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【摘 要】 随着社会的发展与工业的进步,矿产资源的需求越来越大,因此对矿山的开采要求也越来越高。在矿产资源的开采中,矿山的持续开发造成了许多地质的环境的问题,这些环境问题日益严重,逐渐成为阻碍采矿业可持续发展的主要因素。本文就矿山环境地质问题及其研究现状进行若干阐述与探讨。
【关键词】 矿山环境;地质灾害;保护治理
1 矿山开采中的现状及潜在的环境地质问题
1.1地下采矿诱发地震与边坡失稳
由于地下开采必须开掘地下坑道系统,以及采矿后形成的采空区,都会导致矿区围岩岩层变形,发生崩落、坍塌,并波及地表,出现连续或不连续下沉。后者的特点是在一个有限的地面产生很大的位移,形成阶梯状断面,塌陷坑、筒状陷落、柱塞状下沉、溶洞、矿块崩落、上盘渐进崩落等多种破坏形式。
采空诱发山体开裂、崩滑等地质灾害,是在高陡地形条件下,因山崖(坡)下采矿的管理不善或设计不当,滥采及长期采掘破坏了山体的原始稳定状态,最终产生倾倒、滑崩等地质灾害,轻者影响安全生产,中断交通;重则酿成人员伤亡、财产损失、破坏环境等巨大灾难。这是典型且具有普遍性的人为诱发地质灾害,在我国,由于采矿工艺较落后,开裂崩滑灾害较为突出。过去,我国在陡崖下开采煤、磷、铁、硫等矿產都曾诱发过山崩灾害,尤以鄂西和川东的一些小型采矿区较为严重。但惨痛的教训并未引起人们的足够重视,致使此类灾害仍时有发生。
1.2采矿诱发地震
这是一种危害较大的地下型人工诱发灾害。它包括由采矿或抽水采矿引起的冲击地震和陷落地震,以及岩爆、煤爆等灾害。冲击地震。采矿往往需辅之以爆破、开掘井巷等,当岩体(山体)受到突然冲击,土石崩落、地层滑动或陷落,矿井坍塌、洞穴发育地段发生塌陷等,均可引起冲击地震,造成危害。在采空区范围内,如有断裂通过,沿断裂形成的应力突然释放,产生大量的能,也可能导致地震。而在矿区外围,也可因上述冲击地震而产生的传递作用,沿构造方向发生地震迁移。造成更大范围的地震灾害。
抽水采矿也可诱发地震。抽水前,由于水压作用,断裂面(带)受水浸润,一旦失去水压,沿断裂面发生卸荷作用,形成偏差压力,当差应力大于断面的抗剪强度时,即出现粘滑效应,诱发地震。陷落地震。矿井顶板陷落,岩洞塌陷可引起陷落地震。此类地震的破坏性也是普遍和严重的。陷落地震发生后,还可以因冲击震动诱发冲击地震,造成更大的危害。岩爆或煤爆是地压以小规模方式急剧释放的一种表现,往往出现在新采的掌子面上,其危害范围较小,但对井下工作人员、设备的安全构成威胁。
1.3露天开采引起边坡失稳
露天开采塑造了边坡,随着开采深度的加大,边坡规模增大,既严重地破坏地应力的自然均衡,又导致人工边坡的变形、破坏和滑落。
1.4废矿、矸石等的堆放引起工程地质环境恶化
1.4.1对土壤、水资源的污染
矿业废矿、矸石、尾砂中含有大量有机成分,同时富含金属、碱土金属和硫化物及有害物质等。当大气降水渗入其中后,少量直接渗入废矿矸石堆地下,大部分则形成溢流水,向地势低洼处积聚排泄。大量可溶性无机盐溶解于水中直接入渗补给地下水,造成废矿矸石堆周围地下水污染。地下水呈现高矿化度、高硬度,硫酸盐、钠离子含量普遍高于地下背景值。废矿、矸石溢流水污染使土壤盐份升高而导致盐碱化,土壤含盐量高于农作物的耐盐临界浓度,作物生长发育受到严重抑制,甚至导致部分土地弃耕。另外,选矿厂、洗矿厂排出的废水对地表、地下水资源的污染也是不可忽视的。
1.4.2对空气的污染
对空气污染主要源自矿山生产排放的废气,特别是有自燃性矿床的矿山,在高温季节,将产生大量有害气体,如H2S、SO2、CO2等,使周围地区常常尘雾蒙蒙,严重影响邻近居民的身体健康及农作物生长。
1.4.3产生泥石流、滑坡等灾害
废矿、矸石及尾矿的堆放及回填,在经受不断的内、外因素,如本身的物理、化学性质的改变及大气降水、地下水的影响,可引起动力灾害破坏环境。主要表现为堆积物稳定性受到破坏,从而发生滑波、泥石流以及尾矿坝的破坏。目前,对废矿矸石等的处理方法尚不完善,限于技术和经济条件,未能实现广泛处理,只少量利用其为建材原料,或复填矿坑美化环境、复田等。因而要根本解决废矿矸石等所引起的灾害,有待我们进一步的研究。
此外,采矿爆破还引起工程地质问题。采矿中,不论是地下采矿还是露天采矿,都经常进行大量的爆破作业,其产生的爆破地震波、空气冲击波及其所带来的爆破效应,将会引起爆区周围地表开裂、建筑物受损、边坡失稳等不良影响,由此而引起的工程地质问题,也是工程爆破界关注的重点和难点。
2 矿山开采中环境地质灾害防范对策
2.1加强宣传
要提高全民爱护和保护矿山、合理开发矿产、节约利用矿产、关注矿山开采的生态环境效应、科学地进行矿业活动的意识。建立和完善矿山生态环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系只有这样才可以真正做到危害最小化利益最大化。在矿山地区加强相关工作人员的安全意识,确保其安全上岗。在当地,相关宣传更应该深入人民群众中去。建立完善的矿山地质环境保护标准体系通过建立覆盖矿山地质环境调查、评价、监测、保护与合理利用等方面的矿山地质环境保护标准体系。多种多样的地质灾害防范宣传活动,相关部门应引起全社会的广泛注,加强对地质灾害的重视,从而为更有效的地质灾害预防做出贡献。
2.2建立治理模式
在矿山开采过程中应该建立科学合理的治理模式。建立起防水蚀、风蚀兼顾的综合防护体系,水土保持植被建设包括水土保持林草、经济林、防护林、薪炭林等内容。这样,可以在一定程度上固结矿山土壤,可以有效地防止水土的流失。采取支挡、铆固、加固边坡、改变滑体外型及疏排地表、地下水等措施以防治滑坡。在建立科学治理模式的过程中尤其应该对矿山泥石流的治理主要以拦挡为主,要查明矿床周围的地球环境、生态环境和水文地质条件,在防治矿山因开采而产生及诱发的显性地质灾害的同时,亦需重视闭坑后潜在的矿山灾害可能对已复垦土地产生的危害。认清矿山地质灾害发生的持续性及潜在灾害发生的滞后性可能带来的危害修筑拦截坝,拦淤、封固流域内大量的松散固体物质。并在合理位置修建沟渠,使治理后的泥石流能快速流畅地排走。矿山采、选、冶设计和生产要立足于长远,尤其应该注意兴修水利,在水源的涵养以及林木资源的保护方面更应该有所侧重。
2.3做好监测体系
做好环境地质灾害的监测体系是做好防灾减灾工作的重中之重。建立健全环境地质灾害的应急处理体系是矿山开采过程中重要目标之一。加强矿山地质环境保护标准的制修订工作,使矿山地质环境保护标准无论从数量上还是覆盖面上都能够充分满足矿山地质环境保护工作的需要。减少废水和污染物的排放,懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时,科学的采矿方法将被越来越广泛地采用。
使得开采工作更为科学合理的进行。只有在全面掌握矿山矿产资源开采过程中可能发生的一切事宜,应用高新科学技术,加强矿山生态环境与地质灾害动态监测是避免人员伤亡和减少经济损失的重要环节。在防治矿山因开采而产生及诱发的显性地质灾害的同时,亦需重视闭坑后潜在的矿山灾害可能对已复垦土地产生的危害。认清矿山地质灾害发生的持续性及不能坐吃山空,应该为子孙后代做好长远打算,把灾害防治与土地复垦结合起来,要着重改进生产工艺,以达到矿山闭坑后生态重建的目的。
3 结束语
总之,在矿山开采过程中,充分认识到我国地广人多的社会现实,和环境地质分析是非常重要的环节,并制定具有针对性的防治对策,才可以更好地促进我国的经济的建设作出贡献。
参考文献:
[1]屠世浩.陈宜先.煤矿开采对环境的影响及其对策研究[期刊论文]-矿业研究与开发2012
[2]匡文龙,邓义芳.对我国矿山地质环境保护工作的对策建议[J〕.中国安全科学学报,2012
【关键词】 矿山环境;地质灾害;保护治理
1 矿山开采中的现状及潜在的环境地质问题
1.1地下采矿诱发地震与边坡失稳
由于地下开采必须开掘地下坑道系统,以及采矿后形成的采空区,都会导致矿区围岩岩层变形,发生崩落、坍塌,并波及地表,出现连续或不连续下沉。后者的特点是在一个有限的地面产生很大的位移,形成阶梯状断面,塌陷坑、筒状陷落、柱塞状下沉、溶洞、矿块崩落、上盘渐进崩落等多种破坏形式。
采空诱发山体开裂、崩滑等地质灾害,是在高陡地形条件下,因山崖(坡)下采矿的管理不善或设计不当,滥采及长期采掘破坏了山体的原始稳定状态,最终产生倾倒、滑崩等地质灾害,轻者影响安全生产,中断交通;重则酿成人员伤亡、财产损失、破坏环境等巨大灾难。这是典型且具有普遍性的人为诱发地质灾害,在我国,由于采矿工艺较落后,开裂崩滑灾害较为突出。过去,我国在陡崖下开采煤、磷、铁、硫等矿產都曾诱发过山崩灾害,尤以鄂西和川东的一些小型采矿区较为严重。但惨痛的教训并未引起人们的足够重视,致使此类灾害仍时有发生。
1.2采矿诱发地震
这是一种危害较大的地下型人工诱发灾害。它包括由采矿或抽水采矿引起的冲击地震和陷落地震,以及岩爆、煤爆等灾害。冲击地震。采矿往往需辅之以爆破、开掘井巷等,当岩体(山体)受到突然冲击,土石崩落、地层滑动或陷落,矿井坍塌、洞穴发育地段发生塌陷等,均可引起冲击地震,造成危害。在采空区范围内,如有断裂通过,沿断裂形成的应力突然释放,产生大量的能,也可能导致地震。而在矿区外围,也可因上述冲击地震而产生的传递作用,沿构造方向发生地震迁移。造成更大范围的地震灾害。
抽水采矿也可诱发地震。抽水前,由于水压作用,断裂面(带)受水浸润,一旦失去水压,沿断裂面发生卸荷作用,形成偏差压力,当差应力大于断面的抗剪强度时,即出现粘滑效应,诱发地震。陷落地震。矿井顶板陷落,岩洞塌陷可引起陷落地震。此类地震的破坏性也是普遍和严重的。陷落地震发生后,还可以因冲击震动诱发冲击地震,造成更大的危害。岩爆或煤爆是地压以小规模方式急剧释放的一种表现,往往出现在新采的掌子面上,其危害范围较小,但对井下工作人员、设备的安全构成威胁。
1.3露天开采引起边坡失稳
露天开采塑造了边坡,随着开采深度的加大,边坡规模增大,既严重地破坏地应力的自然均衡,又导致人工边坡的变形、破坏和滑落。
1.4废矿、矸石等的堆放引起工程地质环境恶化
1.4.1对土壤、水资源的污染
矿业废矿、矸石、尾砂中含有大量有机成分,同时富含金属、碱土金属和硫化物及有害物质等。当大气降水渗入其中后,少量直接渗入废矿矸石堆地下,大部分则形成溢流水,向地势低洼处积聚排泄。大量可溶性无机盐溶解于水中直接入渗补给地下水,造成废矿矸石堆周围地下水污染。地下水呈现高矿化度、高硬度,硫酸盐、钠离子含量普遍高于地下背景值。废矿、矸石溢流水污染使土壤盐份升高而导致盐碱化,土壤含盐量高于农作物的耐盐临界浓度,作物生长发育受到严重抑制,甚至导致部分土地弃耕。另外,选矿厂、洗矿厂排出的废水对地表、地下水资源的污染也是不可忽视的。
1.4.2对空气的污染
对空气污染主要源自矿山生产排放的废气,特别是有自燃性矿床的矿山,在高温季节,将产生大量有害气体,如H2S、SO2、CO2等,使周围地区常常尘雾蒙蒙,严重影响邻近居民的身体健康及农作物生长。
1.4.3产生泥石流、滑坡等灾害
废矿、矸石及尾矿的堆放及回填,在经受不断的内、外因素,如本身的物理、化学性质的改变及大气降水、地下水的影响,可引起动力灾害破坏环境。主要表现为堆积物稳定性受到破坏,从而发生滑波、泥石流以及尾矿坝的破坏。目前,对废矿矸石等的处理方法尚不完善,限于技术和经济条件,未能实现广泛处理,只少量利用其为建材原料,或复填矿坑美化环境、复田等。因而要根本解决废矿矸石等所引起的灾害,有待我们进一步的研究。
此外,采矿爆破还引起工程地质问题。采矿中,不论是地下采矿还是露天采矿,都经常进行大量的爆破作业,其产生的爆破地震波、空气冲击波及其所带来的爆破效应,将会引起爆区周围地表开裂、建筑物受损、边坡失稳等不良影响,由此而引起的工程地质问题,也是工程爆破界关注的重点和难点。
2 矿山开采中环境地质灾害防范对策
2.1加强宣传
要提高全民爱护和保护矿山、合理开发矿产、节约利用矿产、关注矿山开采的生态环境效应、科学地进行矿业活动的意识。建立和完善矿山生态环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系只有这样才可以真正做到危害最小化利益最大化。在矿山地区加强相关工作人员的安全意识,确保其安全上岗。在当地,相关宣传更应该深入人民群众中去。建立完善的矿山地质环境保护标准体系通过建立覆盖矿山地质环境调查、评价、监测、保护与合理利用等方面的矿山地质环境保护标准体系。多种多样的地质灾害防范宣传活动,相关部门应引起全社会的广泛注,加强对地质灾害的重视,从而为更有效的地质灾害预防做出贡献。
2.2建立治理模式
在矿山开采过程中应该建立科学合理的治理模式。建立起防水蚀、风蚀兼顾的综合防护体系,水土保持植被建设包括水土保持林草、经济林、防护林、薪炭林等内容。这样,可以在一定程度上固结矿山土壤,可以有效地防止水土的流失。采取支挡、铆固、加固边坡、改变滑体外型及疏排地表、地下水等措施以防治滑坡。在建立科学治理模式的过程中尤其应该对矿山泥石流的治理主要以拦挡为主,要查明矿床周围的地球环境、生态环境和水文地质条件,在防治矿山因开采而产生及诱发的显性地质灾害的同时,亦需重视闭坑后潜在的矿山灾害可能对已复垦土地产生的危害。认清矿山地质灾害发生的持续性及潜在灾害发生的滞后性可能带来的危害修筑拦截坝,拦淤、封固流域内大量的松散固体物质。并在合理位置修建沟渠,使治理后的泥石流能快速流畅地排走。矿山采、选、冶设计和生产要立足于长远,尤其应该注意兴修水利,在水源的涵养以及林木资源的保护方面更应该有所侧重。
2.3做好监测体系
做好环境地质灾害的监测体系是做好防灾减灾工作的重中之重。建立健全环境地质灾害的应急处理体系是矿山开采过程中重要目标之一。加强矿山地质环境保护标准的制修订工作,使矿山地质环境保护标准无论从数量上还是覆盖面上都能够充分满足矿山地质环境保护工作的需要。减少废水和污染物的排放,懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时,科学的采矿方法将被越来越广泛地采用。
使得开采工作更为科学合理的进行。只有在全面掌握矿山矿产资源开采过程中可能发生的一切事宜,应用高新科学技术,加强矿山生态环境与地质灾害动态监测是避免人员伤亡和减少经济损失的重要环节。在防治矿山因开采而产生及诱发的显性地质灾害的同时,亦需重视闭坑后潜在的矿山灾害可能对已复垦土地产生的危害。认清矿山地质灾害发生的持续性及不能坐吃山空,应该为子孙后代做好长远打算,把灾害防治与土地复垦结合起来,要着重改进生产工艺,以达到矿山闭坑后生态重建的目的。
3 结束语
总之,在矿山开采过程中,充分认识到我国地广人多的社会现实,和环境地质分析是非常重要的环节,并制定具有针对性的防治对策,才可以更好地促进我国的经济的建设作出贡献。
参考文献:
[1]屠世浩.陈宜先.煤矿开采对环境的影响及其对策研究[期刊论文]-矿业研究与开发2012
[2]匡文龙,邓义芳.对我国矿山地质环境保护工作的对策建议[J〕.中国安全科学学报,2012