廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理探討

王新杰　王新然

摘 要：礦山地質(zhì)災(zāi)害是人類開采礦山而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災(zāi)害。在過去，中小型礦山疏于管理，加之小型礦山的開采方法和選礦工藝落后，大多無環(huán)保措施，不注意廢棄礦區(qū)恢復(fù)治理，加劇礦區(qū)環(huán)境的惡化，廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害問題日趨嚴(yán)重。文章就多年的施工經(jīng)歷談一談廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害治理和礦山環(huán)境恢復(fù)。

關(guān)鍵詞：礦山環(huán)境；無序化開采；災(zāi)害防治

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加快了對(duì)礦物的需求與消耗，為礦產(chǎn)開采企業(yè)帶來更大的發(fā)展機(jī)會(huì)。然而由于迅猛發(fā)展的，潛在的致災(zāi)隱患不斷增多，且隨時(shí)可能發(fā)展成災(zāi)，造成人員傷亡、設(shè)備報(bào)廢、設(shè)施損毀甚至礦井關(guān)閉、資源浪費(fèi)等嚴(yán)重后果。

早期的小規(guī)模開采活動(dòng)多為露天開采，造成開采區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境破壞嚴(yán)重。一是破壞和占用了大量的植被和山體，對(duì)當(dāng)?shù)氐孛簿坝^和生態(tài)環(huán)境破壞極大，原本秀麗翠綠的青山，變成無數(shù)光禿禿的巖壁、亂石堆。二是在礦坑周圍有大量的廢石廢渣堆積，與采坑雜亂分布，造成嚴(yán)重的水土流失，植被破壞，環(huán)境污染。三是開采遺留的高陡邊坡受巖石破碎的影響，在汛期雨水沖刷下，切坡上部風(fēng)化破碎的巖石多次發(fā)生小崩塌災(zāi)害。四是采坑積水形成的水面無防護(hù)措施，造成時(shí)常有人在積水潭中溺水死亡，嚴(yán)重威脅村民和牲畜的安全，影響社會(huì)穩(wěn)定。五是在高陡邊坡周邊有居民點(diǎn)，一旦發(fā)生崩塌，將產(chǎn)生更為嚴(yán)重的后果。

1 廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害的種類

廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，按成災(zāi)與時(shí)間的關(guān)系，可分為突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害和緩發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害。主要包括地面和采空區(qū)塌陷、采礦場(chǎng)邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩、坑內(nèi)巖爆、采礦誘發(fā)地震、場(chǎng)庫失穩(wěn)、礦坑突水涌水、坑內(nèi)潰沙涌泥、環(huán)境污染及地?zé)岬鹊取Ｒ韵潞?jiǎn)要介紹幾種廢棄礦山經(jīng)常發(fā)生的災(zāi)害。

1.1 礦山地面和采空區(qū)塌陷

地面塌陷主要發(fā)生在礦山采空區(qū)，特別是那些礦體埋藏較淺，地面塌陷的現(xiàn)象更為常見。礦體埋藏相對(duì)較深的地下開采礦山，如果不能及時(shí)回填和崩落采空區(qū)，當(dāng)其達(dá)到一定規(guī)模就會(huì)產(chǎn)生大面積塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物，毀壞道路、水庫，還可直接導(dǎo)致礦山某些地下巷道的塌毀。

1.2 采礦場(chǎng)邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩

主要原因是不合理開采（如采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等），這種災(zāi)害多發(fā)生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。由于經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的開采，開采邊坡坡度陡，高差大，加之地層節(jié)理、裂隙發(fā)育，多處形成不穩(wěn)定的順向坡和側(cè)向坡，還存在大量的鷹嘴崖。大部分開采邊坡會(huì)出現(xiàn)落石（單塊或幾塊浮石的崩落）的現(xiàn)象。

1.3 場(chǎng)庫失穩(wěn)

主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區(qū)居民生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大危害，同時(shí)也給環(huán)境造成巨大破壞和污染。

1.4 環(huán)境污染

這是廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害的另一種重要形式。因采礦、選礦產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì)，未經(jīng)有效處理就被排放到江河湖海中，造成環(huán)境污染。礦山開采后，礦區(qū)范圍內(nèi)及附近地區(qū)，地表植被嚴(yán)重破壞，地表千瘡百孔，原來地貌景觀和生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，形成大片的未利用裸地。廢棄采場(chǎng)大量裸露的固體廢棄物刮風(fēng)時(shí)節(jié)產(chǎn)生大量粉塵，污染了大氣，降低了環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)可能對(duì)周邊居民的身體健康造成損害。另外廢渣、松散堆積物、生活垃圾就坡堆放，暴雨季節(jié)隨水流失，污染坡下的水源，使坡下更多的耕地沙化。

2 廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治

根據(jù)不同礦山的地質(zhì)條件和地形特點(diǎn)及礦山的開發(fā)利用方案，以及災(zāi)點(diǎn)的分布特點(diǎn)劃分不同層次的防治區(qū)，以便采取相應(yīng)的防治措施。

2.1 重點(diǎn)防治區(qū)

合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù)，加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)，建議作擋墻穩(wěn)固邊坡，開挖后如果出現(xiàn)開裂變形，建議做專門的工程地質(zhì)勘察。對(duì)于原有的災(zāi)害點(diǎn)，做好邊坡加固和預(yù)防工作，盡量消除因礦山開采而誘發(fā)災(zāi)害復(fù)發(fā)的隱患。渣場(chǎng)棄渣嚴(yán)格作好方量及邊坡坡度的設(shè)計(jì)，作好擋墻設(shè)計(jì)，設(shè)置攔渣壩，防止泥石流的產(chǎn)生。并充分、合理利用渣場(chǎng)，嚴(yán)禁隨意棄渣（特別在公路沿線）。設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，作好監(jiān)測(cè)記錄與分析工作，確保在易于發(fā)生災(zāi)害地段防患于未然。對(duì)礦區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，計(jì)劃進(jìn)行礦山復(fù)墾工作，恢復(fù)礦山生態(tài)功能。

2.2 次重點(diǎn)防治區(qū)

在進(jìn)場(chǎng)公路、礦山生活區(qū)建設(shè)中，會(huì)形成大量的邊坡和一定數(shù)量的棄渣，可能形成邊坡失穩(wěn)，造成滑坡和塌方；沿途不合理的棄渣可能造成水土流失，可能形成坡面泥石流，可能有滾石和飛石危害。科學(xué)合理設(shè)計(jì)邊坡參數(shù)，并進(jìn)行合理支護(hù)和加固，邊坡上方應(yīng)設(shè)置排水溝，做好地表擋排水措施。加強(qiáng)工地管理，合理堆放棄渣，嚴(yán)禁隨意棄渣；在險(xiǎn)要地段建設(shè)攔擋滾石和飛石的設(shè)施；將棄渣場(chǎng)扒平覆土，植樹還林，恢復(fù)植被。

2.3 一般防治區(qū)

區(qū)內(nèi)無主要建筑物和工程項(xiàng)目建設(shè)，主要可能因地表巖體的破碎而造成水土流失。應(yīng)嚴(yán)禁越界開采，減少人為擾動(dòng)，做好植被保護(hù)和水土保持。

3 廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)

礦山地質(zhì)環(huán)境治理設(shè)計(jì)的整體思路為：對(duì)高陡邊坡，根據(jù)地質(zhì)條件，分不同層高進(jìn)行爆破；對(duì)于較低邊坡，直接進(jìn)行整平；根據(jù)“宜水則水，宜林則林，宜地則地”的原則，盡量留有水塘作為養(yǎng)護(hù)水源，在水塘周邊建設(shè)護(hù)坡，并在水塘周圍種植樹木，復(fù)綠邊坡，在邊坡樹立警示牌；對(duì)于開采平臺(tái)，現(xiàn)狀面積較大，地形較復(fù)雜，將其遺留山體進(jìn)行爆破、整平復(fù)墾為建設(shè)用地。

治理應(yīng)把握幾個(gè)原則：

（1）以人為本原則。廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理要把人民生命安全放在首位，將受地質(zhì)災(zāi)害威脅的城鎮(zhèn)、村莊、重要交通干線等人類活動(dòng)聚集地作為治理重點(diǎn)，最大限度地減少礦山地質(zhì)環(huán)境問題造成的損失。

（2）因地制宜原則。充分考慮礦山廢棄土地的綜合利用價(jià)植，宜林則林，宜地則地，使其與周圍環(huán)境統(tǒng)一，使得礦山和周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

（3）科學(xué)規(guī)劃原則。根據(jù)當(dāng)?shù)氐某鞘幸?guī)劃和土地利用相關(guān)規(guī)劃，結(jié)合礦山地質(zhì)環(huán)境背景條件，提出相應(yīng)的治理方案，使得礦山治理規(guī)劃最大限度地符合城市的規(guī)劃。

（4）利益協(xié)調(diào)原則。治理設(shè)計(jì)要兼顧各方利益，在保障人員生命安全的前提下，最大限度地減少礦山治理占用的耕地面積和損毀的林地面積。做好礦山治理過程中占用土地的賠償工作，使得礦山治理順利進(jìn)行。

（5）節(jié)約資金原則。對(duì)于不同的治理方案，在保障安全的情況下選擇最易施工且資金最少的方案，方案設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于施工中產(chǎn)生的土石方量，可以獲得經(jīng)濟(jì)效益的部分經(jīng)費(fèi)用于抵消項(xiàng)目治理經(jīng)費(fèi)，以達(dá)到投入最低的資金獲得最大的環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

具體目標(biāo)和任務(wù)如下：

（1）因地制宜采用各類保護(hù)和綜合治理措施，消除礦山地質(zhì)災(zāi)害，基本杜絕礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，使礦山處于相對(duì)完全和穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）將治理區(qū)被破壞的土地復(fù)墾，改善礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境，恢復(fù)土地利用，土地復(fù)墾率達(dá)到84%以上。

（3）開展植被恢復(fù)與重建，使得礦區(qū)植被覆蓋率達(dá)到10%以上。

（4）實(shí)現(xiàn)水土侵蝕模數(shù)零增長(zhǎng)，恢復(fù)礦區(qū)自然生態(tài)環(huán)境并與周邊生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

近年來，隨著國(guó)家對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的重視，開采結(jié)束后，加大對(duì)礦區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃，進(jìn)行礦山復(fù)墾工作，恢復(fù)礦山生態(tài)功能。將棄渣場(chǎng)扒平覆土、植樹還林、恢復(fù)植被。并涌現(xiàn)出了一批新工藝：生物防治、工程防治。工程防治主要通過工程手段實(shí)現(xiàn)對(duì)有可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地域進(jìn)行防治。生物防治措施是指植樹造林、種草護(hù)坡及合理耕牧。通過上述地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)工作，減少水土流失，恢復(fù)礦山的生態(tài)功能，達(dá)到生態(tài)恢復(fù)與維護(hù)人類與環(huán)境和諧的目的。

4 廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)

4.1 監(jiān)測(cè)任務(wù)

根據(jù)礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題、礦山采坑特性、設(shè)計(jì)的治理工程特點(diǎn)等，來確定監(jiān)測(cè)任務(wù)如下：

（1）各邊坡建立變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)；（2）在整個(gè)治理工程施工過程中進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)并預(yù)報(bào)，確保施工期間工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

4.2 設(shè)計(jì)原則

（1）可靠性原則、多手段多層次和立體監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵部位重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和信息反饋原則；（2）安全監(jiān)測(cè)以爆破期間安全監(jiān)測(cè)為主，爆破監(jiān)測(cè)是安全監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)；（3）施工期間和運(yùn)行期間安全監(jiān)測(cè)互相結(jié)合、互相銜接。

4.3 監(jiān)測(cè)工作內(nèi)容

主要監(jiān)測(cè)爆破工程后坡體整體穩(wěn)定性，爆破期間碎石飛濺情況，其中重點(diǎn)監(jiān)測(cè)爆破碎石飛濺。

4.4 監(jiān)測(cè)方法

采取簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)的方法和全站儀監(jiān)測(cè)地表變形，監(jiān)測(cè)主要設(shè)計(jì)采用定期目測(cè)。定期目視觀測(cè)露天采場(chǎng)邊坡變化情況，每次監(jiān)測(cè)均應(yīng)做好詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)記錄，必要時(shí)應(yīng)照相或攝影。如發(fā)現(xiàn)異常跡象，現(xiàn)場(chǎng)記錄后應(yīng)立即報(bào)告。定期利用全站儀監(jiān)測(cè)地表變形情況，每次監(jiān)測(cè)均應(yīng)做好詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)記錄，如發(fā)現(xiàn)異常跡象，現(xiàn)場(chǎng)記錄后應(yīng)立即報(bào)告。監(jiān)測(cè)頻率為旱季一般每10天監(jiān)測(cè)一次，雨季每5天監(jiān)測(cè)一次，施工期間和遇久雨、暴雨等特殊情況，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)應(yīng)適當(dāng)加密。

4.5 監(jiān)測(cè)計(jì)劃

防治工程施工期間的監(jiān)測(cè)工作以建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、獲取防治工程治理前及治理過程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為目的，實(shí)施目測(cè)監(jiān)測(cè)與儀器監(jiān)測(cè)相結(jié)合。如在施工過程中周邊的坡體位移變化和施工期間大氣降雨強(qiáng)度等。

4.6 監(jiān)測(cè)工程量、監(jiān)測(cè)時(shí)間

每個(gè)采坑設(shè)立1個(gè)邊坡變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，大的采坑設(shè)立2～3個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，安排兼職人員，定期巡視并記錄。

5 結(jié)束語

通過礦山的地質(zhì)環(huán)境治理，使治理區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境得到極大改善，裸露山體重新披上綠裝，與周邊的自然風(fēng)貌融為一體，恢復(fù)山體植被，提高森林植被覆蓋率。通過礦山治理，生態(tài)環(huán)境改善帶來的治理區(qū)及周邊土地獲益、周邊人民生活條件和生活質(zhì)量的提高，人文環(huán)境及居住環(huán)境的改善，以及投資環(huán)境的優(yōu)化，提供了間接經(jīng)濟(jì)效益。在礦山開采問題上我們必須堅(jiān)持“誰開發(fā)誰保護(hù)，誰閉坑誰復(fù)墾，誰破壞誰治理”的原則，加強(qiáng)對(duì)礦山環(huán)境的管理。礦山地質(zhì)環(huán)境治理是一項(xiàng)專業(yè)性和技術(shù)性很強(qiáng)的工作，牽涉面廣，加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理，需要各部門的通力協(xié)作。只有解決好礦山開采與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，才能促進(jìn)中國(guó)采礦業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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