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        淺析福建省某廢棄石料礦山地質(zhì)環(huán)境整治實例

        2016-12-31 00:00:00謝錫丹
        科技創(chuàng)新與應用 2016年18期

        摘 要:通過對三明永安市某廢棄石料礦山地質(zhì)環(huán)境治理的實例分析,介紹廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作的基礎(chǔ)概念、技術(shù)要點和難點以及進行地質(zhì)環(huán)境治理的意義,并探討了開采邊坡、巖質(zhì)采面生態(tài)修復的相關(guān)經(jīng)驗。

        關(guān)鍵詞:地質(zhì)環(huán)境治理;生態(tài)修復;巖質(zhì)采面

        引言

        20世紀80年代以來,隨著國家對礦產(chǎn)資源需求的迅速增加及礦業(yè)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,礦山開采造成大規(guī)模的土地和植被破壞,在中國乃至世界,都是一個十分嚴重且日益受到高度重視的問題。近年來,隨著我國社會民眾環(huán)境保護意識的覺醒以及國家對于環(huán)境保護工作的重視,對廢棄礦山進行地質(zhì)環(huán)境恢復治理的研究已成為一項緊迫而重要的研究課題[1]。

        1 礦山地質(zhì)環(huán)境治理的基本概念

        礦山地質(zhì)環(huán)境問題是指礦業(yè)活動與環(huán)境之間相互作用和影響產(chǎn)生的環(huán)境演變、破壞和環(huán)境污染等問題,主要包括礦山地質(zhì)災害(滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷等)、對土地資源的破壞、對植被及耕地的破壞、對地下水系統(tǒng)的影響與破壞、礦山廢渣、廢水對環(huán)境的影響等。通過人類工程措施來解決礦山地質(zhì)環(huán)境問題的活動即為礦山地質(zhì)環(huán)境治理,包括對礦山地質(zhì)災害(包括潛在地質(zhì)災害)的治理;通過土地復墾恢復土地資源;通過生態(tài)植被恢復技術(shù)恢復被占用或被破壞的林地或耕地;通過對礦山廢渣、廢水的處理實現(xiàn)對環(huán)境的無害化排放等[2]。

        2 三明永安市某廢棄礦山概況

        2.1 礦山概況

        福建省盛產(chǎn)各種建筑石料(尤以花崗巖、凝灰?guī)r為主),擁有眾多建筑石料礦山,由于早期礦山并未按照開采設(shè)計進行開采,亦未采取地質(zhì)環(huán)境保護措施和及時實施礦山地質(zhì)環(huán)境治理,經(jīng)過多年的連續(xù)開采,責任主體滅失,遺留下了嚴重的地質(zhì)環(huán)境問題。三明永安市麻嶺某廢棄的凝灰?guī)r礦(以下簡稱麻嶺廢棄礦山)即福建省典型的廢棄建筑石料礦山之一。

        2.2 區(qū)域地形地貌

        麻嶺廢棄礦山位于永安市,區(qū)域地形地貌上屬低山丘陵地形,侵蝕剝蝕地貌,地形起伏大,溝谷縱橫,切割強烈。區(qū)內(nèi)最高點位于其東部山頂上,標高290m,最低點位于其北西部小溪溝,標高198m,相對高差92m。由于礦產(chǎn)開采,原有地形已被開挖成高陡斷面及坡前平地,開采斷面平面形態(tài)表現(xiàn)為單面弧形,呈圈椅狀,最大高差可達71m;開采斷面坡度呈上陡下緩,坡腳堆積體坡度一般20~30°,局部達50°,采面上部坡度一般50~60°,局部達75°。坡前平地南西部較低,有利于大氣降水的自然排泄。

        2.3 地層及構(gòu)造

        礦區(qū)內(nèi)出露的地層均為上侏羅統(tǒng)坂頭組(J3b),礦區(qū)南東側(cè)外圍出露上侏羅統(tǒng)長林組(J3c)和第四系(Q)。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造為一北西向傾斜的單斜構(gòu)造,礦區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)大斷層,礦區(qū)東南側(cè)外圍有一北東向性質(zhì)不明斷層,對區(qū)內(nèi)礦體影響不大。

        2.4 工程地質(zhì)條件

        根據(jù)礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)巖性、堅硬程度、結(jié)構(gòu)等特征,礦區(qū)工程地質(zhì)巖組分為:碎石土(棄渣堆積體)、坡殘積粘性土、層狀較硬巖組(由坂頭組(J3b)凝灰質(zhì)粗砂巖、粉砂巖組成,巖體質(zhì)量較好)。

        2.5 周邊植被情況

        礦區(qū)所占土地主要為林地,植被較發(fā)育,植被類型以杉木、馬尾松,以及上地自生的五節(jié)芒、芒萁等為主,植被覆蓋度95%。礦山開采以來,礦區(qū)現(xiàn)破壞林地植被資源5.945hm2,其中采場3.27hm2,工業(yè)場地(含生活區(qū))0.20hm2,礦山公路0.975hm2,棄渣場1.50hm2。開采區(qū)影響范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有受各級保護的植物、野生動物物種。

        2.6 開采斷面水文特征

        開采邊坡的坡頂已接近自然山坡坡頂,山脊線與斷面走向接近垂直,治理區(qū)的匯水面積較小,約0.036km2。開采斷面未發(fā)現(xiàn)泉水點,僅在雨后局部存在基巖裂隙水出水口。

        3 開采邊坡穩(wěn)定性分析

        開采邊坡為巖質(zhì)采面,西北側(cè)`坡面巖體較為破碎,東側(cè)巖體較為完整。通過對現(xiàn)場強~中風化出露地段進行裂隙調(diào)查,量測西側(cè)邊坡產(chǎn)狀為NE140°、傾角52°,主要裂隙產(chǎn)狀有227°∠32°、108°∠15°,裂隙主要為反坡向,多呈閉合型,無滲水現(xiàn)象。詳見圖3。

        東側(cè)邊坡巖體較為完整,邊坡產(chǎn)狀為NE105°、傾角60°,主要裂隙產(chǎn)狀有145°∠30°、110°∠10°,103°∠13°,裂隙主要為反坡向,多為呈閉合型,無滲水現(xiàn)象。詳見圖4、圖5。

        分析結(jié)論:坡面表層節(jié)理裂隙較發(fā)育,完整性較差,局部存在因爆破開采時,對巖體產(chǎn)生的擾動而形成的易掉落巖塊和松散巖體。

        4 地質(zhì)環(huán)境問題整治方案

        4.1 清除松散巖體

        根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及訪問情況,并綜合以上穩(wěn)定性分析,未發(fā)現(xiàn)開采面沿原有坡面發(fā)生整體下滑的跡象,因此開采邊坡在整體上是處于穩(wěn)定狀態(tài)。但由于開采邊坡高度較大,總體坡度較陡,局部存在因爆破開采時,對巖體產(chǎn)生的擾動而形成的易掉落巖塊和松散巖體,對坡面的整理主要是對這些易掉落的巖塊和松散巖體進行清除。

        4.2 修整棄渣堆

        堆積在坡腳的碎石土,坡度及厚度都較小,目前不存在整體下滑的跡象,且坡腳與小溪之間有充裕的緩沖空間,因此未對坡腳堆積體進行整體穩(wěn)定性驗算。建議只對局部坡率大于1:1.5,且有修坡條件的棄渣堆進行修坡,高度大于15m的分階修坡。

        4.3 生態(tài)植被修復措施

        4.3.1 棄渣堆生態(tài)植被修復。對于坡度小于35°的坡面,采用魚鱗坑+普通噴播的綠化方式。表層挖魚鱗坑客土種植,穴深30cm,坑內(nèi)套種馬尾松、柳杉;坑間坡面運用噴射機將攪拌均勻的混合材料自上而下噴射,普通噴播的土層厚度為60~80mm。對于坡度大于35°的坡面,采用掛網(wǎng)噴播的綠化方式。以穩(wěn)定坡面掛網(wǎng)為基礎(chǔ),利用噴播機將攪拌均勻的基質(zhì)加水后自上而下均勻地噴射到巖面,平均厚度應不小于100mm,寒冷及干旱地區(qū)可適當加厚。一般應分兩次進行。首先噴射不含種子的混合料,噴射厚度80~100mm,接著噴射含有種子的混合料,厚度20~30mm。

        4.3.2 坡前空地生態(tài)植被修復。對坡前空地,應回填覆土,厚度約0.5m,套種馬尾松、柳杉等經(jīng)濟林,林間采用草種撒播。

        4.3.3 開采邊坡(巖質(zhì)采面)生態(tài)植被修復。對于陡峭的開采巖質(zhì)邊坡,可采用的生態(tài)植被修復措施相對來說較為有限,坡度越陡,生態(tài)修復難度越大。一般巖質(zhì)開采邊坡的生態(tài)植被修復技術(shù)有:掛網(wǎng)客土噴播植被恢復技術(shù)、刻槽復綠技術(shù)、打孔植生復綠技術(shù)、輪胎固土護坡與綠化技術(shù)以及燕槽(飄板)客土復綠技術(shù)等。

        如前述情況,本例中的開采邊坡由于開采邊坡高度大,坡度陡,在清除坡面松散巖體后,結(jié)合安全性、可行性、經(jīng)濟性以及實施效果等因素,麻嶺廢棄礦山開采邊坡采用在坡面設(shè)置燕槽的方案(見圖6),槽內(nèi)客土,將爬山虎、葛藤、絡石、旱金蓮、雞矢藤、狗牙根等草灌類及攀藤類植物混播,培育草灌結(jié)合的生態(tài)系統(tǒng)。

        5 結(jié)束語

        廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理已成為我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要組成部分,通過對廢棄礦區(qū)生態(tài)修復,能夠有效改善生態(tài)環(huán)境;同時結(jié)合土地整治,對土地資源進行綜合利用。廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理包含地質(zhì)環(huán)境、巖土工程、水力學、生態(tài)學等跨專業(yè)的綜合基礎(chǔ)理論,開展對廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理方面的課題研究對于國土資源的合理利用及生態(tài)環(huán)境的保護均有重要的意義。

        參考文獻

        [1]礦山生態(tài)植被恢復技術(shù)[Z].2009.

        [2]江蘇省露采礦山環(huán)境整治技術(shù)要求[Z].2011.

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