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        礦山水文地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)及對周圍環(huán)境的治理措施

        2021-04-19 00:59:24周天賜
        世界有色金屬 2021年1期
        關(guān)鍵詞:廢石廢物尾礦

        周天賜

        (安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326 地質(zhì)隊,安徽 安慶 246003)

        礦產(chǎn)資源是人們生產(chǎn)生活中必不可少的資源,也是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ),近年來隨著科技的不斷發(fā)展,人們在礦山開采方面具備了更加先進的技術(shù)水平,礦山產(chǎn)業(yè)也因此不斷擴大和發(fā)展。但是,與此同時,礦山的過度開采也引發(fā)了一系列環(huán)境問題,嚴(yán)重影響到了生態(tài)資源的可持續(xù)發(fā)展以及人們的生活環(huán)境。

        1 礦山開采引發(fā)的環(huán)境問題

        1.1 耕地和植被的破壞

        在我國礦產(chǎn)行業(yè)快速發(fā)展的情況之下,礦山周圍范圍內(nèi)大面積的耕地以及植被遭到嚴(yán)重破壞。在2015 年的礦業(yè)大會上公布了截至當(dāng)前我國因礦產(chǎn)資源的開發(fā)已經(jīng)破壞了303萬公頃的土地,而其中在治理和恢復(fù)的土地面積僅僅不到三分之一,在這三分之一中成功治愈的土地僅有26.7%,目前,有一大部分土地面積仍然沒有開展治理和修復(fù)工作。在礦山開采的過程中,必然伴隨著地表的挖掘,造成植被破壞,暴露地表土層,使得水土流失嚴(yán)重,甚至造成泥石流、山洪爆發(fā)等環(huán)境問題。

        1.2 引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

        通常情況,在礦山開采的過程中會使用爆破手段,以及一些大型機械設(shè)備,而這種開采方式雖然極大程度上方便了施工人員作業(yè),但同時也使得礦山周圍的巖土結(jié)構(gòu)遭到破壞,當(dāng)巖土被挖掘的程度不斷加深,超過了其地表承受力的時候,可能會引發(fā)邊坡失穩(wěn),甚至是地面塌陷等災(zāi)害,例如,鐵礦、煤礦等地下開采作業(yè)。嚴(yán)重時還會引發(fā)地震,給周圍的居民帶來生命財產(chǎn)方面的威脅。

        1.3 水資源污染

        在礦山開采的過程中,不可避免的會用到水資源,而其采礦后產(chǎn)生的廢水,如果直接向周圍的河流、湖泊等排放,則會對周圍水資源產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,一些重金屬物質(zhì)會直接隨著水流進入到水源,對人們的飲水安全造成嚴(yán)重威脅。除此之外,礦山的開采還會影響到地下水的平衡,嚴(yán)重時甚至?xí)顾纯萁?,?yán)重影響礦山周圍水資源環(huán)境[1]。

        1.4 廢物污染

        在實際礦山開采的過程中,除了目標(biāo)資源之外,還會產(chǎn)生很多的廢渣、廢石以及其他污染物,一些礦山開采企業(yè)為了節(jié)約成本,產(chǎn)生的廢物一般都會就地丟棄或者直接排放,長時間的廢物積累,對于周圍人們的生活環(huán)境以及植被、耕地都會帶來嚴(yán)重的影響。如:二氧化硫、廢氣粉塵等,會造成大氣污染,容易在該礦山區(qū)域形成酸雨,再進一步侵蝕土地以及植被,造成二次污染。

        2 礦山周圍地質(zhì)環(huán)境治理措施

        2.1 泥石流的治理恢復(fù)

        泥石流指的是在地形險要的地區(qū),由于大量降水導(dǎo)致的伴隨大量泥沙、石塊的山體滑坡現(xiàn)象,因此在滿足一定的地質(zhì)、水源以及地形地勢的情況下極易引發(fā)泥石流。泥石流發(fā)生的時間可能是幾個小時,也有可能僅僅是幾分鐘,但是破壞力極強,對周圍的環(huán)境以及村莊等會造成嚴(yán)重危害。在礦山地區(qū)開采作業(yè)完成之后,采礦企業(yè)如果沒有將施工作業(yè)過程中排放的各種廢物進行處理的話,就會有大量的廢渣、廢石等留存在礦山周圍,這些廢棄物就是產(chǎn)生泥石流的主要物質(zhì),而且一般礦山的地勢較為陡峭,正是孕育泥石流必備的地勢條件,如果再加上強降水地區(qū)或者季節(jié),則泥石流災(zāi)害則會成為“家常便飯”,典型泥石流結(jié)構(gòu)示意如圖1 所示。

        針對泥石流災(zāi)害,根據(jù)其形成條件的分析,可以總結(jié)出幾點泥石流的治理措施:首先,在礦山開采之后,需要對開采過程中產(chǎn)生的廢石、廢土等及時進行清理;其次,需要規(guī)劃出專門的廢物堆積區(qū)域,將采礦過程中產(chǎn)生的各種廢石、廢土等廢棄物進行集中堆放,并建設(shè)堅固的支擋工程,攔截廢物,例如,攔渣墻、攔砂壩等,以此防止廢物隨著水源向其他區(qū)域轉(zhuǎn)移,造成泥石流災(zāi)害;再次,解決強降水造成的洪流問題,例如,在礦山周圍建設(shè)排水工程,設(shè)置排水溝、水管等排水設(shè)施,以防水源與廢棄物堆積場相遇;最后,加強礦山開采之后的植被種植,綠化建設(shè)工作,降低地表徑流作用,加強礦區(qū)的水土穩(wěn)固能力[2]。

        圖1 典型泥石流結(jié)構(gòu)示意圖

        2.2 地面塌陷治理恢復(fù)

        地面塌陷的主要形成條件就是地下空洞,加之地下水位的頻繁波動,侵蝕巖體造成地面塌陷。在礦山開采的過程中,除了會造成地下空洞之外,還需要進行地下水抽排工作,不僅加劇了地下空洞,而且引起水位變化,使得地表巖體失去支托,加劇了水源對于巖石的侵蝕作用,加之施工過程不可避免要使用一些機械設(shè)備,強烈的振動,進一步增加了塌陷的可能性。一般礦山地區(qū)的塌陷會形成一些洼谷地形,并出現(xiàn)裂縫情況。礦區(qū)地面塌陷情況如圖2 所示。

        圖2 礦區(qū)地面塌陷

        經(jīng)過對地面塌陷情況形成的分析,可以通過控水方面以及工程方面進行防治??厮胧?,要加強前期對于礦區(qū)的水文地質(zhì)勘查,排查出可能會發(fā)生塌陷的區(qū)域,以及土層較為松散的區(qū)域,對于前者需要通過局部注漿進行加固,對于后者則需要控制開采過程中的抽排水量,防止因為抽水量過大使得地下大范圍空洞,極易引起坍塌。工程措施包括回填和封堵,回填就是指根據(jù)實際情況和回填要求,使用粘土或者其它材料對塌陷區(qū)進行回填夯實。封堵則是針對抽排水導(dǎo)致的塌陷,通過灌漿或者是建筑圍堵墻對地下水流進行封堵。

        2.3 放射性礦山環(huán)境污染治理恢復(fù)

        在進行放射性礦山開采的過程中,如果采礦企業(yè)沒有按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的進行操作,非常容易引起放射性物質(zhì)泄露事故,污染礦山周圍環(huán)境,對周圍居民的生活環(huán)境以及身體健康造成極其嚴(yán)重的影響,而且放射性物質(zhì)引起的環(huán)境污染其可恢復(fù)的程度極低。在對放射性礦山污染進行治理的時候,可以采取封堵礦井口的措施,并在封堵的石板上明確標(biāo)注“危險”字樣,提醒人們不要靠近。在封堵井口的時候,除了要盡量使用完整的石板,標(biāo)注相關(guān)字樣之外,還需要盡量還原礦井口,完全阻斷放射性物質(zhì)的泄露路徑,防止其在空氣中擴散。與此同時,還需要對礦區(qū)的污水進行嚴(yán)格控制,防止污水外流,嚴(yán)禁人畜進入礦區(qū)。加強對于礦區(qū)內(nèi)廢物的管理,加強支擋工程的建設(shè),嚴(yán)格設(shè)計排水措施,嚴(yán)禁采礦過程中產(chǎn)生的廢石、廢渣等廢物發(fā)生轉(zhuǎn)移,造成二次污染。

        2.4 尾礦化學(xué)污染治理恢復(fù)

        在礦山開采的過程中,難免會產(chǎn)生大量的尾礦,尾礦并不是完全沒有利用價值的,其中還有很多待開發(fā)的資源,尾礦的丟棄使得我國礦產(chǎn)資源浪費的情況十分嚴(yán)重。在開采的過程中,產(chǎn)生的尾礦一般在總礦石產(chǎn)量的五分之三左右,數(shù)量巨大,堆存的尾礦會占用大量的土地資源和耕地面積,而且其中的金屬以及礦物質(zhì)等也會造成礦山周圍環(huán)境的污染,尾礦的堆放也會破壞周圍的植被,引發(fā)水土流失。另外一些尾礦中含有重金屬物質(zhì),如果其中的重金屬被侵蝕,隨雨水匯入河流,對生態(tài)環(huán)境會造成嚴(yán)重影響。因此在進行尾礦治理時,首先需要做的就是加強對尾礦的回收利用,以此減少尾礦數(shù)量,尾礦還可以用作礦下采空區(qū)的填充物,或者通過水處理技術(shù)降低重金屬含量[3]。

        3 結(jié)語

        礦山周圍環(huán)境的治理和恢復(fù)并不是一項簡單、短期的工作,而是在采礦前就需要礦產(chǎn)企業(yè)對周圍地質(zhì)進行勘,了解周圍的水文地質(zhì)特點,將前期預(yù)防以及后期治理相結(jié)合的一項綜合性工程。

        通過對礦山周圍環(huán)境的治理,盡量恢復(fù)其周圍環(huán)境,以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

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