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【摘 要】文章对矿山环境治理方面的问题进行了分析,研究了矿山环境治理中的主要技术,对矿山环境治理的主要模式进行了阐述,望引起各方重视。
【关键词】矿山环境;治理;技术;模式
在人类对矿产资源进行开发利用的过程当中,自然生态环境也不可避免的受到了影响与干扰。特别是在矿产资源开发力度与规模不断提升的背景之下,矿山生态环境恶化严重,环境治理工作的开展刻不容缓。本文即围绕矿山环境治理方面的相关问题展开分析。
1.开采沉陷治理技术
开采沉陷是矿山工作面作业实施期间最常发生的环境问题之一,工作面沉陷会对整个矿区矿产资源的开发利用效率造成不良影响,同时也潜在非常大的安全隐患。为了能够对该问题进行有效的控制,需要综合对多种治理技术手段的应用。具体而言,主要包括以下几点:
第一,从工程技术的角度上来说,针对埋设深度较大的工作面而言,可以应用覆岩结构加固补强的方式对开采工作面的沉陷问题进行处理。本方案的主要机制是:采用注浆加固技术对上覆岩层进行结补强,增强覆岩结构的长期稳定性。本方案的优势在于:工程量较小,工程费用低,结构稳定。
第二,从生态恢复的角度上来说,需要根据矿区在一定时期内的发展规划,遵循因地制宜的基本原则,采取立体种植,养殖等多种措施,逐步达成理想的复垦目标。在此过程当中,可以采取工程复垦与生物复垦相结合的方法。其中,工程复垦技术需要根据工作面沉陷后的地表形态以及土壤肥力条件来进行选取,选择包括梯田式整平复垦、挖深垫浅式复垦、充填法复垦、以及疏排法复垦在内的多种方案,生物复垦技术则主要是通过对微生物技术的合理应用,使新覆盖土能够在短期内达到改性与熟化的目标,促进矿区地表农业化学性质的改进,通过元素自然循环的方式对有害化学元素进行清除。
2.边坡失稳治理技术
在矿山开采作业中,特别是对于露天矿山而言,边坡结构失稳以及破坏是非常严重的,除了会对矿山开采的经济效益产生不良影响以外,也会对工作人员以及现场设备的安全造成威胁。研究显示,边坡结构,岩土性质,地下水储存状态,以及工作面开挖爆破等因素均与边坡失稳之间有密切的关系。因此,在对此类环境问题进行治理的过程当中,需要采取的技术手段应当包括以下几个方面:
第一,从水体治理的角度入手,可在边坡外围修筑排水沟,使地表水能够及时排出,避免其流入坡面张裂缝当中而造成岩土结构的改变。此过程中需要特别注意的是:针对宽度较大的裂缝,需要先使用废石进行填充,然后使用柔性物料对顶部进行填塞。同时,还可以通过布置水平疏干孔的方式,使张裂缝底部或者是破坏面周边的水头压力得到有效的控制。特别是对于岩质较硬的边坡而言,水一般沿岩石节理流动,因此通过水平孔穿过岩石节理往往能够取得非常理想的疏干效果。排出的水自集水沟中的外排,对矿区环境没有扰动。在此基础之上,为了满足地下疏干方面的要求,还可以根据矿区工作面的实际情况,设置必要的坑道排水,其优势在于适应性强,不会在低温条件下受到地表冻结的影响,使用寿命长。
第二,从爆破控制的角度入手,在露天开采作业过程中,对炸药量进行严格控制。即工作人员需要通过系统分析与计算的方式,尽量减少每次微差爆破的炸药量,以降低冲击波振动幅度。同时,可采取预裂爆破的工作模式,即在最终边坡面上开钻一排间隔距离较小的小直径孔,呈倾斜状分布,每孔总药量均低于生产孔,在爆破前先对这些孔位进行爆破,通过此种方式形成一条完整的破碎槽,将爆破所产生的冲击波反射出去,从而避免坡面过多的受到冲击波扰动,达到保护其结构稳定性的目的。
3.常见治理模式
3.1强工程模式
强工程治理模式的核心在于:安全高于一切。对于次生地质灾害频繁以及土地资源破坏严重的矿区而言,多适用于此类治理模式。该模式下,集中解决影响矿山环境稳定性的对象。例如,露天开采所诱发的高陡边坡,固定废弃物集中堆放所诱发的不稳定边坡等等。这种治理模式的主导是传统的工程治理技术,治理的目的在于:恢复并一定程度上提升治理对象的安全性。且在选择治理对象的过程当中,优先考虑的是其成灾风险指数以及致灾可能性。根据治理对象的具体情况,可以选择多种地质体加固技术进行处理,以达到降低灾害发生风险的目的。同时,在解决了治理对象的稳定性问题以后,还需要辅助生态恢复方面的技术手段,通过建设生态林或者是坡面挂网复绿的方式,促进植被的恢复以及地表径流强度的改善,实现表里同步治理的最终目标。
3.2强生态模式
对于一个完整的矿区生态环境而言,当中的构成要素复杂多样,包括大气,水体,植被,地貌,以及岩土等在内。在矿产资源不断勘探开发的过程当中,矿山生态环境受到不良影响,造成水土破坏,资源枯竭等方面的问题,由此所产生的后果会影响矿区生态环境中的每一个构成要素。因此,在对矿山环境进行治理的过程当中,还可采取强生态的治理模式。这种治理模式的主要目标是:对矿区受损的生态系统功能进行改善与修复,促进生态系统生产力与稳定性的提升,使矿区开采作业与矿山生态环境保护之间形成良性循环的关系。因此,此类治理模式主要适用于环境破坏严重,水土流失,或有沙漠化趋势的矿山环境。此过程当中,常使用的治理技术包括水文地质结构改造以及生态恢复技术等在内。
3.3强生物模式
强生物模式充分遵循了生物链的一般规律,对于水土污染问题严重的矿区而言有非常好的实用性。水土污染作为当前矿区生态环境破坏中最主要的问题之一,其会对环境的自修复能力造成影响,因此需要通过强生物治理模式下一系列治理技术,对此问题进行控制。在该治理模式下,主要应用的是生物修复方面的技术,此类技术的核心在于:通过对植物,动物,微生物自然降解作用的运用,将环境中存在的各类污染物加以去除,从而逐步使受到污染的生态系统功能恢复。同时,针对污染环境中存在的重金属元素超标问题,还可巧妙的利用植物具有的特异功能来加以解决。根据矿区环境受污染的实际情况,选择栽种某种特殊的植物,发挥此类植物相对于重金属元素的吸附以及置换能力,从而兼顾污染治理与生态修复目标的实现。
3.4多元复合模式
结合实际工作经验来看,一个矿区,特别是规模较大,开采时间较长的矿区而言,所产生的环境问题往往是多个层面与多个类型的,同时,造成环境破坏的原因是多个方面共同作用的结果。由此,导致了矿山环境问题成复合,叠加的状态。针对此类问题,建议在矿山环境治理的过程当中优先选择多元复合的治理模式。多元复合治理模式强调的是治理技术及其方案实施的针对性与具体性。对于受矿产资源勘探开采影响而造成土地资源破坏,水环境破坏,以及次生地质灾害并存的矿区环境而言,该治理模式的优势非常确切。具体实施中,针对各项环境效应下存在的重点问题进行针对性的控制与治理,两两并用或三者交叉,使环境治理效果更加的确切与理想。
4.结束语
矿山环境是个复杂的系统,它既是产生各种矿山环境问题的背景。同时受到矿山环境效应的影响和改造。在实施治理技术前,需要对矿区所面临的各种环境问题进行深入分析,有针对性的实施治理技术与方案,同时,还需要根据矿区生态环境的现状以及未来发展趋势,遵循一定的治理模式,使治理更加的有序与规范。 [科]
【参考文献】
[1]许敬华,陈甲斌.论矿山环境治理[J].中国矿业,2006,15(8):11-13.
[2]郭道冉,孙静.矿山环境治理的恢复策略[J].地球,2014,(5):264-264.
【关键词】矿山环境;治理;技术;模式
在人类对矿产资源进行开发利用的过程当中,自然生态环境也不可避免的受到了影响与干扰。特别是在矿产资源开发力度与规模不断提升的背景之下,矿山生态环境恶化严重,环境治理工作的开展刻不容缓。本文即围绕矿山环境治理方面的相关问题展开分析。
1.开采沉陷治理技术
开采沉陷是矿山工作面作业实施期间最常发生的环境问题之一,工作面沉陷会对整个矿区矿产资源的开发利用效率造成不良影响,同时也潜在非常大的安全隐患。为了能够对该问题进行有效的控制,需要综合对多种治理技术手段的应用。具体而言,主要包括以下几点:
第一,从工程技术的角度上来说,针对埋设深度较大的工作面而言,可以应用覆岩结构加固补强的方式对开采工作面的沉陷问题进行处理。本方案的主要机制是:采用注浆加固技术对上覆岩层进行结补强,增强覆岩结构的长期稳定性。本方案的优势在于:工程量较小,工程费用低,结构稳定。
第二,从生态恢复的角度上来说,需要根据矿区在一定时期内的发展规划,遵循因地制宜的基本原则,采取立体种植,养殖等多种措施,逐步达成理想的复垦目标。在此过程当中,可以采取工程复垦与生物复垦相结合的方法。其中,工程复垦技术需要根据工作面沉陷后的地表形态以及土壤肥力条件来进行选取,选择包括梯田式整平复垦、挖深垫浅式复垦、充填法复垦、以及疏排法复垦在内的多种方案,生物复垦技术则主要是通过对微生物技术的合理应用,使新覆盖土能够在短期内达到改性与熟化的目标,促进矿区地表农业化学性质的改进,通过元素自然循环的方式对有害化学元素进行清除。
2.边坡失稳治理技术
在矿山开采作业中,特别是对于露天矿山而言,边坡结构失稳以及破坏是非常严重的,除了会对矿山开采的经济效益产生不良影响以外,也会对工作人员以及现场设备的安全造成威胁。研究显示,边坡结构,岩土性质,地下水储存状态,以及工作面开挖爆破等因素均与边坡失稳之间有密切的关系。因此,在对此类环境问题进行治理的过程当中,需要采取的技术手段应当包括以下几个方面:
第一,从水体治理的角度入手,可在边坡外围修筑排水沟,使地表水能够及时排出,避免其流入坡面张裂缝当中而造成岩土结构的改变。此过程中需要特别注意的是:针对宽度较大的裂缝,需要先使用废石进行填充,然后使用柔性物料对顶部进行填塞。同时,还可以通过布置水平疏干孔的方式,使张裂缝底部或者是破坏面周边的水头压力得到有效的控制。特别是对于岩质较硬的边坡而言,水一般沿岩石节理流动,因此通过水平孔穿过岩石节理往往能够取得非常理想的疏干效果。排出的水自集水沟中的外排,对矿区环境没有扰动。在此基础之上,为了满足地下疏干方面的要求,还可以根据矿区工作面的实际情况,设置必要的坑道排水,其优势在于适应性强,不会在低温条件下受到地表冻结的影响,使用寿命长。
第二,从爆破控制的角度入手,在露天开采作业过程中,对炸药量进行严格控制。即工作人员需要通过系统分析与计算的方式,尽量减少每次微差爆破的炸药量,以降低冲击波振动幅度。同时,可采取预裂爆破的工作模式,即在最终边坡面上开钻一排间隔距离较小的小直径孔,呈倾斜状分布,每孔总药量均低于生产孔,在爆破前先对这些孔位进行爆破,通过此种方式形成一条完整的破碎槽,将爆破所产生的冲击波反射出去,从而避免坡面过多的受到冲击波扰动,达到保护其结构稳定性的目的。
3.常见治理模式
3.1强工程模式
强工程治理模式的核心在于:安全高于一切。对于次生地质灾害频繁以及土地资源破坏严重的矿区而言,多适用于此类治理模式。该模式下,集中解决影响矿山环境稳定性的对象。例如,露天开采所诱发的高陡边坡,固定废弃物集中堆放所诱发的不稳定边坡等等。这种治理模式的主导是传统的工程治理技术,治理的目的在于:恢复并一定程度上提升治理对象的安全性。且在选择治理对象的过程当中,优先考虑的是其成灾风险指数以及致灾可能性。根据治理对象的具体情况,可以选择多种地质体加固技术进行处理,以达到降低灾害发生风险的目的。同时,在解决了治理对象的稳定性问题以后,还需要辅助生态恢复方面的技术手段,通过建设生态林或者是坡面挂网复绿的方式,促进植被的恢复以及地表径流强度的改善,实现表里同步治理的最终目标。
3.2强生态模式
对于一个完整的矿区生态环境而言,当中的构成要素复杂多样,包括大气,水体,植被,地貌,以及岩土等在内。在矿产资源不断勘探开发的过程当中,矿山生态环境受到不良影响,造成水土破坏,资源枯竭等方面的问题,由此所产生的后果会影响矿区生态环境中的每一个构成要素。因此,在对矿山环境进行治理的过程当中,还可采取强生态的治理模式。这种治理模式的主要目标是:对矿区受损的生态系统功能进行改善与修复,促进生态系统生产力与稳定性的提升,使矿区开采作业与矿山生态环境保护之间形成良性循环的关系。因此,此类治理模式主要适用于环境破坏严重,水土流失,或有沙漠化趋势的矿山环境。此过程当中,常使用的治理技术包括水文地质结构改造以及生态恢复技术等在内。
3.3强生物模式
强生物模式充分遵循了生物链的一般规律,对于水土污染问题严重的矿区而言有非常好的实用性。水土污染作为当前矿区生态环境破坏中最主要的问题之一,其会对环境的自修复能力造成影响,因此需要通过强生物治理模式下一系列治理技术,对此问题进行控制。在该治理模式下,主要应用的是生物修复方面的技术,此类技术的核心在于:通过对植物,动物,微生物自然降解作用的运用,将环境中存在的各类污染物加以去除,从而逐步使受到污染的生态系统功能恢复。同时,针对污染环境中存在的重金属元素超标问题,还可巧妙的利用植物具有的特异功能来加以解决。根据矿区环境受污染的实际情况,选择栽种某种特殊的植物,发挥此类植物相对于重金属元素的吸附以及置换能力,从而兼顾污染治理与生态修复目标的实现。
3.4多元复合模式
结合实际工作经验来看,一个矿区,特别是规模较大,开采时间较长的矿区而言,所产生的环境问题往往是多个层面与多个类型的,同时,造成环境破坏的原因是多个方面共同作用的结果。由此,导致了矿山环境问题成复合,叠加的状态。针对此类问题,建议在矿山环境治理的过程当中优先选择多元复合的治理模式。多元复合治理模式强调的是治理技术及其方案实施的针对性与具体性。对于受矿产资源勘探开采影响而造成土地资源破坏,水环境破坏,以及次生地质灾害并存的矿区环境而言,该治理模式的优势非常确切。具体实施中,针对各项环境效应下存在的重点问题进行针对性的控制与治理,两两并用或三者交叉,使环境治理效果更加的确切与理想。
4.结束语
矿山环境是个复杂的系统,它既是产生各种矿山环境问题的背景。同时受到矿山环境效应的影响和改造。在实施治理技术前,需要对矿区所面临的各种环境问题进行深入分析,有针对性的实施治理技术与方案,同时,还需要根据矿区生态环境的现状以及未来发展趋势,遵循一定的治理模式,使治理更加的有序与规范。 [科]
【参考文献】
[1]许敬华,陈甲斌.论矿山环境治理[J].中国矿业,2006,15(8):11-13.
[2]郭道冉,孙静.矿山环境治理的恢复策略[J].地球,2014,(5):264-264.