和土地資源等造成破壞,因此必須實施礦山地質環境監測工程。
4結論
目前,我國政府己經將礦山環境保護列入議事日程。礦山環境治理工作也取得了一定成效,但我國的礦山環境恢復治理工作還處于起步階段,大量的治理工作有待于今后逐步開展。從2001年至2007年,全國共實施礦山地質環境治理項目1118個,恢復治理礦山環境面積15.5萬公頃。項目分布在31個省(區、市),總投入資金70億元,其中中央財政投入達37.7億元,由此可以看出政府正在加大力度對礦山環境恢復治理的投入。
1固體廢棄物的治理和利用
20世紀70年代以來,我國對礦山固體廢棄物的利用給予了重視,并取得了顯著成績。據統計,國有重點煤礦利用煤研石3470萬噸,占當年排出量的48.5%,其中用于發電、燃料800萬噸,建材原料590萬噸,筑路材料360萬噸,充填材料990萬噸。盡管取得了一定成績,但我國礦產資源和固體廢棄物的綜合利用水平還比較低,兩者的利用率都只有30%左右。目前,我國礦產資源綜合回收的礦種只占可綜合利用礦種的一半,綜合利用指標為50%,比國外低30個百分點左右,采主棄副、采富棄貧的現象仍較為普遍。
2廢水治理
我國礦山排放的廢水主要有酸性廢水、含懸浮物廢水、含鹽廢水和選礦廢水等。煤炭采選業礦井水的處理和利用能力提高較快。1990年外排達標率為90.56%,利用量為12億噸;洗煤水排放量及煤泥流失量減少,實現洗煤水閉路循環的洗煤廠1990年為100個。有色金屬工業廢水治理從單項治理發展到全面規劃、綜合治理。工業用水復用率逐年提高,1973年僅12%,1987年達到了58%,從廢水中回收有價值金屬己初見成效。
3廢氣治理
據統計,礦業采選行業中采鹽和黑色金屬廢氣處理率最高,高于40個行業的平均水平(406%),煤炭采選業處理率則最低,整個采選行業處理率為17.24%,低于全國40個行業的平均處理率。
4土地復墾
目前,我國政府每年撥專款加速礦山土地復墾工作。2001-2003年國土資源部共安排國家投資土地整理復墾項目731個,組織開展了礦山環境治理恢復工作,完成了河北省鹿泉市、江蘇省盯胎縣等18個典型礦山的生態環境恢復治理示范工程,項目建設總規模47.39萬公頃。江蘇省、浙江省礦山生態環境恢復治理取得實質性進展。
二礦山環境恢復治理存在的問題分析
1固體廢棄物污染
礦山開采過程中產生的固體廢棄物,由于沒有經過規劃而任意堆積,也沒有結合實際進行及時有效的處理和合理利用,不但占壓礦山邊緣土地,毀壞地表植被地貌,而且受不良氣候影響時容易產生安全隱患。
2廢水污染
采礦活動使礦區周圍地表水及地下水系遭到嚴重污染,由于礦井廢水中含有各種有害物質,未經處理超標排放會對地表植被!農作物等造成破壞;礦井排水疏干了地下裂隙水,引起地下水位下降;采空區灌漿導致當地水資源日益匱乏,從而打破了整個區域水均衡系統,造成水資源逐步枯竭及河水斷流等生態環境問題和礦山水資源短缺問題。
3廢氣污染
礦山開采中產生廢氣!粉塵等多種有害氣體,使得長期堅守生產一線的職工成為矽肺患者;另外矸石山自燃,煤層自燃排放的大量有毒有害氣體對礦區人體健康帶來很大威脅;還有冬季采暖排出嚴重超標的煙塵、二氧化碳、二氧化硫等大氣污染更不容忽視。
4地表環境的破壞
由于生產技術水平落后,多數礦山開采之后都沒有進行有效回填礦坑,導致礦區采空區地表沉陷,嚴重破壞了部分建設用地和耕地,造成了我國大量土地荒廢,生態環境惡化。同時也破壞了周邊很多民用建筑和自然地貌景觀,不僅使礦區與周圍居民糾紛不斷,而且極大影響了整個區域環境的完整性。在礦山投產建設和資源開采過程中,由于剝除和大量占用礦體表層土壤,嚴重破壞了礦區地表植被;對不斷產生的固體松散廢棄物(廢石、廢渣等)也隨意堆放,長期經受雨水沖刷和風化影響極易發生流失,從而加速了對周邊土壤的破壞,也使巖體失穩造成塌方和滑坡等地質災害,給人們的生活和財產帶來極大損失。
三治理措施與建議
1對礦山地質環境進行調查與評價
通過對礦山地質環境進行調查與評價,能夠有效了解礦山地區地質環境和自然環境,為礦山地質環境監測、進行礦山生態環境治理工作提供有效的數據資料,也有助于相關部門決策提供科學合理的理論依據。
2對礦山地質環境進行監測
隨著礦山環境破壞日趨嚴重,使得礦山環境污染程度加劇,進而引發多種地質災害#針對這種情況,政府部門必須高度重視,加大對礦山環境和災害源頭的監管和治理力度,避免產生新的安全隱患。礦山企業在開采過程中要嚴格按照相關規范化、制度化、管理化及科學化的行業標準進行開采,合理開發礦產資源,促進礦山資源開采可持續發展。礦山企業要加強礦山地質災害的防治措施,做好各方面預防控制工作,協調各方面的關系,加大先進技術和開采工藝的應用,減少礦山環境污染源,修建污水處理廠,減少廢水排放量,保證礦山環境質量得到有效控制。
3加快礦山環境恢復治理
a)對已經封閉的礦山,政府機構要加大宣傳力度,鼓勵和支持社會企業投資開礦,相關部門要實行招商引資政策,通過租賃承包等方式,吸收社會資金進行礦山環境治理和生態環境改造,也可以向國家申請專項治理資金,對一些閉坑礦山的生態環境進行改造和治理,確保礦山環境質量得到有效控制,進而降低地質災害發生率;b)政府部門和礦山企業要加強礦生態環境治理新技術、新方法的開發利用,根據不同的受污染程度,制定科學合理的治理方案。對多種地質災害發生的特點,采取有針對性的預防治理措施,確保生態環境得到恢復,保證礦山環境地質災害不再發生。要學習國內外先進的治理經驗,結合自身實際情況,積極開展礦山生態環境保護和治理工作。
四結語
1.1開采現狀分析團結溝采礦場為露天開采方式,采用單一公路開拓、汽車運輸,組合臺階陡幫剝離,緩幫采礦方法開采。采區分東、西兩個露天采場,兩采場封閉圈相距約80m。東采場從1976正式開采,2000年初開采到65m標高后暫停開采,采坑距地表深度達125m;從2008年7月開始對東采場南幫二期工程設計境界外資源進行邊界擴境開采,現開采到100m標高,計劃2015年底開采到70m標高后結束開采。西采場從1994年正式開采,2008年6月開采到10m標高結束開采,采坑距地表深度達180m。1996年9月西采場南幫139~129勘探線間的邊坡巖體發生大面積的滑坡,滑坡量約為130萬m3。雖然該滑體量大,但未形成一般滑體那樣的破碎狀;經過幾年的削坡減載和近10余年的應力釋放,目前處于較穩定狀態。
1.2地質環境存在的問題團結溝采礦場已有30多年開采歷史,形成了一定規模的礦業遺跡景觀。2005年8月國土資源部批準了當地政府上報的《黑龍江嘉蔭烏拉嘎國家礦山公園申報書》,2007年10月礦山公園揭牌開園。公園規劃為礦山公園標志牌、礦業遺跡、地質遺跡、自然河流和生態、鄂倫春民族風情園等5個參觀景觀;其中,礦業遺跡景觀包括采場兩個露天采坑、選礦廠、冶煉廠、尾礦壩等。經專業機構評估,目前采區地質災害危險性以及采礦工程對水資源環境影響程度均較小,但由于30多年的礦山建設及生產,已對礦區內林地資源和地質地貌景觀產生了較大破壞。1)植被荒蕪。采場內石漠化嚴重,沒有可供植物生長的土壤;采場周圍植被也受到破壞,許多地方都被廢石、廢渣掩埋。2)占用大量林地。采剝作業中產生大量的固體廢棄物(巖石),在排土場、廢石堆堆放,占用了大量林地。截至2013年底,采礦場共計占用和破壞荒山及林地面積約1.92km。
2地質環境保護與恢復治理措施
2.1地質環境保護與恢復治理原則1)堅持“誰破壞誰治理、誰投資誰受益”的原則。2)堅持“預防為主,防治結合,在保護中開發,在開發中保護”的原則。3)堅持“邊開采、邊保護、邊治理、邊恢復”的原則。4)堅持社會效益、環境效益、經濟效益的協調統一。
2.2地質環境保護與恢復治理目標針對團結溝露天采場地質環境與恢復治理項目存在的上述問題,擬定地質環境保護與恢復治理總體目標為:在礦山生產的同時,盡可能保護好現有的生態環境和地質環境,對生產中所造成的影響和破壞,一部分可以邊生產、邊保護與恢復,其余部分應在生產結束后及時進行恢復、治理,以實現保護和綜合治理礦山環境為最終目標。
2.3地質環境防治工程鑒于目前團結溝露天采場及選礦廠、冶煉廠、尾礦壩等都已經獲批為國家礦山公園,因此今后應以采坑邊緣治理、廢石堆地質環境治理恢復、排土場地質環境治理恢復為重點開展有關防治工程,使礦山公園更具有觀賞及研究價值。
2.3.1礦山公園保護烏拉嘎國家礦山公園是當地政府在烏拉嘎鎮區域設立的旅游參觀景點,因此應采取圍欄、警示牌、避讓、加固等措施保護現有的礦山公園。該項工作以地方為主,企業予以配合。
2.3.2采坑邊緣治理及綠化工程在采坑周邊15m處設置綠籬帶,綠籬寬0.9m;根據當地氣候條件可種植灌木,規格為0.2m×0.3m,每處種植兩株,總長度約為4.5km,共計種植灌木180000株,需客土約35830m3。在采坑邊緣4~5m處與綠籬圍欄之間覆土植樹,恢復植被,樹坑規格為0.3m×0.3m×0.4m,需覆土約17000m3。根據當地氣候條件可種植生長快、易成活的楊樹,植樹規格為3m×3m,約種植8200株。種植時,采用“三埋兩踩一提苗”的方法。
2.3.3廢石堆地質環境治理恢復工程廢石堆位于東采場北部和南部,占地面積約為82000m2。環境治理恢復措施為平整、削坡,平整厚度約為0.2m,平整量約為16000m3;平整后進行客土植樹,樹坑規格為0.3m×0.3m×0.4m,需客土約940m3。可種植楊樹,植樹規格為3m×3m,約種植9200株。
2.3.4排土場地質環境治理恢復工程排土場位于東采場西南,占地面積約為1050000m2。環境治理恢復措施為平整、削坡,使其與周邊地形坡度基本一致,平整厚度約為0.2m,平整量約為210000m3;平整后場地進行植被恢復,可種植楊樹,樹坑規格為0.3m×0.3m×0.4m,共需客土約3960m3。植樹規格為3m×3m,約植樹116700株。
2.4地質環境監測工程
2.4.1露天邊坡滑體監測露天邊坡滑體是采剝作業中最大的地質災害隱患,因此應對東、西采坑滑移情況進行定期監測,尤其在雪融時節和雨季更要加強監測。
2.4.2水質監測由于廢石經長期日曬雨淋及氣候影響,一些有害元素進入地下水,可能引起水質污染,因此應對地下水水質進行定期監測,每季度至少監測1次。
3保障措施與效益分析
3.1保障措施
3.1.1組織保障為保證地質環境恢復治理工程項目的順利實施,企業應以公司法人為項目總指揮,主管領導為副總指揮,主抓項目施工及安全工作,生產部和采礦場負責項目的具體實施,安環部、企管部、紀委等部門負責項目日常監督。
3.1.2技術保障在施工過程中應嚴格按照地質環境恢復治理方案要求進行操作,并定期或不定期聘請有關專家對地質環境恢復治理工程進行專業咨詢,對不當之處及時進行調整,使地質環境恢復治理工程切實有效。
3.1.3資金保障截至2013年底,企業從法律規定上已繳納地質環境恢復治理保證金上千萬元。在以后施工過程中,企業還應按規定定期提取地質環境恢復治理保證金,做到專款專用。
3.2效益分析
3.2.1社會效益地質環境恢復治理工程項目實施后,可以大幅度減少礦區附近的地質環境問題,使礦區的周邊環境得以保護,生態環境得以恢復,使礦區及附近居民能夠安居樂業,從而維護社會的穩定、和諧發展。
3.2.2環境效益地質環境恢復治理工程項目實施后,礦區內的地質環境問題可以得到抑制,基本改善了礦區內不良地質環境和生態環境,并提高了礦區及附近居民的生態環境質量,降低了地質災害和環境污染,使礦區的生態環境發生明顯改變。
3.2.3經濟效益地質環境恢復治理工程雖然不直接產生經濟效益,但項目竣工且通過地方政府主管部門驗收后,可使繳納的地質環境恢復治理保證金得到返還,從而緩解企業資金緊張狀況。該項目實施后,可以最大限度地降低礦山地質環境問題和地質災害發生幾率,其減災增值效益十分明顯。
4結論
[關鍵詞]礦山地質 自然環境 綠色地球 可持續發展
[中圖分類號] P69 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-2-211-1
目前,環境問題在人類日益快速發展的進程中,變得愈加重要,并直接影響著人類的生存和社會經濟發展。在快速消費的社會經濟發展時代,不僅消耗了大量的礦產資源,還制造了大量的廢棄物。而這些廢棄物一旦進入到生態環境中,就會對周遭以及相關的地區產生不同程度的污染和破壞。不僅如此,還嚴重的占用和消耗著區域生態環境容量。追本溯源,要治理好這一生態環境問題,要先認識到這一問題的本質,然后找出原因,有針對性的制定出合適的對策。
1當前我國礦山地質環境中存在的主要環境問題
雖然在近幾年內,我國在礦山地質保護方面的力度正在不斷的加大。然而同時我國在對礦產紫竹院的開發方面的力度也在不斷的加大,加上一些企業為了實現經濟效益的最大化而忽視對環境的保護,導致礦山環境問題突出。就筆者工作實踐來看,主要體現在以下幾個方面。
1.1極易導致地質災害的出現
就目前來看,目前我國礦山的地質災害種類較多,而且隨著開采量不斷的加大,正逐步從礦山地面轉移到地下,進而引發一系列的地質災害,例如沉陷、沉降以及地裂縫等等,這些地質災害主要發生在銅、鐵等金屬礦場和磷、煤等非金屬礦床的開采中。由于漏填開采而引發的地質災害則主要包括滑坡、泥石流和崩塌等,這些地質災害多發生在建材類礦山之中。
1.2三廢問題仍然嚴峻
三廢問題主要表現在一下三個方面:一是存在許多礦山將沒有處理的廢水直接的排放,這些污水的排放,不僅會對周邊的環境帶來污染,還會導致附近的水體受到污染,甚至流入河流之中,久而久之加重水資源污染的程度;二是我國礦山企業每年生產的尾礦梁和廢石總量十分驚人,占用了大量的土地空間,還嚴重污染了附近的生態環境;三是由于采礦而產生的煙塵、廢氣、一氧化硫、二氧化硫等有害物質,使得空氣污濁,擴大了酸雨區,最嚴重的是不利于在當地工作和居住的人們的身體健康。
1.3占用和毀損土地
礦山企業的瘋狂作業,沒有合理的規劃的結果就是占用了大量的可利用土地,毀損了許多可利用的土地。
1.4導致地貌景觀被破壞
在計劃經濟時代,我國很多企業為了經濟效益,導致資源環境被大量的破壞,尤其是露天礦的開采之后遺留下的大量垃圾對地貌景觀造成了嚴重的影響和破壞,進而影響原始的生態環境,諸如基層嚴實、植被破壞、水土流失、土壤繁殖能力不再等等[1]。
2導致礦山地質環境問題的主要原因
導致我國礦山地質環境問題的原因主要分為主觀原因和客觀原因。主觀原因是指資源開發者的環境保護意識不強,環境部門的監管不力,對于環境問題所導致的懲罰力度不徹底。客觀原因主要有立法部門在環境保護方面的法律有待完善。導致礦山地質環境問題的主要原因有以下幾點:
2.1缺乏有效的監管
礦山地質環境保護與治理的相關工作牽涉到多個部門,其中主要有國土局、環保局、林業局、水利部門和安全監察部門等。然而,對于大多數的礦山開采,很多地區都沒有形成一個統一的監管體系,并沒有真正落實礦山地質相關工作的責任到人的體制,結果時很多被開采的礦山地區出現了采空的現象。
2.2礦山地質環境保護和治理相關方面的法律法規有待完善
一直以來,與礦山地質環境保護和質量有關的了法律法規并沒有形成一個系統的、獨立的、有針對性的法律法規,而只是散見于其他大條規的下屬范圍中。這樣使得很多企業會鉆法律的空子,從而開采礦山就會變得更加沒有約束,愈加肆無忌憚。
2.3礦山開采技術落后
現在我國大多數開采礦山的企業為了節約成本,還是采用原始的開采技術,征用大量的廉價勞動力,而不致力于如何通過轉變技術來提高開采效能的有效途徑上。這使得現在我國大多數開礦企業的開采水平總體較低,而治理由開采而產生的方案也很單一,沒有創新。
2.4資金投入不足
導致資金投入不足的原因有很多種:有的是由于歷史原因沉積下來的,有的是由于地方政府沒有嚴格執行礦山地質環境保護和治理方面的職責,有的是因為企業在治理方面所投入的資金很少。
3對策與建議
3.1加強地質環境監管力度,落實責任到位
3.1.1調整產業結構
為了最大限度降低礦山地質環境的破壞,需要通過整合、整治等多種手段來實現礦產資源的永續利用和地質礦產的豐富資源開發必須與礦山地質的環境保護相協調,以此來提高礦產資源的開發率和利用率。
3.1.2合理科學規劃
必須嚴格執行礦山最低開采規模等一系列規章上的硬性要求,還要嚴格把關礦山換證許可條件,特別是企業環評準入關。
3.1.3注重日常檢查
根據每個地區的礦山地質情況建立礦山地質環境保護現狀的年度和季度的檢查制度,并準備不定期抽查制度,實施一系列的嚴厲的懲罰措施,嚴格貫徹落實礦山閉坑驗收制度。
3.2建立健全法律法規
緊密結合現行法律法規的先關規定,聯系當地的具體情況,逐漸建立起符合我國礦山地質環境保護情況的法律法規體系。這一法規體系應當是覆蓋整個礦產資源開發全過程的法規體系,將礦產日常開發監督的管理與礦產開發過程中的廢氣、廢水、廢物等治理工作緊密結合;將礦業權的審批和礦山地質環境保護方案的設計緊密結合;將礦產地的回復與土地復墾的監管緊密結合[2]。
4結語
綜上所述,在當前快速發展的經濟面前,我們應當深切地認識到繁榮的背后所隱藏的問題。正如現如今的礦產地質行業的發展一樣,不僅要認識到地質礦產行業所具有的前景,還要意識到礦產地質背后所潛伏的巨大的環境問題。保護環境,實現可持續發展,是實現人類和諧健康持續發展的基本保證。不僅要嚴格執行現行在地質環境保護方面所設立的法律法規,還要不斷創新,逐步建立起符合我國國情的系統的獨立的完善的地質環境保護法,更新開采技術,提高開采率,是礦產地質行業朝著有序繁榮的進程前進。
參考文獻
1礦山地質背景
1.1地層巖性
舉例煤礦區位于太行山中南段的澤州盆地北端,地勢總體為南高北低。礦區南部出露大面積下石盒子組地層,上石盒子組地層在井田內零星出露,礦區中部、北部大部分區域被黃土覆蓋。礦區處于太行山復背斜與沁水復向斜之間,位于華北板塊山西板內造山帶沁水板拗太行塊隆西側、晉獲褶斷帶西北側。
1.2水文地質條件
礦區處于沁水盆地中段東部,屬高平—晉城盆地三姑泉域水文地質單元,區域內地下水類型主要存在碳酸鹽巖類、碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙、碎屑巖類裂隙、松散巖類孔隙3個含水巖組。
2礦山開發利用方案概述
該煤礦開采方式為地下開采,礦井保有資源量約6000×104t以上,生產規模約為90×104t/a,礦區面積近700hm2。部分地區煤層已進入殘采期,但在礦井改擴建期間,企業利用煤礦現有生產系統準備開采該區殘存煤資源。
3礦山地質環境影響現狀評估
該煤業有限公司為再整合改建礦山,目前處于整合后基建期。通過近年調查與監測未發現崩塌、滑坡、泥石流災害,但礦山開采潛在地裂縫、塌陷影響區范圍內存在耕地、有林地、其它林地、草地等多種用地類型。該區煤層已大面積采空,地表也曾發育裂縫、塌陷,煤層開采已對其上覆地層造成較大破壞,該煤層之上的二疊系上統上石盒子組、下統下石盒子組、下統山西組砂巖裂隙含水層亦可能遭到破壞,如隔水層破壞,儲水結構發生變化,同事部分地區淺水井已出現明顯水位下降。現狀條件下,采礦活動對含水層的影響程度較嚴重。
4礦山地質環境預測評估
地質災害危險性預測評估認為:煤礦開采可能引發地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡等地質災害,主要影響目標為旱地、有林地、其它林地等,造成的危害主要為耕地減產和林木損毀,若保安煤柱留設不當將對區內居民及工業場地建筑造成較嚴重影響,地質災害危險性大。煤層采空后,可能將在礦區南部溝谷邊坡引發崩塌、滑坡地質災害,其威脅對象主要為溝谷中園地、耕地、林地等。礦山新建工業場地占用土地面積約13hm2,其中占用旱地約10hm2,占用其它草地約兩公頃。矸石堆放占用土地面積約3hm2,土地類型主要為灌木林地。礦山開采將導致地面塌陷、地裂縫等潛在地質災害,其中重度地質災害區約占礦區面積的70%,對土地資源影響程度為嚴重。通過對各開采煤層垮落帶、導水裂隙帶高度計算結果分析,礦區內各煤層大面積采空后,會對可采煤層上覆含水層造成較大破壞,甚至影響到第四系孔隙水。
5礦山地質環境保護與恢復治理工作
根據礦山地質環境影響評估結果,結合礦區社會經濟發展需求,確定了礦山地質環境保護與恢復治理的目標和任務。結合礦山開采方案的確定性,總體工作部署分為近期(近5年)和中遠期(5年后至閉坑)。礦山地質環境恢復治理工程包括:(1)地災防治,如土地塌陷和裂縫填埋、崩塌、滑坡治理等;(2)含水層修護;(3)地貌景觀修復,植被綠化等。礦山地質環境保護與治理恢復主要任務與目標:(1)礦山開采時為區內村莊、工業場地等留設保安煤柱;(2)采礦引發的地面塌陷、裂縫及時填埋,恢復土地功能;(3)恢復采礦地表變形損毀的地表植被,改善及恢復中轉場地、煤矸石堆放場地形地貌景觀;(4)解決受影響村莊的人畜飲水問題;(5)建立礦山地質環境監測網絡,開展礦山地質環境監測工作,掌握礦山地質環境的動態變化。
6礦山地質環境保護與恢復治理分析與建議
綜上分析,該煤礦山地質環境條件相對復雜,礦山生產建設規模在全國范圍居中,但由于其地理位置與地質條件特征,因此對周圍社會生產生活可能造成的影響較大。現狀調查及預測分析發現,礦山開采可能引發地面塌陷、地裂縫、崩塌和滑坡等地質災害,另外會對含水層造成較嚴重影響。因此結合礦山地質、交通、經濟及社會等條件,應從地質災害防治、地質環境保護、地貌景觀保持三個層面進行礦山地質環境保護與恢復治理工作,從而保障當地的地質環境、生態環境與群眾生產生活的正常持續進行。
作者:溫靜 王昊 單位:中國國土資源航空物探遙感中心
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