礦山地質(zhì)環(huán)境治理

　　摘要：我國礦山生態(tài)環(huán)境污染與破壞十分嚴重，礦山開采不當造成地表塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水體污染、礦震等各種地質(zhì)災害，給國家造成了嚴重的經(jīng)濟損失并危及人民生命財產(chǎn)安全。為更加科學有效地開展礦山環(huán)境治理工作，國土資源部部長徐紹史簽署第44號部令公布《礦山地質(zhì)環(huán)境保護規(guī)定》，明確提出了保證金制度等解決措施。嚴峻的形勢要求我們必須貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，全面實施全國礦山環(huán)境治理規(guī)劃，確實保護好礦山地質(zhì)環(huán)境。

　　關(guān)鍵詞:地質(zhì)災害; 礦山地質(zhì)環(huán)境; 環(huán)境治理

　　1 我國礦山環(huán)境概況

　　我國是一個礦業(yè)大國,煤炭、鋼鐵、有色金屬等產(chǎn)量均排于世界前列。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,礦產(chǎn)資源的需求和消耗越來越大,而采掘業(yè)的發(fā)展使礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度、廣度和深度也越來越大。目前品位較富、埋藏較淺,易采易選、交通方便的礦床已優(yōu)先開采。礦床開采的趨勢趨于深部復雜地層。礦山在開采資源的同時,不僅有誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突變性地質(zhì)災害的可能,而且有誘發(fā)地面沉降、土壤荒漠化、水環(huán)境惡化、生態(tài)環(huán)境惡化等緩變性地質(zhì)災害的可能性。日本色堡煤礦1955 年一次暴雨形成人工泥石流造成370人的傷亡;1966 年英國南威爾士阿伯番煤礦排土場滑坡,使144 人喪身;我國湖北省某磷礦一次山體崩塌事故,整個工業(yè)場地和居住區(qū)被淹理,死亡數(shù)百人;滬沽鐵礦、云浮硫鐵礦、潘洛鐵礦、永平銅礦、海南鐵礦以及東川礦務局所屬銅礦都相繼發(fā)生過規(guī)模較大的泥石流災害。尾礦壩崩塌造成的嚴重災害,在國外的有智利愛爾克伯區(qū)尾礦壩。國內(nèi)有云錫火谷都尾礦壩。 2 礦山地質(zhì)環(huán)境治理原則

　　2.1 以人為本、防災減災

　　所有的地質(zhì)災害,直接或間接的對礦山職工和礦區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅,因此礦山環(huán)境治理首先要保證礦區(qū)免遭礦山開發(fā)誘發(fā)的各種地質(zhì)災害的危害,達到防災減災的目的。

　　2.2 因害設(shè)防、綜合治理

　　針對礦山地質(zhì)環(huán)境破壞的特點、方式、分布及危害程度,抓住重點和關(guān)鍵環(huán)節(jié),因地制宜、害設(shè)防,采取攔、排、護、整、填、植等方面的綜合治理措施對礦山環(huán)境進行治理。

　　2.3 注重效益、分期實施

　　礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程應遵循生態(tài)社會效益優(yōu)先的同時,爭取最大的經(jīng)濟效益。區(qū)別不同礦山地質(zhì)環(huán)境問題,采取不同的治理措施。同時根據(jù)資金情況、礦山地質(zhì)環(huán)境問題的危害大小、輕重緩急,分期、分階段進行治理。

　　2.4 工程措施與生物措施相結(jié)合

　　礦山環(huán)境治理只有將工程措施與生物措施緊密結(jié)合才能達到礦山環(huán)境治理的最終目標[1] 。各種工程措施只要配置合理,就能根治地質(zhì)災害。但其缺點是投資過大,而生物措施恰好彌補工程措施的缺點,其投資較小,能改善小氣候的特點,使其廣泛應用于礦山環(huán)境治理中。 3 礦山地質(zhì)環(huán)境治理具體措施

　　3.1 地下采空區(qū)和礦山疏干排水導致地面沉陷、形成地裂縫,影響地面的農(nóng)田和建筑物。采空區(qū)是地下固體礦床開采后的空間及其圍巖失穩(wěn)而產(chǎn)生位移、開裂、破碎垮落,上覆巖層整體下沉、彎曲并引起的地表變形和破壞,在地面上常可見到圓形塌陷坑及平行于地下開采巷道的地裂縫。由于疏干排放地下水,改變了地下水流的自然滲流、徑流條件,水浮力消失,水的潛蝕作用使充填物流失,形成空洞,在真空吸蝕力和重力作用下也可造成塌陷[2] 。對采

　　空區(qū)的治理主要是為了預防與控制地表殘余沉陷的發(fā)生。此類方法可細分為4 種:

　　(1) 全部充填采空區(qū)支撐覆巖,以徹底消除地基沉陷隱患。充填法可分: 干石充填法、尾砂充填法、膠結(jié)充填法、注漿充填、水力充填和風力充填等。其中,以注漿法應用最廣泛、效果最好;

　　(2) 局部支撐覆巖或地面構(gòu)筑物,減小采空區(qū)空間跨度,防止頂板垮落。常用的方法有注漿柱、井下砌墩柱和大直徑鉆孔樁柱或直接采用樁基法等;

　　(3) 注漿加固和強化采空區(qū)圍巖結(jié)構(gòu),充填采動覆巖斷裂帶和彎曲帶巖土體離層、裂縫,使之形成一個剛度大、整體性好的巖板結(jié)構(gòu),有效抵抗老采空區(qū)塌陷向上發(fā)展,使地表只產(chǎn)生相對均衡的沉陷,以保證地表構(gòu)筑物的安全;

　　(4) 采取措施。釋放老采空區(qū)的沉降潛力法,在采空區(qū)地表未利用前,采取強制措施加速老采空區(qū)活化和覆巖沉陷過程,消除對地表安全有較大威脅的地下空洞。在沉陷基本穩(wěn)

　　定后再開發(fā)利用地表土地。常用方法有崩落法、堆載預壓法、高能強夯法和水誘導沉降法等。 312 大量開采礦產(chǎn)資源,為泥石流的產(chǎn)生提供了大量松散固體物質(zhì)。也造成了崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災害現(xiàn)象。

　　在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中,由于一方面開采礦產(chǎn)資源形成大量的礦山廢棄物,特別是私人進行的無序開采,廢棄物隨意堆放在山坡上。另外開采礦產(chǎn)資源及修筑運輸?shù)缆穼ι狡轮脖辉斐奢^大的破壞,切坡不當、廢礦井陷落引起的地面崩塌等因素可使溝內(nèi)土量劇增,使地表徑流系數(shù)大大增加,洪峰流量增加,進入雨季在地表山洪沖刷下,大量松散物質(zhì)在雨水浸潤飽和液化后而發(fā)生的因過度充水而引起下滑,便暴發(fā)泥石流。此種泥石流稱為礦山泥石流[3] 。

　　礦山泥石流具有源地集中,松散固體物質(zhì)充足,破壞和淤埋能力很強的特點。一旦暴發(fā)嚴重危害農(nóng)田和下游居民生命財產(chǎn)安全。為此,對其防治首先應納入礦山建設(shè)總體規(guī)劃中,主要是合理選擇好排土場,并在建設(shè)階段列出泥石流防治工程項目,在基建和采礦過程中根據(jù)需要分期分批實施,以防止泥石流災害;選擇恰當?shù)牟傻V方式并選擇好排土場類型。在治理措施方面,應在整個泥石流流域內(nèi),采用蓄水、攔擋、改土、排導和造林等多種措施。上游采用蓄水和引水隧洞等措施。將上游清水水流引走,使水流與松散堆積體脫離接觸,以避免泥石流的形成;并修建攔擋壩,以攔截形成泥石流體的物質(zhì)來源。中游采用擋土墻或土釘墻等措施,防止泥石流體對道路農(nóng)田和房屋建筑的破壞。下游采用排導工程,包括排導溝等措施,將泥石流安全地排入大河,或堆積于堆積扇下部,以保護下游地區(qū)的公路、村鎮(zhèn)或農(nóng)田的安全。