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每一個礦山由于其自身的礦石類型、儲存條件、開采形式、地質條件的不同,所以該礦山地質環境產生的破壞程度也各不同,因此對于礦山地質環境的綜合治理方法、治理措施以及治理思路來說,還需要結合礦山自身的具體情況來確定。
一、礦山地質環境恢復治理的基本原則
1.以人為本、防災減災
當前所有的礦山地質環境問題,都將會直接或者間接地對礦山開采職工以及礦區周邊居民的生命財產安全造成很大威脅,所以對礦山環境進行恢復治理,首先就需要有效地保證礦區免遭礦山開采作業誘發產生各種不同地質災害的危害,從而實現防災減災的目的。
2.因害設防、綜合治理
針對我國多數礦山的地質環境破壞的顯著特點、危害方式、分布條件以及危害程度,需要抓住環境治理的重點以及關鍵環節,爭取做到因地制宜、因害設防,能夠采取科學地攔、排、護、整、填、植等相關重要方面的環境綜合治理措施,對該礦山周邊環境進行綜合性的治理。
3.注重效益、分期實施
在實踐中對于礦山地質環境的綜合治理工程,還需要嚴格遵循自然生態社會效益優先的基本原則,與此同時還需要爭取最大化的經濟收益。在此基礎上,需要能夠區別出不同的礦山地質環境危害和治理問題,針對不同的情況采取不同的治理和綜合防治措施。在此基礎上需要依據當地的資金條件、礦山地質環境問題的危害大小、污染輕重緩急,同時能夠分期、分階段地進行環境綜合治理工作。
4.礦山開采工程措施與生物措施相結合
對于礦山環境的綜合治理工作,只有首先將工程治理措施和環境生物保護措施緊密地結合在一起,最終才能達到礦山環境綜合治理的根本目標。在礦山地質環境綜合治理的各種工程中,只要配置科學、合理,就能夠徹底根治地質環境災害。但是其中的缺點是投資范圍過大,然而當前的生物措施恰好能夠彌補環境工程治理措施的顯著缺點,并且其投資范圍相對比較小,能夠有效地改善礦山周邊的小氣候特點,最終使其可以廣泛地應用在礦山地質環境的綜合治理工作中。
二、礦山地質環境問題防治的有效措施
1.采空區和礦山的地面沉陷問題治理
礦山地下采空區以及礦山疏干排水最終導致的地面沉陷、造成地裂縫問題,因為疏干排放地下水,最終將會改變其地下水流的原本自然滲流、地下水徑流條件,因此水浮力逐漸消失,地下水的潛蝕作用也會使充填物逐漸流失掉,繼而發展形成地質空洞,在礦山內部真空吸蝕力以及重力的共同作用下也可能會造成礦山塌陷。對礦山內部采空區的環境綜合治理,主要就是為了預防和控制其地表殘余沉陷問題的進一步發生。在此基礎上可以采取的方法有4種:(1)礦山內部全部需要充填采空區內部的支撐覆巖,以最終能夠徹底消除礦山的地基沉陷隱患。(2)礦山局部支撐覆巖或者是地面構筑物,需要減小其采空區空間的實際跨度,進一步防止出現頂板垮落的問題。現階段常用的方法主要有注漿柱、井下砌墩柱以及大直徑鉆孔樁柱或者是直接運用樁基法等。(3)礦山注漿加固以及強化礦山內部采空區圍巖的結構,能夠充填采動覆巖的斷裂帶以及彎曲帶巖的土體離層以及裂縫,使之最終可以形成一個剛度比較大、整體性能比較好的巖板支撐結構,使其可以更加有效地抵抗礦山老采空區塌陷進一步向上發展的問題,使礦山開采區地表只會產生比較均衡的沉陷問題,以確保礦山開采區地表構筑物的安全性。(4)采取必要預防措施。礦山自身釋放老采空區的內部沉降潛力法,在礦山采空區地表并未利用之前,可以采取強制措施加速其礦山老采空區的活化以及覆巖沉陷速度,有效消除對礦山地表安全有比較大威脅的地下空洞結構。
2.礦山大量開采后泥石流的治理
礦山開采大量的礦產資源,將會為泥石流的出現提供大量松散固體雜質,可能會造成礦山結構的崩塌、滑坡以及泥石流等嚴重地質災害現象的發生。開采礦山自身礦產資源以及修筑開采運輸道路,這些均會對礦山的植被造成非常大的破壞。因此,切坡不合理、廢礦井陷落而引起的礦山地表崩塌等要素還可使溝內的土量急劇增加,使礦山地面的徑流系數顯著增加,洪峰流量也會隨之增加,進入到雨季后,在地表山洪沖刷作用下,礦山表面大量的松散物質由雨水的浸潤飽和液化之后而造成的過度充水而發生下滑,便形成了泥石流災害。此種泥石流災害也就被稱為礦山泥石流災害。在這方面的綜合治理措施,應當在整體泥石流發生流域內,運用蓄水、攔土、攔水、排導以及造林等多種治理和防治措施,其上游宜采用蓄水以及引水隧洞等治理和預防措施,將其上游的清水水流科學引走,使該水流和松散堆積體能夠脫離接觸,以更好地避免泥石流災害的真正形成;并且還可以修建攔擋壩,以攔截住形成泥石流體雜質的來源。在泥石流的中游,能夠采用擋土墻結構或是土釘墻等防治措施,從而才能夠防止泥石流體對于礦山表面道路農田以及房屋建筑的破壞力度。
3.尾礦的化學污染的治理
礦山中的廢石、廢土以及矸石固體廢棄物被大量堆放,侵占了大量的礦山土地資源,最終將會造成礦山污染水土體被化工、黑色金屬礦物質污染,其中尾礦總量要占到礦石總量的50%~80%。對于礦山中尾礦的綜合運用和開采,第一就是礦山尾礦的能源利用與開發。事實上,尾礦作為一種高質量原料、材料已經得到一些頗為實際的利用。尾礦材料能夠用作建筑工程材料,但把尾礦材料作為建筑施工材料時,還需要非常慎重的研究和考慮,因此要對尾礦中的化學成分進行全面、綜合地研究與分析,查看分析其中是否存在著對人體健康不利的物質。運用尾礦作為礦山開采井下充填的作業材料,現階段已經取得非常成功的作業經驗,當前很多礦山開采都在應用。這導致礦山中尾礦資源的利用范圍以及開采率大大地提高,這樣就能夠減少尾礦資源的堆存數量,同時又能夠將尾礦這一寶貴的資源保存于地下,以便于今后重新進行開采和利用。
4.放射性礦山的環境治理
礦山中坑(井)口治理宜采用封堵坑口的措施,切斷其污染源,使其可以更好地恢復礦山坑口原貌,抑制其中放射性物質向礦山周圍的大氣擴散;并且還需要杜絕污水外流的現象,這樣就能夠防止礦山附近人、畜誤入以及地表水流入。對于其中的廢石(渣)堆場還可以砌筑擋墻結構、排水溝結構進行穩定化、安全化處理,從而能夠更好地防止廢石發生下滑、流失,避免造成二次污染。
三、結語
現階段社會人口、能源與環境是社會發展面臨的三大主要主題,是當前人類社會能否得以長久生存與發展的根本問題。人類社會的有序生存與發展根本離不開社會經濟的正常發展,社會經濟的正常、有序發展能夠促使人口的大幅度增長,同時人口與經濟的過快增長又將會引起礦產資源方面的快速開發與利用,由此一來,資源的開發利用又將會引起一系列的地質環境災害問題的出現,最終將引發全球資源的全面枯竭、地質環境惡化以及社會經濟發展受到嚴重制約的惡性循環過程,人類的正常生存與發展都將會受到非常嚴重的威脅。因此,在本文中筆者將重點分析我國礦山地質環境的治理現狀以及在綜合防治中存在的常見問題,希望能夠對礦山地質環境的恢復和治理起到一定推動效力。以為人民服務為己任,把建設工程質量監督工作落到實處。
作者:劉慶華 單位:河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院