邢月龍
(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心江蘇總隊,江蘇 南京 211135)
礦山資源的開采是一個復(fù)雜的過程,礦物質(zhì)被開采出來的同時,也會產(chǎn)生諸多的廢棄物,并改變礦山的原始地形地貌,容易使礦山的地質(zhì)環(huán)境受到破壞,對礦山工人的安全問題造成隱患,同時還會對礦山資源的合理開發(fā)造成不良影響。因此,針對礦產(chǎn)資源的開發(fā),相關(guān)部門要認(rèn)識到對生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境的危害,通過對環(huán)境治理工程部署與落實的分析,綜合性采取針對性的治理措施。
礦區(qū)的安全隱患較多,容易發(fā)生滑坡、坍塌等現(xiàn)象,并且礦區(qū)的節(jié)理裂縫發(fā)育性特點,容易在其進(jìn)行開采活動時,對周邊區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造造成影響。礦區(qū)的安全臺邊緣容易出現(xiàn)縫隙,礦區(qū)巖層的傾斜角度小于邊坡角度,隨時都可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的滑坡,給礦區(qū)開采工人的人身安全造成較大的隱患。礦區(qū)周邊小型開采廠的亂采亂挖,這些民采現(xiàn)象會增大礦區(qū)的整體開采面積,增加開采深度和難度,破壞整體礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,進(jìn)而會增加礦山環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理工作的范圍,增大工作量[1]。
礦山地質(zhì)構(gòu)造容易受到開采活動的破壞,由于開采活動造成露天礦邊坡的裂縫,進(jìn)而產(chǎn)生滑坡、坍塌、爆裂等現(xiàn)象,引起飛石以及較大的沖擊波,此等破壞會對原本已經(jīng)形成的地質(zhì)構(gòu)造,造成次生災(zāi)害影響。同時,開采活動人員的人身安全也會遭到不同程度的威脅,還會破壞礦區(qū)附近的建筑物,倘若因此受到的內(nèi)外力作用巨大,由于地質(zhì)構(gòu)造嚴(yán)重破壞造成的影響,會危及礦區(qū)以及周邊區(qū)域,甚至?xí)嚯x遙遠(yuǎn)的區(qū)域造成地質(zhì)災(zāi)害,嚴(yán)重破壞礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,在較大程度上增加地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率。
礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理的目標(biāo)主要包括:對礦區(qū)周邊邊坡的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合治理,針對可能因為滑坡、崩塌等造成的安全隱患,建立起恢復(fù)治理方案,必要的時候可以采用其他礦區(qū)的寶貴借鑒經(jīng)驗,為礦山環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理提供相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益參考,創(chuàng)造環(huán)境效益;綜合治理礦區(qū)采空區(qū)的裸露邊坡,尤其是巖體滑落類的安全風(fēng)險較高的區(qū)域,要做出特殊處理;通過對已經(jīng)發(fā)生滑坡的危巖體治理,降低礦山開采的安全隱患,對于已經(jīng)遭到破壞的礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境,采取種植植被、樹木、草木的方式,盡快的恢復(fù)良好狀態(tài);借助科技技術(shù)手段,在礦區(qū)發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì),通過礦山地質(zhì)環(huán)境因素的分析,切實恢復(fù)保護(hù)地表生態(tài)環(huán)境;科學(xué)保護(hù)礦山開發(fā)建設(shè)活動中破壞的生態(tài)環(huán)境,對礦山以及周邊區(qū)域的次生地質(zhì)災(zāi)害,實施科學(xué)的檢測,逐漸恢復(fù)被破壞地質(zhì)構(gòu)造的植被[2]。
錢家山石灰?guī)r礦為中型規(guī)模的優(yōu)質(zhì)水泥用石灰?guī)r礦床,受地層層位控制,后期的褶皺斷裂,改變了礦層的產(chǎn)狀及礦層的分布特征等。
錢家山石灰?guī)r礦主要以第四系、二疊系、石炭系為主,表現(xiàn)為礦區(qū)出露地層。賦礦層位主要是由二疊系下統(tǒng)棲霞組、石炭系中上統(tǒng)的黃龍組和船山組及二段構(gòu)成。
(1)褶皺。礦區(qū)褶皺構(gòu)造發(fā)育,控制礦層的分布。南段主要出露出構(gòu)成背斜的各地層,如果向北看去,受到風(fēng)化作用造成了背斜的南東翼的部分層位缺失。背斜的軸面近直立,南端的北西翼往深部產(chǎn)狀逐漸變陡,局部發(fā)生倒轉(zhuǎn)。背斜樞紐有微小的起伏,總體向南西方向傾伏。
(2)斷裂。本區(qū)域具有完整的斷裂構(gòu)造,主要的大小斷層共有十三條,以三組方向為主,表現(xiàn)為北東向、北東東向、北西向。規(guī)模最大的是北東方向,起到了最大的礦體完整度破壞力度。
(3)節(jié)理。裂隙主要是以北東、近東西向方向為主,特別是東部山脊部位,形狀比較類似網(wǎng)狀,深度裂隙較多,縱橫交錯,不存在填充物。
(1)含水層巖組及富水程度。根據(jù)巖層含水特征及含水介質(zhì)類型,將區(qū)內(nèi)地層劃分為如下三類含水組:松散巖類孔隙水含水巖組、碳酸鹽巖類裂隙—巖溶含水巖組、碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙含水巖組。
(2)礦區(qū)巖溶。主要以地下巖溶、地表巖溶為主,地下溶蝕裂隙發(fā)育不足,地表巖溶的裂隙中存在較少的充填物,以灰?guī)r碎塊為主。微晶灰?guī)r是地下巖溶的主要發(fā)育主體,填充物主要是以灰?guī)r碎塊、方解石、黏土為主相對而言其他層位的巖溶發(fā)育較弱。
(3)地下水的補徑排。礦區(qū)氣候溫濕,雨量較充沛,大氣降水是地下水的主要補給來源。這個地段出露了較大面積的基巖,存在著發(fā)育完整的斷裂、節(jié)理裂隙,對于降水入滲和地下水流淌非常有益。受到地形影響,地下水流自南向北徑流。淺層地下水主要通過松散層孔隙排出,存在一小部分通過泉的形式溢出地表。
(4)水化學(xué)特征。地下水位受地形及構(gòu)造控制,由山脊向兩側(cè)逐漸降低。受到灰?guī)r礦床地質(zhì)背景的限制,地下水與巖石性質(zhì)、地形地貌有著密切的關(guān)系,其化學(xué)成分也受到補、徑、排條件的影響,地下水中含有較高的鈣、鎂離子,此區(qū)域的地下水與地表水,水質(zhì)類型都是HCO3—Ca型,元素指標(biāo)在正常范圍內(nèi),地表水水質(zhì)受到的污染不足,水質(zhì)還能維持正常水平,礦區(qū)內(nèi)地形對于自然排水有益。
錢家山石灰?guī)r礦位于巢湖市城區(qū)西南方向14公里,其所在區(qū)域影響地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動,主要為礦產(chǎn)資源的開采與人類工程建設(shè),其中礦產(chǎn)資源開采中露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響最為明顯。礦山生產(chǎn)也對周邊環(huán)境造成了不良的影響,表現(xiàn)為噪聲污染、大氣粉塵污染、植被破壞及由此引發(fā)的水土流失、次生地質(zhì)災(zāi)害等,一般情況下主要表現(xiàn)為礦渣對土地的壓占等。
通過與之相關(guān)的調(diào)查分析,礦區(qū)與其周圍的礦山并未出現(xiàn)其他重大工程項目。地質(zhì)環(huán)境受到人類活動的破壞作用非常大,同時對礦山及周邊人類工程活動造成不同程度的不良影響。礦山區(qū)域內(nèi)存在的主要環(huán)境問題,表現(xiàn)在礦區(qū)及其影響范圍,是由于礦山開采活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,破壞了地下水含水層和地形地貌景觀。綜合評價認(rèn)為,該區(qū)礦山開采地質(zhì)環(huán)境影響程度為嚴(yán)重,屬地質(zhì)環(huán)境重點防治區(qū)。
第一,礦山在未來生產(chǎn)過程中,應(yīng)嚴(yán)格按開發(fā)利用方案中確定的開采方式、開采范圍開采礦體。開采時采礦工作面應(yīng)沿走向布置,以利于邊坡穩(wěn)定。當(dāng)進(jìn)行開采過程中,到結(jié)束與邊坡存在20m~30m的距離時,使用光面爆破的形式,主要是為了降低人為破壞,確保邊坡的完整。終了邊坡角也應(yīng)控制在《開發(fā)利用方案》設(shè)計范圍內(nèi)。第二,開采過程中,坡面不得遺留有危石或存在其他不穩(wěn)定塊體,對終采邊坡上的浮石,平臺上的巖塊及工作面上的散巖應(yīng)及時清理,防止浮石滾落及其他事故,及時消除存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患。擬采取人工清坡、設(shè)置監(jiān)測點等措施進(jìn)行預(yù)防與治理;地下含水層影響分級為較輕;地形地貌景觀影響分級為嚴(yán)重,恢復(fù)治理措施以監(jiān)測、平整、水土保持為主。第三,應(yīng)對巖溶構(gòu)造的潛在危害引起足夠的重視,巖溶發(fā)育、落水洞密集地段,要采取可靠的安全技術(shù)措施防范地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。第四,開采過程中,發(fā)現(xiàn)邊坡不穩(wěn)定地段,如切坡處、破碎帶、軟弱邊坡和有幾組軟弱結(jié)構(gòu)組合形成的滑體等,要及時采取加固措施。
第一,加強(qiáng)開采面的穩(wěn)定性監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)事故征兆,迅速撤離人員、設(shè)備,采取有效的安全技術(shù)措施。第二,在各終了平臺上設(shè)置排水溝以攔截大氣降水匯入,避免大氣降水向礦坑直接充水。結(jié)合地形地貌狀況在最終邊坡坡頂線外側(cè)可能向宕口匯水的地方設(shè)置截水溝,坡頂截水溝設(shè)于坡頂線外側(cè)5m處,西北側(cè)匯入自然山體。東側(cè)直接匯入周邊坑塘。第三,在斷層、裂隙發(fā)育密集和溶洞、沖溝地段的臺階坡面要進(jìn)行加固處理,坡面用水泥砂漿進(jìn)行封堵,以防水的沖刷、滲入。第四,劃定一定區(qū)域作為邊坡保護(hù)區(qū),在此區(qū)域內(nèi)不得進(jìn)行影響邊坡穩(wěn)定的工程建設(shè);設(shè)專職邊坡管理員,經(jīng)常進(jìn)行邊坡穩(wěn)定巡查,以便及時發(fā)現(xiàn)問題,及時采取措施,防止發(fā)生重大事故。第五,對宕底及終采臺階進(jìn)行覆土綠化,建立立體植被體系,改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。第六,終采后,在采坑外圍修建安全護(hù)欄,防止人員誤入發(fā)生危險。
地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理工程要做到科學(xué)部署,促進(jìn)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)質(zhì)量共進(jìn),以保護(hù)與治理思想作為基礎(chǔ),做到防治結(jié)合、以防促治,提起對礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的重視。具體來說,礦區(qū)開采活動的過程,不能以破壞地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)構(gòu)造作為代價,在進(jìn)行開采活動之前,要事先評估地質(zhì)環(huán)境的情況,并針對地質(zhì)破壞提出相關(guān)的防護(hù)方案,尤其是對于不可避免的地質(zhì)災(zāi)害,要伴隨相關(guān)的防護(hù)措施,盡量控制對地質(zhì)構(gòu)造的破壞程度。
綜上所述,在對礦區(qū)資源實施開采的過程中,會對礦區(qū)的環(huán)境造成不同程度的破壞,因此,采取綜合性環(huán)境影響評估的方式,有效地與治理礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境相結(jié)合,科學(xué)的分析地質(zhì)災(zāi)害造成的危害程度以及發(fā)展趨勢,克服防治難度,促進(jìn)礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)工作,增強(qiáng)恢復(fù)治理措施,最終提升礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)與社會效益,促進(jìn)礦山地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。