張麗娜
(山西清澤陽(yáng)光環(huán)保科技有限公司,山西 太原 030023)
礦產(chǎn)資源具有稀缺性、不可再生性、區(qū)域分布不均衡等特質(zhì),礦山地下開(kāi)采能夠有效滿足社會(huì)生產(chǎn)對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求,然而在開(kāi)采礦山的過(guò)程中產(chǎn)生了嚴(yán)重的資源掠奪與環(huán)境破壞問(wèn)題,違背國(guó)家的生態(tài)建設(shè)目標(biāo)。在此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地下開(kāi)采所產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題的評(píng)估,并采取有效治理措施,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益的兼顧。
以某礦山的地下開(kāi)采工程為實(shí)例,該礦山所處區(qū)域?yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,土壤為第四系坡積物,厚度處于3m~4m范圍內(nèi),地勢(shì)為中部高、東西側(cè)低的丘陵地貌,地形坡度為10°~40°、相對(duì)高差為199.98m,地表水系主要為季節(jié)性溪流,喬木、灌木類(lèi)植被覆蓋在區(qū)域地表處。該區(qū)域礦層屬煤系地層,傾角為17°,礦層地質(zhì)特征如表1所示,全含煤巖系厚度為7.42m~34.37m。
表1 礦層地質(zhì)特征
1.2.1 礦山地質(zhì)環(huán)境存在問(wèn)題
從地質(zhì)災(zāi)害層面入手,由于其井下開(kāi)采面積約為6.7hm2,在礦山開(kāi)采后會(huì)形成較大的地下采空區(qū),進(jìn)而因地面開(kāi)裂產(chǎn)生多處裂縫,對(duì)地質(zhì)環(huán)境構(gòu)成一定影響;從含水層角度入手,該區(qū)域礦井的涌水量均值為240m3/d,在雨季可達(dá)480m3/d,在礦山開(kāi)采的過(guò)程中極易損壞隔水層,而礦坑排水也將導(dǎo)致地下水位下降,對(duì)含水層造成較大影響;從地形地貌角度入手,在礦山地下開(kāi)采過(guò)程中極易破壞井口建筑物、礦渣堆場(chǎng),破壞邊坡穩(wěn)定性,嚴(yán)重影響地貌景觀;從土地資源角度入手,礦山地下開(kāi)采作業(yè)需要完成作業(yè)區(qū)、辦公區(qū)、礦渣堆場(chǎng)的建設(shè),嚴(yán)重侵占區(qū)域范圍內(nèi)的林地資源,其開(kāi)挖作業(yè)也會(huì)使區(qū)域范圍內(nèi)土壤受到挖損破壞[1]。
1.2.2 地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估
結(jié)合礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,可將地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀劃分為較嚴(yán)重、較輕兩個(gè)等級(jí)(分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示),分別為B區(qū)和C區(qū),其中B區(qū)面積為24.72hm2,在評(píng)估區(qū)域內(nèi)占比9.6%;C區(qū)面積為232.28hm2,在評(píng)估區(qū)域內(nèi)占比90.4%。其中B區(qū)主要位于采空區(qū)與礦渣堆場(chǎng),造成嚴(yán)重危害的原因是大量廢棄礦渣堆放在地表,采空區(qū)面積擴(kuò)大影響地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,以及排水工程破壞原有含水層。
表2 地質(zhì)環(huán)境影響的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
1.2.3 礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測(cè)評(píng)估
針對(duì)地下開(kāi)采對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)測(cè),其有可能出現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題大體分為以下幾類(lèi):其一是地面塌陷問(wèn)題,大面積采空區(qū)極易對(duì)采礦活動(dòng)構(gòu)成威脅,引發(fā)頂板垮落、冒頂事故,且在巖移范圍不斷擴(kuò)張的趨勢(shì)下增加地表變形程度、產(chǎn)生塌陷坑,其中地表張裂變形帶高度的計(jì)算公式為:
其二是巖崩問(wèn)題,礦山爆破將影響到巖體內(nèi)部應(yīng)力,加大卸荷裂縫寬度與深度,增大巖崩幾率,但對(duì)于該區(qū)域的影響面積預(yù)測(cè)為0.14hm2,屬于較輕影響。其三是泥石流問(wèn)題,倘若礦山所在區(qū)域發(fā)生強(qiáng)降雨,雨水持續(xù)沖刷礦渣堆場(chǎng)將引發(fā)泥石流災(zāi)害,但該區(qū)域周邊以荒山為主,因此影響程度較低。通過(guò)針對(duì)該礦山所在地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境影響情況進(jìn)行預(yù)測(cè),可以大體劃分出較嚴(yán)重、較輕兩個(gè)等級(jí),其中較嚴(yán)重區(qū)域占地面積為31.79hm2,在整體評(píng)估區(qū)域占比為12.37%;影響較輕區(qū)域占地面積為225.21hm2,占比87.63%。由此可以判斷,在該區(qū)域地下開(kāi)采礦山對(duì)于地質(zhì)環(huán)境的影響程度較輕,但需加強(qiáng)對(duì)開(kāi)采區(qū)、礦渣堆場(chǎng)等重點(diǎn)區(qū)域的恢復(fù)治理,將地下開(kāi)采對(duì)含水層、地形地貌的影響降至最低。
一方面,基于可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保原則進(jìn)行礦山地下開(kāi)采作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè),投入資金技術(shù)強(qiáng)化新型礦山開(kāi)采技術(shù)的研發(fā),完善礦山地質(zhì)環(huán)境管理制度、礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)基金制度,吸納社會(huì)資本從事環(huán)境治理工作,并針對(duì)礦山開(kāi)采情況進(jìn)行定期勘察與評(píng)估,強(qiáng)化地質(zhì)環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的有效治理。另一方面,應(yīng)針對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)采作業(yè)程序進(jìn)行規(guī)范化設(shè)置,依據(jù)專(zhuān)家評(píng)估結(jié)果作為審核依據(jù),綜合運(yùn)用3S、遙感技術(shù)進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境的勘察預(yù)測(cè),確保規(guī)劃方案的有效落實(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山環(huán)境的動(dòng)態(tài)管理與保護(hù)。
2.2.1 地面塌陷治理
通常礦區(qū)地質(zhì)塌陷主要發(fā)生在采空區(qū),對(duì)此需增加區(qū)域巷道頂板的厚度,利用混凝土砌筑巖石封閉墻,實(shí)現(xiàn)采空區(qū)的有效分隔,并選取截排水溝布設(shè)在塌陷移動(dòng)盆地外圍處,防范地表水滲入采空區(qū)。同時(shí),還應(yīng)在地下開(kāi)采過(guò)程中及時(shí)利用廢礦石、礦渣做回填處理,必要時(shí)可選取金屬錨桿、金屬網(wǎng)進(jìn)行頂板支護(hù),實(shí)現(xiàn)頂板加固處理,待礦山閉坑后針對(duì)采空區(qū)進(jìn)行封閉處理。
2.2.2 邊坡失穩(wěn)治理
要求礦山開(kāi)采人員務(wù)必依照預(yù)先制定好的開(kāi)采方案執(zhí)行具體作業(yè),針對(duì)巖石破碎地區(qū)酌情減小坡高,并圍繞邊坡頂部位置約的部位布設(shè)截排水溝,實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水的有效攔截,防止?jié)B入邊坡影響其穩(wěn)定性。同時(shí),針對(duì)部分裸露邊坡進(jìn)行綠化處理,選取藤類(lèi)植物、根系發(fā)達(dá)植物強(qiáng)化邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,并針對(duì)部分較為脆弱的邊坡位置進(jìn)行擋土墻的布設(shè),實(shí)現(xiàn)對(duì)廢石、棄土堆的有效攔截。此外,還需圍繞邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè),以此實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),便于及時(shí)采取工程措施實(shí)現(xiàn)邊坡治理,提高邊坡穩(wěn)定性。
2.2.3 泥石流治理
在廢石、棄土堆外圍處布設(shè)截排水溝、設(shè)置擋土墻,以降低其結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)在下游山溝位置修筑攔砂壩,選取適宜種植的植物進(jìn)行區(qū)域綠化處理,針對(duì)廢石、棄土堆進(jìn)行復(fù)墾規(guī)劃,以此改善水土流失情況,防范泥石流災(zāi)害的發(fā)生[2]。
2.2.4 土地復(fù)墾與綠化
針對(duì)土地資源破壞問(wèn)題進(jìn)行治理,主要采用復(fù)墾、綠化等舉措進(jìn)行礦山整治;同時(shí),通過(guò)加裝凈化裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)地表徑流廢水的排污凈化處理,保障水質(zhì)達(dá)標(biāo)后方可排放;此外,還需加強(qiáng)礦區(qū)的綠化景觀建設(shè),以此恢復(fù)地質(zhì)地貌景觀,營(yíng)造良好的生態(tài)空間。
從地面塌陷監(jiān)測(cè)層面入手,應(yīng)以采空區(qū)上部為基準(zhǔn),在外擴(kuò)25m、50m的范圍內(nèi)創(chuàng)設(shè)5條監(jiān)測(cè)線、50個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn),完善監(jiān)測(cè)期限的設(shè)計(jì)。以邊坡監(jiān)測(cè)為例,其監(jiān)測(cè)內(nèi)容如表3所示。從含水層監(jiān)測(cè)層面入手,以每10d為周期開(kāi)展常態(tài)化監(jiān)測(cè),動(dòng)態(tài)收集區(qū)域范圍內(nèi)水質(zhì)、水量、水位等參數(shù)信息,并加強(qiáng)對(duì)開(kāi)采巷道處地下水滲流情況的監(jiān)測(cè)。從崩滑泥監(jiān)測(cè)層面入手,結(jié)合專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)方案進(jìn)行礦渣堆場(chǎng)臨界狀態(tài)的監(jiān)測(cè),便于及時(shí)采取應(yīng)急處理方案減輕災(zāi)害影響,實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的有效保護(hù)[3]。
表3 邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況
礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)與治理是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)工程,涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)、部門(mén)的密切配合,對(duì)此需牢固秉持著環(huán)境保護(hù)優(yōu)先原則進(jìn)行治理方案的科學(xué)編制,采取多元化舉措加強(qiáng)對(duì)地面塌陷、邊坡失穩(wěn)、泥石流以及地質(zhì)水文狀況的治理,配合完備監(jiān)測(cè)手段實(shí)現(xiàn)地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)估預(yù)測(cè),推動(dòng)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)利用的可持續(xù)發(fā)展。