李 劍
(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質勘查局七0六隊,新疆 阿勒泰 836500)
礦山開發(fā)是人類向大自然獲取物質的重要途徑,礦產(chǎn)資源的開發(fā)支撐著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,對國家經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻,但同時也對礦區(qū)及其環(huán)境產(chǎn)生了一系列負面影響。出現(xiàn)的這些問題不得不引起礦企的重視,因為這些問題已經(jīng)嚴重威脅并影響到了能源開采行業(yè)的發(fā)展。
環(huán)境巖土工程以其新型的理論和新穎的施工方法被廣泛應用于我國地下采礦工程中,在很大程度上解決了人們在地質施工時遇到的各種問題。環(huán)境巖土工程雖然是新興學科,但是所做出的貢獻不可磨滅,也成為了我國地質環(huán)境保護工作強有力的后盾。
二十世紀中期所發(fā)生的礦山地質環(huán)境事件還歷歷在目,人們從中吸取了經(jīng)驗教訓,在不斷地反思與經(jīng)驗總結中達成共識。在礦山巖土工程方面,我國與國外所研究的側重點大不相同,國外主要側重于污染土的控制,我國的側重點分別是:在自然環(huán)境和人類在能源開采的過程中會產(chǎn)生哪些問題;人類在生產(chǎn)、生活中與自然環(huán)境所存在的問題。會造成這兩類問題的主要原因還在于人類自己。由于人類不斷向自然環(huán)境進行索取,所以造成了地質環(huán)境污染;工程的建設也會破壞環(huán)境,比如挖基坑、打樁基等;造成地面坍塌的原因也是人類過度的開采礦產(chǎn)資源。
我國對采礦工程的研究主要從環(huán)境工程、環(huán)境衛(wèi)生問題等方面入手。環(huán)境工程具體是指以巖土工程來對抗天災所帶來的環(huán)境問題,環(huán)境問題主要包括泥石流、地震、洪水、海嘯等。環(huán)境衛(wèi)生問題由于企業(yè)排放污染物所造成的環(huán)境問題可以用巖土工程來應對,例如:處理污泥、分解廢棄物等。一些開采活動引起的問題具體指工程施工時進行的打樁工作,由于打樁使附近地質環(huán)境發(fā)生了變化。
因為在進行井下采礦工程是會采用相對于較淺的方式進行埋深,挖掘的深度大約在地下10到20米以內(nèi),所以一般采用的挖掘方式有坑槽明挖和隧道開挖兩種,但是這兩種方式都會造成地面沉降。地面沉降并不是無休無止的,一但沉降量超出預期預計的范圍,將會對周圍的地質構造成影響,嚴重情況將會出現(xiàn)采空區(qū)塌陷。根據(jù)治理的方法可進行如下操作:第一,在進行能源開采時,控制開采量,對于地面下降的問題也需要及時治理,一但沉降情況嚴重應及時停止井下開采行為;第二,根據(jù)地面沉降規(guī)律,人為回灌地下水,但是應該注意回灌的方式方法,以防地下水被污染;第三,有層次的對地下水進行開采,盡量避免地面沉降。
圖1 人為地質作用與礦山地質環(huán)境關系圖
在進行地下采礦工程施工的過程中,對施工進度造成影響的因素有很多,施工降料就是其中之一,施工降料產(chǎn)生的問題會對化學場的產(chǎn)生干擾,對井下水文狀況造成更加嚴重的影響。另外,施工單位的施工材料也不會保質保量,為了利益他們可能會在其中添加些別的物質,所添加的物質會對土壤造成破壞,施工過程中必定會產(chǎn)生大量的廢棄物、使用的機械設備漏油等情況也會影響到地下水。為了應對這一問題,做好工程防水工作是必要環(huán)節(jié),防水技術有全包式和半包式兩種。全包式防水技術涵蓋的范圍比較廣,效果也比較好,在保護地下水方面所起到的作用也十分顯赫。對礦井下水進行污染處理,處理的范圍很大,生活污染就是其中之一。潛水位下降就是由長期開采地下水造成的,長期開采會使包氣帶中的巖土發(fā)生礦化作用,導致礦化度變高,最終污染物大量堆積。
打樁對周圍環(huán)境造成的干擾問題和因支護結構變形與移位造成的環(huán)境問題都是由于基坑開挖所引起的。前者是因為在打樁過程中,會造成一定范圍內(nèi)的劇烈振動,礦區(qū)周邊的環(huán)境要同時承受來自于水平方向和豎直方向的影響。振動以應力波的形式進行傳播,不但會對樁周圍造成影響,對遠距離的施工同樣也會產(chǎn)生干擾。而后者導致的環(huán)境問題這要是因為支護結構發(fā)生了位移并且結構產(chǎn)生了變形,所以才會對周圍的工程施工造成一定程度上的損害。
在進行礦山巖土工程施工時,經(jīng)常會遇到突水與管涌的問題,所以,在施工進行時要做好預防工作,可以采取的預防措施有防水、排水疏導等,排水疏導也是一種行之有效的防水措施,因為它可以降低混凝土因巖集水產(chǎn)生的壓力。雖然關于地下工程的防水原則多種多樣,但是經(jīng)過總結之后可以對其進行分類,一類是以預防為主,另一類是以排水為主。在井下開采施工時并沒有一個固定的原則,要根據(jù)實際情況來靈活運用。
我國礦山巖土工程施工技術不斷地改革與創(chuàng)新,環(huán)境工程在發(fā)展的同時也在承受著挑戰(zhàn)。人類不能為了發(fā)展經(jīng)濟而置環(huán)境保護于不顧。環(huán)境巖土現(xiàn)象的出現(xiàn)也是由于自然災害頻頻發(fā)生所導致的。雖然我國的能源開采行業(yè)正處于擴大規(guī)模、大力發(fā)展的階段,所面臨的問題、困難也還沒有得到解決,但是,所做的一切都要把可持續(xù)發(fā)展放到第一位,由此可得,對于我國井下采礦工程的建設方式還需要進一步考究。
隨著我國生態(tài)環(huán)境的不斷低勢發(fā)展,環(huán)境巖土工程建筑結構的節(jié)能環(huán)保引起了社會的廣泛關注。因此,環(huán)境資源的過度消耗及廢棄并非由于井下施工結構設計的有意為之,最重要的原因是來自設計者對于相關的環(huán)境保護法律條約以及一系列環(huán)保節(jié)能措施的淺顯認知。進而可以看出,在項目施工設計層面有很大一部分的描述都是非常不精準的,這就使得這些關于工程項目在施工時忽略了購材的環(huán)保節(jié)能性。所以,可以看出來,環(huán)境巖土工程設計的進行過程必須要非常嚴格的遵守環(huán)境保護條約,嚴格控制節(jié)能環(huán)保舉措,注重環(huán)境保護節(jié)能的細節(jié)所在,加強項目組對環(huán)保的重視態(tài)度。
地下采礦工程施工中產(chǎn)生的問題不容忽視,所以,為了使我們賴以生存的環(huán)境不被破壞、不受污染,要求我們在開發(fā)環(huán)境的同時也要保護好環(huán)境。開發(fā)利用地下空間也需要有所節(jié)制,注重可持續(xù)發(fā)展。做到以上兩點才能夠對地下空間進行合法利用,否則一切都是徒勞。