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        環(huán)境因素與工程施工對礦山開采區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成的影響研究

        2021-11-30 06:19:06賈昊冉
        世界有色金屬 2021年21期
        關(guān)鍵詞:水土泥石流滑坡

        賈昊冉

        (甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院,甘肅 蘭州 730050)

        在礦山開采區(qū)域中,含水結(jié)構(gòu)改變、水土污染和土地資源損毀等環(huán)境因素,以及露天開采、地下開采等的開采施工因素,均對環(huán)境造成一定程度的不利影響,進而導(dǎo)致發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。因此,在具體的礦山開采區(qū)域治理過程中,相關(guān)單位需要明確其地質(zhì)災(zāi)害形成的主要影響因素,并通過合理的措施進行治理。

        1 某地區(qū)礦山開采區(qū)域基本情況概述

        本文研究的地區(qū)現(xiàn)有礦山5131座,其中有99座大型礦山、210座中型礦山、4003座小型礦山,設(shè)置探礦權(quán)819個。在查明礦產(chǎn)資源儲量的礦種中,該地區(qū)有10種礦產(chǎn)被列為全國第一位,有25種礦產(chǎn)被列為全國前五位;有49中礦產(chǎn)被列為全國前十位。在該地區(qū),礦產(chǎn)起源是社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),自改革開放之后,礦產(chǎn)開發(fā)更是為該區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻。但是隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開發(fā)與利用,很多礦山出現(xiàn)了比較嚴重的地質(zhì)環(huán)境問題,如土地資源被破壞、地形地貌的改變以及景觀破壞情況越來越嚴重,各種的地質(zhì)災(zāi)害問題越來越明顯,該情況不僅制約了區(qū)域內(nèi)的礦山開采工作,同時嚴重威脅人們的生命和財產(chǎn)安全。

        2 礦山開采區(qū)域主要地質(zhì)災(zāi)害

        2.1 滑坡

        在部分采礦區(qū)域,更新系統(tǒng)土層下出現(xiàn)了一個不透水層,在地下水蘊集情況下,該不透水層發(fā)生軟化,進而降低了地質(zhì)的抗剪強度,滑坡地層也由此形成[1]。另有一些采礦區(qū)域斜坡面上存在大量的堆積物和風(fēng)化巖,由于堆積物具有較大的滲透系數(shù),如果有雨水積聚并達到飽和,可能導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象;同時,風(fēng)化巖脆性較大,穩(wěn)定性不足,也容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。

        2.2 崩塌

        在礦山開采區(qū)域內(nèi),崩塌也是一種非常常見的地質(zhì)災(zāi)害。因為采礦過程中有高而陡峭的邊坡形成,巖體懸空情況就很容易出現(xiàn),踩空間塌陷區(qū)域也會出現(xiàn)山體開裂等情況。在這樣的情況下,如果遇到暴雨天氣,或者是排水不當(dāng)?shù)龋菀讓?dǎo)致崩塌災(zāi)害地發(fā)生,且片石和塊石組成的崩塌體將會對礦產(chǎn)開采以及附近人員的安全造成嚴重威脅。

        2.3 泥石流

        在礦山開采區(qū)域內(nèi),泥石流的基本形成條件有三個,第一是松散物源十分豐富;第二是高陡縱波降比;第三是水源或者是尾礦庫滑塊十分充足。在本文研究的某地區(qū)礦山開采區(qū)域中,泥石流大多集中在了降雨比較多的7~9月,其主要特征是爆發(fā)迅猛、主流擺動速度快以及沖擊力強,具有非常大的危害性。一旦發(fā)生了泥石流災(zāi)害,不僅導(dǎo)致采礦工作中斷,也會對作業(yè)人員的安全造成威脅。

        2.4 地面塌陷裂縫

        地裂縫這種地質(zhì)災(zāi)害比較特殊,在本次所研究的地區(qū),礦山開采區(qū)域內(nèi)的地裂縫問題主要采礦造成,如不有效治理,區(qū)域內(nèi)的房屋、道路、植被以及耕地等均會受到一定程度的破壞,進而對居民的生產(chǎn)、生活造成不利影響[2]。

        3 環(huán)境因素對開采區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的影響

        3.1 含水層結(jié)構(gòu)改變

        隨著礦山開采區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源的不斷開采,其含水層結(jié)構(gòu)遭到破壞。由于無論井下開采還是露天開采,其均對地下水徑流、補給以及排水條件造成改變,進而改變其含水層結(jié)構(gòu),導(dǎo)致地下水位不斷下降,并減弱其富水性,降低其水質(zhì)。首先,在采礦過程中,疏干排水會破壞地下水系統(tǒng)的均衡性,打破原有的儲水構(gòu)造,并且在采礦深度不斷增加的過程中,礦區(qū)內(nèi)的用水量也在逐漸降低,地下水位不斷下降,富水性不斷減弱,地表徑流不斷減少,甚至出現(xiàn)斷流的情況。其次,因為降雨淋濾的影響,采礦區(qū)域中的重金屬、石油以及氫化物等的各種有害元素會深入到地下水中,并有少量的有害元素殘留在地表,這樣的情況對地下水以及地表水的水質(zhì)造成不良影響。最后,因為井下開采以及露天開采工作將淺層水資源系統(tǒng)以及深層水資源系統(tǒng)的平衡打破,導(dǎo)致導(dǎo)水縫隙形成,嚴重的情況下,會使覆蓋在作業(yè)面上的巖層出現(xiàn)變形失穩(wěn)現(xiàn)象,并以礦井為中心,形成一個巨大的降落漏斗,進而加大地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險。

        3.2 水土污染

        因礦山開采導(dǎo)致部分有害物質(zhì)進入開采區(qū)域內(nèi)的地下水、地表水以及地表土壤中,進而造成水土污染問題。如果此問題得不到有效治理,水土污染問題越來越嚴重。在該情況下,礦山開采區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)環(huán)境將會遭到嚴重破壞。另外,隨著各種有害元素滲透到土壤中,植被的生長受到了阻礙;這些有害元素隨著徑流進入到河流、湖泊中,對水生植物、動物與微生物的生長繁殖造成損害。

        3.3 土地資源損毀

        在礦山的露天開采過程中,原有的土地資源和植被遭到直接破壞,加之礦渣堆積和開采場地的不斷擴大,原有的土地被大量侵占,改變原本的地形地勢。通過實地考察與分析發(fā)現(xiàn),在本文研究的某地區(qū)內(nèi),很多礦山開采區(qū)域的土地資源損毀情況均比較嚴重,導(dǎo)致土地風(fēng)化、水土流失、植被數(shù)量減少等的地質(zhì)環(huán)境問題愈演愈烈。據(jù)統(tǒng)計,到目前為止,該地區(qū)的礦山開采區(qū)域地貌景觀破壞面積已經(jīng)達到72602.31m2,破壞情況尤為嚴重。

        4 工程施工對開采區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的影響

        4.1 露天開采的影響

        在露天開采中,很多的土地資源將會被占用,同時對環(huán)境造成十分嚴重的破壞,特別是在采裝、運輸和排卸等的作業(yè)過程中,其對水土和大氣造成嚴重污染。隨著地貌景觀的破壞和水土大氣環(huán)境污染的不斷加劇,滑坡、崩塌以及泥石流等的地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,進而導(dǎo)致采礦工作受阻和附近居民的生活受到影響。

        4.2 地下開采的影響

        相比較露天開采而言,地下開采并不對地貌景觀造成很大破壞,但是這種開采方式引發(fā)的地面塌陷以及裂縫問題十分嚴重,且這些問題會隨著開采時間的延長而加劇。同時,地下開采對深層的地下水系統(tǒng)均衡性造成嚴重破壞,且該種破壞很難修復(fù),進而為地質(zhì)災(zāi)害埋下更多的隱患。

        5 礦山開采區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

        5.1 做好滑坡防治

        治理滑坡災(zāi)害的方法有很多種,比如堆載反應(yīng)、減重、巖土錨固、抗滑擋墻、微型樁、抗滑樁、沉井式抗滑擋墻、抗滑干砌片石垜、錨索框架、疊框式擋墻、樁拱墻、錨桿擋墻、抗滑明洞、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻、樁籠防護以及抗滑樁明洞等,同時可以通過截、排以及引導(dǎo)形式的排水工程建設(shè)來加以治理。在實際治理中,相關(guān)單位應(yīng)根據(jù)實際情況,結(jié)合實際需求,采取合理的技術(shù)措施做好滑坡防治工作。

        5.2 做好崩塌防治

        在對礦山區(qū)域進行崩塌防治的過程中,其主要的措施包括支撐、清除、護墻、護坡、錨固、插別與串聯(lián)、遮蓋、攔截、灌漿、封堵、SNS柔性防護網(wǎng)以及排水等。具體治理中,相關(guān)單位應(yīng)綜合各方面因素的全面分析,選擇科學(xué)合理的措施進行治理。在本文研究的區(qū)域中,礦山開采區(qū)崩塌防治主要采用的方法為SNS柔性主動防護網(wǎng)。

        5.3 做好泥石流防治

        對于礦山開采區(qū)域的泥石流地質(zhì)災(zāi)害,其主要防治措施包括工程治理、生物治理和社會防治這三種。工程治理中,主要措施包括調(diào)洪蓄水、穩(wěn)溝固坡形式的防護工程、以溝道停淤為基礎(chǔ)的攔擋工程、指定方向停淤或游走形式的排導(dǎo)工程。生物治理中,主要措施包括封山、植樹造林、構(gòu)建灌木和花草扥的植被小環(huán)境等。社會防治主要包括相關(guān)管理機構(gòu)的建立、規(guī)章制度的完善、對社會各界人民群眾參與的倡導(dǎo)等。具體治理中,可將這三種方式相結(jié)合,以此達到最佳的治理效果。

        5.4 做好地面塌陷裂縫防治

        在對礦山開采區(qū)域中的地面塌陷問題進行治理時,可通過填土法來進行補救,采用大象的機械設(shè)備將塌陷區(qū)域中的土壤進行填實處理。如果破壞程度比較輕,則不需要進行特殊處理,僅需等待自然恢復(fù)。針對裂縫的情況,通過灌縫填充的方式進行處理,利用土料和砂漿等進行縫隙填補,防止繼續(xù)開裂。同時針對此類區(qū)域開展自然修復(fù)工作,通過草皮種植等的方式改善其土壤環(huán)境,增強土壤保水力,以此確保其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

        5.5 加強環(huán)境治理與保護

        在對礦山開采區(qū)域進行地質(zhì)災(zāi)害防治的過程中,良好的環(huán)境治理與保護也是修復(fù)水土環(huán)境、解決水土流失問題、避免地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵措施。相關(guān)單位一定加大采礦區(qū)域的環(huán)境治理與保護工作的力度。在此過程中,相關(guān)單位應(yīng)通過樹木種植、草皮種植、礦山復(fù)墾、水污染治理和地表土換填等方式進行環(huán)境治理。同時加強環(huán)境保護工作,通過礦渣堆放場地的建設(shè)、采礦區(qū)域內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)施的設(shè)置、相關(guān)規(guī)章制度的制定與落實等方式來進行環(huán)境保護。以此解決礦山開采區(qū)域中的環(huán)境問題,進而最大限度避免因環(huán)境問題而導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害。

        6 結(jié)語

        在礦山開采區(qū)域,因受到開采施工以及環(huán)境因素等影響,地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。如果該災(zāi)害得不到有效治理,不僅對礦產(chǎn)企業(yè)的開采工作造成影響,同時對附近居民的正常生活乃至于生命財產(chǎn)安全造成威脅?;诖耍嚓P(guān)單位應(yīng)全面分析環(huán)境因素與開采施工對礦山開采區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的影響,并以此為依據(jù),采取合理的措施進行災(zāi)害治理工作。

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