贛南地區(qū)離子型稀土礦山地質(zhì)環(huán)境問題評價方法探討

呂鐵硬 郝多虎 梅軍軍

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京 100083)

離子型稀土礦資源是不可再生的戰(zhàn)略性資源，是國家實(shí)行保護(hù)性開采的特種礦種。我國例子型稀土資源占世界同類資源的90%，而江西贛南就占全國同類資源的三分之二，素有“稀土王國”的美譽(yù)。歷年來，贛南離子型稀土產(chǎn)銷量均占全國同類礦產(chǎn)品德70%以上，在全國乃至世界都有舉足輕重的地位。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理

工作區(qū)位于江西省定南縣東界安遠(yuǎn)縣、尋烏縣，南界廣東省龍川縣、和平縣，西界龍南縣，北界信豐縣，工作范圍經(jīng)緯度坐標(biāo)為 114°59'43″E ～115°11'16″E、24°53'24″N ～25°2'14″N，面積300Km2，為江西省稀土資源開發(fā)重點(diǎn)區(qū)域。

1.2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

通過野外踏勘，了解到由離子吸附型稀土礦開采活動引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題主要包括以下四方面:

(1)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。工作區(qū)內(nèi)幾乎全部的礦山都有不同規(guī)模的山體滑坡、崩塌，有的甚至已經(jīng)發(fā)生過泥石流或存在泥石流隱患。

(2)地形地貌破壞嚴(yán)重。由于工作區(qū)的礦山大都采取過“搬山式”異地開采方式進(jìn)行稀土礦開采，導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)地形地貌遭到嚴(yán)重破壞，植被難以恢復(fù)，礦區(qū)內(nèi)固體廢棄物占壓大量土地。

(3)水土流失嚴(yán)重。由于植被破壞，尾砂松散堆積，結(jié)構(gòu)疏松，坡面坡度較大，抗沖蝕能力低，降雨后容易造成水土流失。工作區(qū)內(nèi)各個礦區(qū)水土流失現(xiàn)象隨處可見，非常普遍。

(4)原地浸礦區(qū)存在嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害隱患。工作區(qū)內(nèi)，幾乎全部的滑坡、崩塌和泥石流都發(fā)生在原地浸礦區(qū)。工作區(qū)內(nèi)離子吸附型稀土礦的開采工藝目前均采用原地浸礦工藝。相比原先的池浸工藝而言，不但稀土回收率高，而且對山體破壞也較小，因此得到推廣使用。原地浸礦法是通過在含礦山體頂部開掘若干滲井，注入大量硫酸銨溶液，使稀土轉(zhuǎn)入浸液，然后再從浸出液中回收稀土礦。但是由于山體長時間受浸礦液沖蝕，內(nèi)部結(jié)構(gòu)虛空;同時，由于浸礦液使巖土體容重增大，抗剪強(qiáng)度大大降低，山體極易發(fā)生崩塌、滑坡或泥石流現(xiàn)象。另一方面，原地浸礦工藝是將浸礦液直接注入山體，浸出液難免滲入地下，從而污染地下水，對生態(tài)環(huán)境造成破壞。

2 研究思路和評價方法

2.1 研究思路

針對目標(biāo)任務(wù)，全面收集礦區(qū)已有資料，基于高分遙感影像數(shù)據(jù)，開展對礦區(qū)土地?fù)p毀、廢液池、崩塌、滑坡、泥石流、地表水體污染、水土流失等要素進(jìn)行信息提取。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地面水土污染分析和波普測試，首先對研究區(qū)進(jìn)行單因子評價，然后利用ARCGIS的空間分析模塊中的柵格加權(quán)疊加分析模塊進(jìn)行綜合評價。

2.2 評價方法

礦山地質(zhì)環(huán)境問題評價采用數(shù)學(xué)綜合評判的半定量方法，既選取對工作區(qū)地質(zhì)環(huán)境影像程度較大的因素，在充分考慮各選取因素對礦山地質(zhì)環(huán)境的影響大小(即權(quán)重)的條件下，劃分0.5Km×0.5Km網(wǎng)格，通過疊加、空間分析、空間統(tǒng)計(jì)得出各單元網(wǎng)格內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的危害及潛在隱患程度對單元格進(jìn)行綜合評定等級。力求較全面、真實(shí)地對整個工作區(qū)內(nèi)的礦山地質(zhì)環(huán)境狀況進(jìn)行評估分級。

2.3 權(quán)重的確定、評價因子選擇及評分標(biāo)準(zhǔn)

為了保證指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的客觀性、公正性和科學(xué)性，采用層次分析法對各指標(biāo)進(jìn)行定權(quán)。層次分析法是由美國的運(yùn)籌學(xué)家(T.L.Satty)于20世紀(jì)70年代末提出的。層次分析法是將評價問題的有關(guān)因素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，是一種多層次權(quán)重解析方法。該方法的特點(diǎn)是綜合了專家知識，是一種定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法和評價方法。

表1 礦山地質(zhì)環(huán)境問題遙感評價指標(biāo)等級表

3 綜合評價

根據(jù)先前建立的礦山地質(zhì)環(huán)境問題評價體系，將工作區(qū)的地質(zhì)環(huán)境劃分為較好、較差、差和極差四個等級，評價結(jié)果見表1。木子山、陳坳下、細(xì)坑北部、長坑尾、坳背塘、農(nóng)技六礦、張?zhí)焯门c龍船坑之間、來水坑與田螺坑之間等8處，處于極差等級的范圍內(nèi)。地質(zhì)環(huán)境等級為差的區(qū)域大多分布在稀土開采較為集中的中部地區(qū)，主要有甲子背、老虎坑、青逕塘、張?zhí)焯?、豬媽坑、座加形、竹山背等礦區(qū)。工作區(qū)內(nèi)所有存在稀土開采活動的礦權(quán)區(qū)全部落入較差等級范圍之內(nèi)，可見稀土礦開采對環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響。工作區(qū)內(nèi)的礦權(quán)區(qū)周邊的作用。制作和安裝鋼柱是鋼結(jié)構(gòu)施工施工過程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，所以施工人員一定要按照施工規(guī)范進(jìn)行操作。制作鋼柱時，一定要嚴(yán)格控制鋼柱的精度，以免下料時因受多種因素影響而出現(xiàn)誤差，影響到鋼構(gòu)件成品的精度以及施工質(zhì)量。一些已經(jīng)安裝好的鋼構(gòu)件要依次進(jìn)行編號以作區(qū)分;一些鋼柱的橫截面可能相同，也要作清除的標(biāo)記，并且不允許隨意進(jìn)行調(diào)換，以免安裝過程中出現(xiàn)差池。為了確保能夠嚴(yán)格控制鋼柱的制作和安裝過程，施工人員要從以下幾個方面著手:

第一、按照施工設(shè)計(jì)要求給鋼柱各部件選擇合適的安裝位置，如果存在誤差也只能在施工設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)。

第二、通常鋼柱裝配部位的標(biāo)高會采用絕對標(biāo)高以及相對標(biāo)高兩種方式進(jìn)行控制。所謂絕對標(biāo)高是指要嚴(yán)格的控制每一根鋼柱的實(shí)際標(biāo)高，并且施工規(guī)范還要求，鋼柱的制作及安裝人員要分別對每一根鋼柱存在的變形誤差以及制作誤差進(jìn)行控制，而且要確保鋼柱的誤差不會超過施工設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定的范圍，進(jìn)而從整體上將整個建筑工程可能存在的誤差控制住，以提高建筑物的質(zhì)量。絕對標(biāo)高控制是針對樓層在12層以上的房屋建筑物而言的，而相對標(biāo)高常用于12層以下的建筑物中，對于豎向荷載變形以及焊接變形產(chǎn)生的誤差通常不會考慮，它所允許的鋼柱長度存在的誤差需保持在3毫米以內(nèi)。施工人員在計(jì)算鋼柱的誤差值時，要確保它的總和小于建筑物總高度誤差，這樣才能滿足施工規(guī)范規(guī)定的要求。

(3)制作和安裝框架梁

在高層建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)的另外一個重要組成部分是框架梁。工廠在生產(chǎn)制作框架梁時要采用預(yù)制法，等到框架梁只做好后才能送到施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝。不過框架料在下料前，要充分考慮割縫以及焊接時引起的變形收縮所帶來的損失等諸多因素，且要保持下料的長度比實(shí)際設(shè)計(jì)的長度要長;框架梁的成品以及裝配使用的部件要按照類別分別進(jìn)行編號，以免混淆了，這樣也能進(jìn)一步確保鋼結(jié)構(gòu)的制成品能夠達(dá)到施工設(shè)計(jì)以及施工規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)，與此同時也能節(jié)省材料;施工人員要充分利用框架梁受力的特點(diǎn)，在框架梁和鋼柱之間的連接處選擇一個位置設(shè)立一個懸臂短梁，它的斷面要呈H型，從而確?？蚣芰壕邆涑渥愕某休d力來滿足施工規(guī)范的要求;在對框架梁和懸臂梁翼緣進(jìn)行焊接時，要采取剛性連接法，腹板則需選用貼角來焊縫，焊接時要采用剖口熔透焊縫，通過將鋼柱和框架梁牢固的連接在一起，使得整個框架梁的承載力進(jìn)一步的增強(qiáng);由于混凝土結(jié)構(gòu)的加工精度比較低，當(dāng)把框架梁和混凝土結(jié)構(gòu)連接在一起時，很容易在安裝的時候出現(xiàn)誤差，這時就需要在腹板上選擇一個合適位置鑿開一盒橢圓孔來處理誤差，需注意的是橢圓孔的邊距要和施工規(guī)范要求的一致，而且圓孔的長向尺寸一定不能超過螺栓直徑的2倍。

四 結(jié)語

高層建筑工程中對鋼結(jié)構(gòu)的施工要求特別嚴(yán)，這是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的施工工藝非常復(fù)雜。近幾年我國的經(jīng)濟(jì)取得了很大的進(jìn)步，相應(yīng)的也帶動了城市化進(jìn)程的發(fā)展，進(jìn)而使得鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑工程施工中得到了更加廣泛的應(yīng)用。然而我國的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)還存在著很大的差距，所以我國的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平仍然需要提高，這就需要施工技術(shù)人員不斷提高對技術(shù)研究和創(chuàng)新的認(rèn)識，并加強(qiáng)對外國先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)，進(jìn)而不斷地改善我國鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)存在的不足，從而促使其施工效率的提高，推動我國高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)能夠跟上發(fā)達(dá)國家的施工技術(shù)水平。

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