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隨著社會經濟的發展,礦產資源的開發活動將持續加大,礦產資源在開采過程中破壞了原始礦山的地質結構,引發礦山地質環境問題,如造成礦區地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡,含水層破壞,地形地貌景觀破壞等現象,為保護礦山地質環境,減少礦產資源開采活動造成的礦山地質環境破壞,促進礦產資源的合理開發利用和經濟社會、資源環境的協調發展,有必要采取有效措施對礦山開采活動進行治理,推廣應用先進的礦山地質環境恢復治理技術,實現礦山地質環境恢復治理規范化、科學化,逐步提高礦山地質環境保護和恢復治理技術水平。
1地質環境背景
彌勒山心村露天煤礦項目區位于滇東喀斯特高原的滇東巖溶高原湖盆地亞區西南部,為南盤江北側彌勒山間盆地南端的構造剝蝕低中山地貌。屬中亞熱帶氣候,具有四季如春,干濕季分明的特點,土地利用以耕地為主,區內斷裂與褶皺變動均不強烈,構造較簡單,工程地質巖組有黏土、砂質黏土、砂礫層多層土體、粉砂層多層土體、半堅硬巨厚層狀砂礫巖巖組,區內主要含煤地層屬松軟巖組,強度低,穩固性差,區內工程地質條件屬層狀松軟弱巖類為主的復雜類型,水系為珠江流域南盤江水系,甸溪河由北向南流經盆地東部,至新哨折向西經師宗渡,沿山心村井田西南流出。
2礦山環境影響評估
評估區范圍的確定,以礦業活動范圍為中心,結合礦山工程的布設情況、礦業活動開展對周邊地質環境條件的影響范圍及評估區的地質環境條件,適當外延成為一個相對獨立的地質地貌單元。評估級別主要根據評估區重要程度、礦山建設規模、礦山地質環境條件復雜程度綜合確定。
2.1現狀評估
現存在的地質災害類型主要為露天采場滑坡、崩塌和潛在不穩定邊坡,自露天采礦以來時有露天采場邊坡失穩誘發滑坡地質災害,隨著露天采礦不斷推進和剝離,同時也對邊坡誘發的地質災害進行了清理,也消除了地質災害隱患點,雖然滑坡現狀穩定,未見明顯滑動,但在雨季水量增大時,河水水面可能上漲沖蝕坡底,會造成邊坡坡底巖土層因受水浸泡巖性變軟流失或片幫現象。危害到采場內的采礦作業人員、設備的安全,危險性大,危害性大。崩塌現象一般規模小,是露天采掘作業及巖層巖性較弱等綜合因素形成的,一般存在露天采場的邊坡上,雖然對露天采掘活動的影響不大,但由于其構成因素較多,也容易對露天采場及采礦工作人員設備等造成一定的危害影響。礦山的多年開采已揭露到地下水水位以下,對該含水層結構形成破壞,隨著露天開采進一步剝離和清除了采場的含水層和隔水層,造成不同的含水層發生的連通,無有效的隔水層阻隔;露天采礦活動還破壞了該區地下水的徑流和排泄條件,由自然向低洼河谷排泄變為向露天坑匯集最終人工抽排。礦業活動直接壓占和破壞土地資源集中分布于工業場地、礦山公路、露采區及排土場,破壞的土地利用類型主要有耕地、園地、林地、草地,現狀采礦活動對地表地形地貌景觀影響破壞程度嚴重。
2.2預測評估
露天采礦活動會產生工作幫、非工作幫和端幫,非工作幫為順向邊坡,地層傾向傾角基本一致,工作幫為逆向邊坡,順向邊坡穩定性較其它邊幫要差,根據赤平投影邊坡分析可知屬于較不穩定邊坡,再則雨季地表水沿著滑坡體的臺階面、煤層露頭線等下滲,加之河水流對深部地層的地下水補給等都將加劇現狀發育的滑坡進一步失穩;可能引起露天采場邊幫誘發滑坡地質災害,對露天生產采場產生危害,對周圍地質環境的總體破壞影響程度屬嚴重。排土場工程實施時會形成人為的高邊坡,其邊坡穩定性與排土場排土的巖土體類型和相應的密實度有著密切的關系,并且排土場下覆地層的力學性質不好,也會對評估區露天煤礦排土場造成一定的影響。因此,評估區露天煤礦排土場的穩定性也就是其形成的高邊坡的穩定性。其高邊坡可能引發的地質災害為滑坡和泥石流等。地質災害危險性為中等~大。礦業開采活動破壞了原有的含水層結構,改變地下水的流向,使得原本沿著含水層層面、構造面自然徑流的地下水改變徑流方向,轉向露天采場內徑流,轉由人工疏干抽排,含水層破壞會直接影響周邊的村莊的生活用水及植被、耕地所需水分,其影響程度為較嚴重。進一步的采礦活動增加了直接壓占和破壞土地資源,對地表地形地貌景觀破壞影響面積大,對土地資源的破壞影響程度嚴重。
3恢復治理分區
結合礦山地質環境問題類型、分布特征及其危險性,以及礦山地質環境影響評估結果、礦山地質環境保護與恢復治理難易程度、防治費用大小以及礦山地質災害危險性評估等進行治理分區,將礦山地質環境保護與恢復治理分區劃分為重點防治區、次重點防治區和一般防治區。重點防治區為礦山地質環境影響程度嚴重區,主要包括露天采場、排土場、地表工業場地、河流沿岸及附近村莊;次重點防治區和一般防治區為礦山地質環境影響程度較輕區。
4防治工程
礦山地質環境保護與恢復治理工程分2部分,北排土場范圍最終地面線一部分是根據現狀礦山地質環境,對評估區重要場地、設施、危險性區段采取相應的保護措施,主要以預防措施為主;另一部分根據現狀礦山地質環境問題和預測可能新誘發礦山地質環境問題,采取相關的工程治理措施,并進行維護、管理,最終減輕或消除采礦活動對周圍環境的破壞影響。礦山地質環境的保護措施,主要有嚴格按照開發利用方案進行礦山開采活動,嚴格執行設計留設相應的邊坡角、臺階的幫坡角和臺階、邊坡高度,露天采礦剝采產生的渣土,嚴禁隨意堆放,需要全部堆放至排土場,加強對排土場的的運營管理,防止排土場失穩誘發滑坡、泥石流等地質災害;對露天采場的各幫邊坡建立完善的監測措施,并且定期進行監測,發現邊坡嚴重變形應及時進行處理。礦山地質環境恢復治理工程措施,主要有對地質災害點設置監測點,加強巡查、警示等,對露天采場的各幫邊坡,先及時建立完善的變形專業監測系統,并定期持續對邊坡進行專業監測;先期主要以全面監測為主,根據監測結果對危險區域加密監測,根據監測的結果,及時對變形嚴重區域采取相應的工程措施。露天開采對礦區地形地貌破壞影響程度嚴重,采礦結束后難以將露天采場恢復至原始地貌,治理方案設計盡量將該區地形地貌恢復后與周圍環境相適應。場地內現狀已經實施工程建筑物、場地、設施,不利于恢復耕地的作物生長,礦山閉坑后對整個工業場地地面設施拆除并實施植物恢復治理。
5效益措施
1)社會效益。
通過對礦區地質環境科學、系統的恢復治理,可改善礦山周圍生態環境,達到恢復生態植被,減少水土流失,減輕或消除了礦山地質環境問題的危害,為礦山和當地農村可持續發展打下了良好的基礎。礦山地質環境保護與恢復治理項目的實施,對加強民族團結、社會安定、構建和諧社會具有重要意義、對增強人民群眾的環境保護意識,建立環境友好型社會具有重要意義。
2)環境效益。
治理項目實施后,可逐步恢復礦山及周圍的植被和自然環境,增加森林覆蓋率,改善礦山周圍及下游的土質和水質,有效防止水土流失,減少滑坡、泥石流等地質災害的發生,環境效益顯著。同時保護了礦區及其附近的水土資源和當地居民的生產、生活環境。通過生物治理,可以增加礦區的植被覆蓋率,有利于自然生態環境的逐步恢復,對促進人與自然的和諧共存與共同發展也具有積極的作用。
3)經濟效益。
治理工程實施以后,減小了地質災害、礦山災害發生帶來的損失,有利于提高礦山的社會聲譽,從而增加礦山的礦產收入,其經濟效益是可觀的。同時還可以就地解決當地富余勞動力的就業問題,對提高當地居民經濟收入,保障礦山和當地農村的經濟發展環境,宏觀經濟效益十分顯著。
6結語
礦山地質環境保護與恢復治理是在保護環境的前提下開采礦產資源,在礦山建設和生產過程中首先力求消除產生負面影響的各種因素或降低影響程度,對產生的負面影響,通過治理措施達到國家規定的環境質量標準。通過規劃及各種管理手段,采取防范性措施,減少環境問題的發生,盡量避免礦山環境破壞或將其消除于礦山建設、生產過程中,做到防患于未然。對無法避免的礦山環境污染和破壞,則通過各種恢復治理措施,達到礦山環境保護的要求。
作者:楊大明 單位:中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司