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1.1矿区地质环境概述淮南矿区是我国重要的煤炭基地,淮南矿业(集团)有限责任公司现有矿井9座,截止2004年9月累计产煤5.262亿吨,为国民经济的发展作出了重大贡献。淮南矿区位于淮河两岸,地跨淮南市的五区一县和阜阳市的颖上县。矿区处于淮河冲积平原之上,地形平坦,地面标高一般在20~26m之间。区域内水系均属淮河流域。天然河道流向一般沿区域地势由西向东,由北向南注入淮河。矿区内除淮河以外,主要河流有西淝河及其支流济河和港河、架河、泥河、黑河已经人工开挖的有高新河、永幸河、光辉河等。
矿区内淮河防洪与农田水利设施多,农田水系纵横交错,基本形成适宜农业耕作的水利网络。绝大多数耕地夏季种稻,冬季种小麦。
淮南煤田煤层赋存于淮河及其冲积平原之下,第四系松散层厚20~483.5m,由东南向西北逐渐增厚。属水体下开采的矿区。
矿区大气降水及地表水资源时空分布不均,年际分布不均,浅层地下水水质良好,水源充沛,补给条件较好,目前矿区利用地下水不致引起地面沉降。
矿区开发引起地表塌陷下沉,扰乱水系,损坏耕地、村庄、河道、提防及其它建筑物受到破坏。矿区开发对地质环境的影响主要为:地面塌陷、固体堆积占地与污染,农业生态环境变化等方面。
1.2地表塌陷淮南矿业集团所属9座矿井、工业和生活居住等地面设施占地2624.2公顷(39363亩)。
9座矿井矿区总面积为301.12km2,截止2004年9月底开采塌陷面积达62.10km2,占矿区总面积20.59%。其中又有约17.7%为积水区,即积水累计总面积达10.97km2。积水范围随降雨量大小而变化。
随着煤矿开采的延深和规模扩大,塌陷范围逐渐扩大,据1997年以来的统计,1997年1月至2004年9月塌陷区增加了24.8km2,年增长率为5.15%。
开采塌陷区尚有15个村庄正在或有待搬迁。
开采塌陷区内,地形、地貌改变破坏了水系,影响河堤长度为15.1km,灌溉渠道5.9km,影响铁路线长度7.41km。
1.3固体堆积物
1.3.1煤矿开采,每年要排放大量的煤矸石,选煤厂也有相当的矸石排放,电厂排放粉煤灰。造成固体堆积物占地和环境污染。
据初步统计,目前现存矸石山(场)23处,占地63.9公顷(906亩),固体堆积物总量为1898万m3。
1.3.2淮河以南的矿区,煤层倾角较大,多煤层联合开采,全部煤层开采后下沉量大,一般在10m以上,最大下沉量达18m。塌陷盆地积水深浅不一,农民进行粗放式养鱼。可耕地的质量下降,造成农业减产减收。
淮河以北广大矿区,煤层倾角平缓,基本属单一煤层方式开采,回采后形成碟形塌陷区盆地,最大下沉量达4.5m,地下水埋深较浅。因此,盆地中间积水,积水范围大小受降雨量控制,变化比较大,盆地的边缘下沉量小呈缓坡地仍可耕种,但不宜种水稻,造成农业减产,盆地的边缘带与积水区之间,地面坡度大,水土易流失,基本上为弃耕绝收地带。
1.4地质环境改变对工农业生产和生态环境的影响
1.4.1对大气的影响煤矿生产过程中释放出大量的瓦斯,瓦斯气是一种有强烈温室效应的气体,瓦斯气向大气牌坊会导致全球气候变暖,给空气造成污染。
1.4.2对农业生态环境的影响煤矿开采引起的地表塌陷和矸石堆积导致耕地减少,土地质量下降,农业减产,造成农村搬迁。
1.4.3对城市环境的影响煤矿开采造成地表塌陷,矸石成山,导致市容脏乱差,影响市民生活,制约城市发展。
1.4.4对煤矿企业的影响为了减少村庄和城镇搬迁,降低生产成本,煤矿企业不得不改变开拓布置方式,甚至放弃准备煤量,影响了煤炭资源合理开发利用,制约了企业自身发展。
2.1以人为本、防灾减灾所有的地质灾害,直接或间接的对矿山职工和矿区居民的生命财产安全构成威胁,因此矿山环境治理首先要保证矿区免遭矿山开发诱发的各种地质灾害的危害,达到防灾减灾的目的。
2.2因害设防、综合治理针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度,抓住重点和关键环节,因地制宜、因害设防,采取拦、排、护、整、填、植等方面的综合治理措施对矿山环境进行治理。
2.3注重效益、分期实施矿山地质环境治理工程应遵循生态社会效益优先的同时,争取最大的经济效益。区别不同的矿山地质环境问题,采取不同的治理措施。同时根据资金情况、矿山地质环境问题的危害大小、轻重缓急,分期、分阶段进行治理。
2.4工程措施与生物措施相结合矿山环境治理只有将工程措施与生物措施紧密结合,才能达到矿山环境治理的最终目标。各种工程措施只要配置合理,就能根治地质灾害。但其缺点是投资过大,而生物措施恰好弥补工程措施的缺点,其投资较小,能改善小气候的特点,使其广泛应用于矿山环境治理中。
3矿区地质环境治理的基本设想
淮南矿区地处华东,是富饶的淮河平原,是我国重要产粮基地,土地十分珍贵。国家可持续发展战略,对地质环境的保护、生态平衡提出了更高的要求和法规制约。因此,煤矿开采地质环境的恢复引起了各级部门和煤炭企业的重视。塌陷区回填复垦是煤炭企业、地方政府和矿区农民长期以来的共同愿望,不塌陷影响经济发展、环境保护的不良因素转变为积极因素。淮南矿业集团实施矿山地质环境恢复示范工程项目。
实施示范工程的指导思想:治理与开发相结合,变害为利,企业、地方政府和农村基层组织紧密合作,中和开发现代化生态企业,建设小康型农村。
“珍惜和合理利用土地,切实保护耕地”是基本国策。煤矿开采对地质环境的影响和土地的破坏十分严重,是一个长期以来未能解决的问题,是一个共同关注的问题。
《环境保护法》、《土地法》和《矿产资源法》等国家法规,都要求矿山开采保护地质环境,实现治理恢复“占补平衡”的最终目标,这也是可持续发展战略的组成部分。
我们将吸收有关兄弟单位回填复垦试验的成功经验,结合淮南矿区的具体地质环境,按照国家的有关法规和技术政策,实施示范工程项目。主要项目有:谢李示范工程,塌陷区回填后作为城市绿化地、改善生态和小气候;张集示范工程,结合农村搬迁、小城镇建设、改变农业结构相结合,由单纯的种植,变为种植和水产养殖、农鱼产品加工相结合的农业结构。
4结论
大部分采掘后遗留下来的废弃地(如废石场、尾矿坝等)通过治理与复垦,可再用于农业、林业或作其他护环境和保持自然生态平衡。土地整理和复垦。一方面使被破坏了的土地不要再增加。另一方面,对已经被破坏了的土地尽快地进行复垦造田、绿化植被、恢复生态平衡和保护自然环境,使已废弃的土地重新恢复利用,发挥出更大的社会经济效益。各个矿山由于矿石类型、赋存条件、开采方式、地质环境容量的不同,对矿山地质环境的破坏程度不同,因而治理方法、治理措施、治理思路应结合矿山实际情况确定。
1.1煤矿开采造成的地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害加剧历史上的乱采乱挖及建国后大规模开采,使得窑街矿区矿山地质环境严重破坏。一是地表岩土体在自身重力以及大气降水的入渗浸润、潜蚀作用下,使得裂缝不断扩展,坡体物质愈加松散,坡体稳定性越来越差,许多坡面不断形成陷槽、陷坑。受降雨冲蚀,一些塌陷槽、裂缝逐步发展成细沟,对窑街矿区4万余人、10亿多元的财产安全和下游窑街街道及海石湾城区均构成了严重的潜在威胁。二是矿区内滑坡、崩塌范围及数量不断增加,水土流失面积及强度不断加大,大片耕地及居民住宅被损毁。三是煤矸石堆石场高陡斜坡的自然塌落及受降雨冲蚀的碎石物质不断四溢,不仅扩大污染面积,毁坏掩埋耕地,而且威胁附近居民的生命财产安全。
1.2矿区承灾能力差,抗灾能力不足矿区内地质环境脆弱,承受地质灾害的能力差。地质灾害一旦发生,危害将十分严重,直接关系到受灾群众的生命财产安全和生态环境的可持续发展。矿区尤其以塌陷以及泥石流地质灾害最为普遍,一旦发生大规模地面塌陷及泥石流,矿山上万职工的生命及数亿元财产安全将遭受重大损失,后果不堪设想。
1.3地质环境问题严重,灾害趋势加剧窑街矿区地质环境问题严重,不良地质现象发育普遍,尤其是地面塌陷、滑坡、崩塌非常发育。区内地面塌陷使地形破碎,坡面水土流失非常严重,对地质环境造成严重影响;滑坡、崩塌等不良地质现象产生大量固体松散物质,直接堆积于狭窄的沟道内,严重堵塞沟道,一旦遇强降雨就会发生较大规模泥石流灾害。
2矿山地质主要措施
2.1立足实际,研究分析窑街煤电集团公司地质环境恢复治理工作自2008年开始逐年实施。在开展工作前期,进行了广泛的调查和研究分析,制定切实可行的技术路线和实施方案。一是对矿区内的水文、气象、地质、地震、灾害等相关资料进行了广泛收集,对矿区的地质环境基础条件和矿山地质环境问题的诱发条件进行全面了解和掌握。二是通过实地调查访问,对矿区矿山地质环境问题的发生时间、发展速度、分布情况及治理成本进行全面分析研究,并根据矿山地质环境问题的发育特征,结合其他地区恢复治理的成熟经验,制定支挡、硬化、绿化、拆除、改线等有效的措施方法。三是对矿区进行地形测量,准确掌握矿区内矿山地质环境问题的空间分布,从空间位置上分析地质隐患的影响范围和可能产生的破坏程度等,确保治理工作有重点、有缓急、有实效。
2.2全面规划,综合治理矿区环境恢复治理工作既要立足实际,还要着眼长远,更要注重实效,所以按照轻重缓急的原则进行合理规划布局对于顺利实现综合治理目标具有非常重要的作用。窑街煤电集团公司根据矿区地形地貌和地质条件,结合矿山环境影响评估结果,遵循科学规划、合理布局的原则,将矿区环境恢复治理工作划分为近期、中期和远期综合治理区。其中近期规划确定为2008-2010年,主要完成矿山环境影响严重和较重区域的治理,包括地面塌陷区居民搬迁安置、地表沉陷裂缝回填、不稳定斜坡整修、修筑排水渠、拦渣墙、以及泥石流拦挡坝、排导沟等,消除潜在的安全隐患。中期规划确定为2011-2015年,针对环境影响较重区域进行治理,主要完成矸石场平整、分级堆置、覆土绿化、矿区道路整修以及矿区绿化、美化等。远期规划一直延伸至闭矿期。主要对地面塌陷、零星矸石堆、崩塌、滑坡等地质灾害进行有效监测,并落实边生产、边整治的长期治理措施,杜绝地质灾害,并分年度对周边山坡进行植被绿化,创建绿色矿山,使矿山生态环境与自然景观和谐平衡。
2.3突出重点,注重实效为保证矿山环境保护与综合治理规划得以实现,窑街煤电集团公司结合矿山地质环境综合治理规划,按照“因地制宜、切合实际,量力而行、分步实施,技术可行、经济合理”的综合治理原则,突出重点,抓住关键,在技术可行的前提下,加大投资,组织实施综合治理工作。一是对处于地面塌陷区内遭受地面塌陷危害的4000多户居民分年度实施搬迁安置。二是对于地面塌陷区出现的裂缝实施人工或机械夯填,并进行复垦植被。三是对崩塌、滑坡灾害实施放坡、挡墙、护坡等工程措施进行整修加固,并作好坡面排水,加强和完善排水系统。四是对泥石流沟浴首先清理废弃物,保证沟浴畅通,同时适当采取修建排导渠、设置拦挡坝、格栅坝等措施进行有效防治。五是对排矸场采取坡脚拦挡、分级堆置、设置防尘隔离网、在坡面坡头覆土种草植树、坡脚修筑截排水渠等措施,进行综合治理。六是对于废弃的工业场地和闭矿后的工业场地等区域,拆除建筑物,进行土地复垦。
2.4综合利用,以用促治大力开展废弃物综合利用是当前国家鼓励的一项产业政策,窑街煤电集团公司灵活运用政策机遇,借助产业政策扶持,积极组织实施了以煤系共伴生、矿山废弃物资源综合利用为主导的循环经济项目建设,陆续建成窑街劣质煤热电厂、油页岩炼油厂、矿井低浓度瓦斯与油页岩炼化尾气发电厂、水泥粉磨站生产线、免烧砖厂、新型墙材料生产线等循环经济重点项目,并规划建设窑街矿区2×350MW低热值燃料发电厂,对矿区历史堆存、新增煤矸石、油页岩等低品位矿山排放资源和煤层气、炼化尾气、半焦、烧变岩、粉煤灰等废弃资源进行充分利用,使低品位和废弃资源“变废为宝”,在实现经济效益的同时,有效解放了土地资源,进一步改善了矿区环境质量。
2.5企地合作,互利共赢环境保护是我国的一项基本国策,地质环境综合治理作为环境保护的一个履行环节,既是企业在发展生产过程中应承担的一种社会责任,也是地方政府和行政主管部门的职责,是一项公益性活动。窑街煤电集团公司在综合治理过程中,通过修建矿山医院、整修公路设施、开展包村帮扶行动、加强环境卫生整治、控制污染排放等一系列措施,并通过广泛深入的舆论宣传,动员全民力量共同参与,形成浓厚的环保氛围,实现了群众、政府支持企业发展,企业发展带动地方经济蓬勃发展的“和谐矿区、互利共赢”新局面。
3矿山地质主要成效
3.1通过加大地质隐患治理,促进了矿区稳定发展
治理因采空区形成的地表沉陷区域8.81km2,对塌陷区裂缝、坑槽进行充填夯实,并恢复植被,使得已破坏的地形地貌景观得以修复重现,通过实施拦、排结合的工程措施和恢复植被的生物措施,对不稳定斜坡进行加固拦截处理,将大部分泥沙石块拦蓄于沟内,削减洪峰流量,稳定沟坡,减轻泥石流灾害隐患,使矿区地质灾害损失降到最低限度。在此基础上,积极开展采煤沉陷区居民搬迁安置工作,拆除塌陷区危房约24000m2,修建采煤沉陷综合治理搬迁安置房39.96万m2,安置搬迁居民6430户,重新修筑因塌陷毁损的矿区公路3.18km,从而有效防止了泥石流、塌方、滑坡等地质灾害,确保了矿区的和谐稳定和矿井的正常生产。
3.2通矿区矸石山治理,有效解放土地资源
历史堆存的煤矸石、废石、废渣,堆积高度不一,形态各异,不但压占地表植被,极大的破坏了原生地貌景观,而且占用了大量的土地资源。通过对矿区内的矸石山进行分级堆放、平整覆土和复垦绿化,使生态环境大大改善。通过建设资源综合利用循环经济产业项目,加大对排放的煤矸石、油页岩等低品位尾矿的大量消耗利用,并利用废石、废渣充填沉陷区坑槽裂缝,使2.56km2的山坡荒地得以重新开发利用,在改善环境质量的同时,获得了良好的经济效益,实现了环境质量和经济效益“双丰收”。
3.3通过对矿区进行绿化、美化、亮化,打造生态宜居新窑煤
自2008年以来,坚持每年投资大量资金对矿区环境进行大整治,修建矿区文化广场12000m2,铺筑矿内路面7000m2,整治矿区花园1400m2,种植草坪27900m2,植树2533棵、花卉38400株,在储煤场周边设置防风抑尘墙1500m,使矿区内空气环境、水环境、土壤环境、气候环境等都有了较大改观,呈现出了“矿在绿中、楼在林中、路在树中、人在园中”的生态宜居新景象。
3.4通过完善基础设施,促进企地和谐发展
一是通过建设完善职工的生活设施,保障矿山内后勤工作到位,使职工的生活有保障、有质量,营造矿区和谐气氛。二是通过整个公路和、铁路路基、护坡等基础设施,进一步增加了矿山运营效率,降低了运输损耗,保障铁路运行安全,实现了良好的经济效益。三是通过实施拦挡和水保工程的实施,极大削弱坡面侵蚀强度,有效改良了坡耕地耕种条件,实现了土壤保水保肥,提高了农作物产量,维护了当地居民经济收益。四是通过实施防风抑尘墙工程,有效阻拦粉尘浮尘,空气质量大为改观,受到地方政府和广大群众的认可和支持,提升了企业社会形象。五是通过矿区环境的逐步改善,吸引更多的投资商进行项目投资建设,加快了地方经济的快速发展。
4继续强化地质环境保护与综合治理的几点建议
4.1要做到防治结合,动态管理
地质环境保护与综合治理应从提前预防、动态管理和工程治理三个方面着手,其中预防和管理是综合治理的基础,工程治理是体现成效的关键。所以,在矿井设计阶段,要根据资源开发方案和开发计划,充分考虑地质灾害预测防治内容,对矿山地质环境影响范围、程度进行综合预测、评价,分区分片对治理措施进行科学配置,严格落实环境保护“三同时”制度。在资源开发过程中,要坚持“预防为主,防治结合”的原则,做到边开采边治理,重点加强观测、监测,并及时对监测、观测情况进行研究分析后,确定治理方案的实施步骤,做到以测布控,测控结合,从而构建完善的动态管理体系。
4.2要做到因地制宜,统筹兼顾
生态环境保护与综合治理工作要结合实际的经济技术和现场条件,因地制宜,突出重点。特别是对于土壤恢复和本土化植被方面,要遵循区域性、差异性、地带性征和气候条件,按照“适地适树、适地适草”的原则,从实际出发,兼顾防护和绿化美化的要求,开展恢复、重建工作,同时要充分考虑矿区的可持续发展的需要,对可能引起的各类地质环境问题进行科学预测,并具有前瞻性,治理方案设计要本着操作性强、成本低、效果好的目标制定,使生态系统恢复重建后即可发挥资源自身价值,使资源发挥最大效能。
4.3要做到齐抓共管,共同推进
企业要与地方政府建立密切的协调机制,统一运筹,管理矿山开采,正确运用政策,严格执行法律法规,加强危险区监测、监控、监督管理。同时要通过文艺表演、广播、板报、专栏、标语、有线电视等多种形式广泛宣传绿化国土、美化家园的重要意义、大张旗鼓宣传法律法规以及环保知识等,认真做好舆论宣传工作,动员一切力量积极投入到环境保护的行列之中,营造良好的环保氛围。还要把环境保护与矿区发展建设协调统一起来,使资源开发、资源利用与地质环境保护有机统一起来,达到动态平衡,在追求稳定发展中实现生态宜居,促进矿区生态环境向良性转化。
5结论
(一)矿山开发破坏原有土地资源露天开采直接导致原有土层受到破坏;容易导致土地失去原有的自然性质,排土场和工业场地建设也会占用大片土地;井工开采易出现地面塌陷、地裂缝等灾害,极大地破坏原有土地的性能。
(二)地质地貌受到破坏近年来,越来越多的人意识到了矿山开采对交通干线两侧景观破坏的严重性。例如,由于在京藏高速公路两侧有很多矿山,矿山开采形成了许多的大坑,人工堆积物也相对较多,直接严重影响了道路两侧的地貌景观。
(三)井工开采引发地面塌陷、危岩体等地质灾害井工开采常遇到的地质灾害问题有:地裂缝、地面塌陷等。在包头市石拐矿区经常出现上述灾害,还出现了十几处危岩体,对开采的影响特别大,目前有几处地表已形成了巨大的塌陷坑,如赛乌素金矿和白洞山铁矿。
(四)固体废弃物占用土地、破坏植被露天开采剥离废弃石、土、矿渣、尾矿构成了主要固体废弃物。固体废弃物的大量堆放,无序且杂乱,严重地破坏了当地的生态环境,此外,有些堆积物随意堆放于河道旁或河道内,雨季固体废弃物很容易成为泥石流产生的主要来源。
二、我国矿山地质环境治理模式
(一)山前黄河冲积平原粘土矿治理模式山前黄河冲积平原粘土矿开采主要是用于制砖,治理模式为可以分为两种。第一种模式:(1)对采坑内垃圾及废弃砖瓦进行清理。(2)削坡,深度超过2.0m需要削坡。(3)将采坑底部整平。(4)覆土,依据恢复植被要求确定覆土厚度。(5)优先恢复为耕地,也可自然恢复植被,再改造为耕地。第二种模式:(1)对采坑内垃圾及废弃砖瓦进行清理。(2)将采坑建设为鱼塘。(3)鱼塘周边,自然恢复生态或种植庄稼。综上,山前冲积平原黏土矿的最终治理目标是恢复为耕地和鱼塘。
(二)京藏高速公路两侧砂石场治理模式京藏高速两侧砂石场是为城市建设而专门设立的,其治理模式亦有两种。第一种模式,治理对象地处京藏高速公路北侧、大青山与乌拉山山前的沙坑,其为:(1)削坡,消除存在的地质灾害隐患。(2)采坑内平整、恢复地表土地功能。(3)种植松树使其与乌拉山南坡及大青山绿化工程相一致。第二种模式,治理对象为京藏高速公路南及远离山前的沙坑,其为:(1)削坡,消除存在的地质灾害隐患。(2)将采坑内平整。(3)覆土,覆土厚度0.20m-0.30m。(4)恢复为草地。
(三)石拐煤矿区治理模式包头市石拐矿区经过长期开采,资源枯竭,矿井老化,多数矿井已闭坑,地质环境问题多且复杂。治理模式:(1)采用爆破方式消除地质灾害治理区的危岩体,而后设置围栏。(2)修复河道,清理河道内垃圾,疏通河道,建设河道两岸,恢复植被。(3)清理城市建筑物,整平清理区域。(4)石拐旧区城镇边坡护理。主要包括清理建筑垃圾,恢复植被,切块护坡。
(四)白云鄂博区稀土矿治理模式包头市白云鄂博稀土矿区为生产矿区,资源储量丰富,因此,白云鄂博稀土矿的恢复治理为治理与保护并举。治理模式:(1)已达到设计高度的排土场,在其周边设置挡土墙,墙高1.5m,宽1.0m,并用砌块护坡。(2)沿路排土场,需在沿路一侧设置挡土墙。挡土墙高0.70m,宽1.0m,并用砌块护坡。(3)沿排土场护坡墙外种植松树,行株距2×2,相间种植,共种植五行。(4)排土场堆满后,其顶部砌块封顶。
环境影响评估是加强环境破坏管理,提高环境保护的重要措施,环境影响评估是指根据某一项目的建设计划或者某地区经济发展的规律,科学、全面、客观的预测该项目或者经济发展对当地环境引起的变化,从而针对性的制定环境保护措施,避免环境受到严重的破坏。环境影响评估对协调环境保护与经济发展有十分重要的意义。在矿山开采中,通过地质环境影响评估,能有效地避免矿产资源开发造成的环境污染现象,矿山地质环境影响评估是根据矿山地质环境现状,对其存在的问题、危害程度、发展趋势进行评估,从而制定相应的矿山地质环境保护措施。由此可见,矿山地质环境评估工作对矿山资源开采有十分重要的作用。
2矿山地质环境影响评估的主要内容
矿山地质环境影响评估的主要内容有:评估采矿活动对水环境、水资源造成的影响,如地下水资源枯竭、水质污染、地表水漏失、水均衡破坏等;评估采矿活动引起的山体滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝和地面塌陷等地质灾害程度;评估采矿活动对土石环境、土地资源造成的影响,如土石污染、土地沙漠化、土地利用情况改变等;评估采矿活动对重要工程设施、自然环境等造成的影响;评估矿山工程及设施可能受到的地质灾害;根据各项评估结果,制定相应的环境治理措施及矿山土地恢复方案。
3矿山地质环境影响评估技术
3.1矿山地质环境现状评估
在进行矿山地质环境影响评估时,要对矿区存在的土地资源破坏、山体滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地下水资源枯竭、水质污染、地表水漏失、水均衡破坏等各种地质问题进行详细的调查,分析这些地质问题的危害程度、发展趋势。在评估矿山地质环境现状时,要充分掌握当地的气象条件、地形地貌、水文环境、地质构造、地层岩性等相关资料,从而对矿区的地质环境问题种类、特征、规模、发展趋势进行评估,并分析相邻矿山在采矿过程中的相互影响情况。由于不同的地质因素在局部区域存在一定的差异性,为保证评估结果的精准度,可以将评估区域划分为几个子单元,相同的评价单元其地质环境一致,这样就能保证不同的评价单元之间具有对比性。根据各个评价区域的地质环境条件,赋予评价单元不同的属性,最后根据这些属性对各区域进行地质环境影响评估。为保证地质环境评价指标的权重,在选取评价指标时,要坚持简明性、针对性、普适性、指标量化性、数据易取性、动静结合性的原则。选取好评价指标后,建立相应的数学模型,评估当前矿山地质环境情况,并预测采矿活动对矿山地质环境的影响。
3.2矿山地质环境预测评估
在矿山地质环境现状的基础上,根据矿山的类型、开发方案等确定矿山的开采深度、开采范围、废弃物治理方案,并预测接下来的采矿活动可能引起或者加剧的地质环境问题,评估矿山建设造成的地质灾害危害对象、影响程度、发展趋势、治理难度。矿山地质环境影响评估主要包括:评估采矿活动造成的地质环境问题种类、原因、规模、危害程度;分析采矿活动引起的地质环境问题的恢复治理难度等。
4矿山地质环境治理措施
4.1矿山废弃物治理
矿山废弃物治理是矿山地质环境治理的基础,矿山废渣、弃土、废石等对矿山的地质环境有很大的影响,矿山废弃物的长期堆积很容易对矿山周围的植被、土地造成破坏,对矿山原来的地形地貌及水文环境造成影响。同时重金属的废弃物经过长期的雨林、曝晒,会逐渐析出重金属元素,从而对矿山周边环境造成影响,因此,加强矿山废弃物治理是十分重要的。在实际工作中,可以利用废弃物回填矿坑,同时还可以配制废气矿石和砂石混合物,进行矿坑回填,这样不仅能减少矿坑回填的成本,还能达到矿山废弃物治理的目的,对矿山地质的恢复有很大的帮助。
4.2矿山地质灾害治理
在以往的矿山开采中,很少对矿坑进行回填处理,极容易引起地质坍塌等现象,根据矿山地质灾害的发生快慢程度,可以将矿山地质灾害分为突变性地质灾害和缓变性地质灾害两种情况,突变性地质灾害包括地震、山体崩塌、泥石流、水土流失等,缓变性地质灾害包括地裂缝、地面塌陷、土地沙漠化等。在采矿过程中,地下岩石的应力会发生变化,岩石的应力平衡受到破坏,加上矿山废弃物的随意堆放,当外力诱发时,很容易发生泥石流、崩塌等灾害。对于矿山地质灾害的治理,首先应先查明该地质灾害的成因和发展趋势,科学合理地采取相对应的地质灾害防治措施。其次要加快矿山植被的恢复速度,可以采用移植树木的方式恢复矿山周围的植被,从而减少泥石流、水土流失等灾害的发生。土地沙漠化也是矿山地质环境问题的一种,引起土地沙漠化的主要原因是在采矿过程中,水资源逐渐减少,河流干枯,植被的生存环境受到破坏,植被逐渐减少,造成土地沙漠化,土地沙漠化的治理是一个长期的工程,需要缓慢恢复矿山周边的土壤水分和植被。为保证矿山环境治理工作的顺利进行,还要加快矿山环境保护与治理人才的培养,从而利用先进的科学技术进行矿山环境治理,这不仅能提高矿山环境治理效率,还能减少矿山环境治理过程中的资源浪费。
5总结
露天的开采业带来了很多的问题。首先在对矿石进行开采的时候要对岩石进行层层的剥离,这就需要对岩石进行大面积的破坏,甚至还有一些较深的矿石的进行破石处理的时候要对很多的岩石进行破坏。破坏岩石不仅占用了很大的面积使很多的原本的农田无法耕种,在前期也要对这些地皮的购买上需要很多的购置费用,在矿石的开采的前期需要很大的资金的投入。其次是露天作业受到天气的严重影响,在对矿产进行露天的开采的石油需要工作人员和机器设备的露天的工作,于是工作的效率和设备的效率都收到气候的影响。最后,随着我国资源的不断的开采,目前的露天开采的范围也不断的加大,在露天开采的时候慢慢的对很多的较低的品味的矿床以及一些地下的残矿也进行不断的开采。
2露天开采所引发的主要的地质环境问题
在对矿产资源进行露天开采后会引发很多的地质环境的问题,这些的问题主要有对土地资源的大面积的占用,对地形地貌的严重的破坏,破坏了很多的自然的景观,影响了生态的平衡,甚至引发了严重的地质的灾害的发生,如坍塌和滑坡事件的发生就与现在的露天开采具有很大的联系。
2.1露天开采造成的土地资源的大量的占用
随着现在的矿产资源的不断的开采,矿业的开发的活动不断的持续,很多的地区都对天然的矿产资源进行了不同程度的开发和采集,在对矿区的矿产进行开采的时候,采用露天的开采方式更利于对矿产的资源的充分的利用,于是很多的土地资源都被征用,这就造成了很多的农田和土地受到了严重的破坏和影响,在开采中需要对土地的矿石进行爆理,开采完狂时候对开采区的破坏是无法进行修复的,这就造成了农田的失去,和土地类型的转变,造成了很大的土地的浪费现象。
2.2露天开采对土地的地形地貌以及自然景观的严重的破坏
很多的原生态的山林,因为矿石的开采而导致了当地的山林和丘陵以及很多的植被和生物链发生了严重的破坏,导致了植物退化,土壤贫瘠,这种严重的破坏之后,原有的生态平衡再难恢复,荒山荒地不断的增加。
2.3露天开采导致的滑坡和崩塌的地质灾害的发生
由于对矿石的开采需要对地表进行爆破和挖掘,这就需要对当地的岩石以及地质条件进行研究和考察,在开采中要做好相关的开采的边界以及开采的深度和很多的参数的确定,在开采中如果对这些的参数没有做好合理的安排和布局,就很容易造成对一些岩石的爆破的失稳,造成岩土的坍塌和岩石的滑坡的现象的发生。在开采的过程中,进行爆破的时候对开采的边坡比较陡的地方进行震动的时候或者在自身的重力的作用下,岩土进行了岩体的失稳,这就导致了滑坡和崩塌的现象的发生,这种地质灾害对施工的现场和人员设备的伤亡非常的严重。
3对矿山的地质环境的保护和恢复治理的措施
3.1对矿山的地质灾害的防护
如果已经发生了滑坡的事件,要对现场进行及时的清理和处理,以防事故的进一步的发展,做好台阶的处理。对矿石开采完毕后的闭坑的工作中要对可能发生的事故的隐患做好排查和处理,确保坡度的安全和减少岩石的崩塌的隐患的发生。做好警告牌的设立,和现场的管理和建设工作,做好安全的预防措施,尽量减少施工人员以及设备的破坏。
3.2地形地貌的恢复
对于一些开采后对地形地貌进行破坏的开采的矿区,要做好对废石场的填埋和修复美化的工作,主要是做好相关的措施来防止水土的流失和防止泥石流的发生。对一些矿场进行植树造林的绿化处理以及对一些矿坑的台阶进行美化处理。对工业的场地以及生活场地进行美化和生态的修复的工程,要对一些设施进行拆除来挖树坑,将客土进行回填工作,做好植被的种植和美化铬规划,修复生态环境。
3.3做好矿山的地质环境的检测工作
对开采的矿场进行灾害的隐患的检测和位置的确定,做好测量和检测结果的记录,及时发现及时汇报。还要做好水质的检测,在开采过程中尽量做好水质的保护工作,不要对地表水和地下水进行破坏,设置好水质的监测点,做好检测和记录。对土地的占用和地貌的破坏也要做好检测和报告,每月都要进行如实的调查和汇报。
4结语
1)地质环境背景。井田位于河东煤田中部,地层自老到新有奥陶系中统峰峰组(O2f);石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t);二叠系下统山西组(、下石盒子组(P1x)、上统上石盒子组(P2s);上第三系(N)、第四系(Q)地层。井田地质构造简单,褶皱、断层、裂隙构造均不发育。主要充水水源为奥灰水及采空区积水,充水通道主要为导水裂隙带、构造及封孔质量不佳的钻孔等。该煤矿主采4号煤层,其直接顶板泥岩为软弱岩石,稳定性差。
2)井田土地类型及植被。根据中阳县国土资源局2011年的《第二次土地调查土地利用现状图》数据,井田内土地类型为:旱地、其他园地、有林地、其他林地、其他草地、铁路用地、农村道路、坑塘水面、田坎、裸地、采矿用地、村庄。植被类型为:乔木以油松、侧柏、杨树、刺槐等为主,灌木以荆条、酸枣、胡枝子、蔷薇、刺梅等落叶阔叶灌木为主,草类以白羊草、黄背草、苜蓿等蒿类为主。阴坡植被覆盖率高于阳坡,自然植被覆盖率45%,植物种类相对丰富。区域植被类型属山地中生落叶阔叶灌丛区,群落结构为:林地植被、草地植被、农田植被、路际植被四种类型。当地乡土树(草)种主要以油松和刺槐等人工林为主;适生草本植物:白羊草、沙打旺、羊胡子、荆条;适生灌木植物:柠条、胡枝子、连翘、紫穗槐等。
2矿山地质环境主要问题
1)地质灾害。主要有地面塌陷及滑坡等,根据野外实地调查,地面塌陷并不明显,这与开采规模较小、开采方式落后、回采率低有关;荒坡上的地面蹋陷,因形成时间长、受雨水冲刷和自然风化、加之自然植被覆盖,也不易辨认。调查中发现4个较典型的滑坡,均为土质滑坡。随着矿山大面积的开采,区内会形成大面积的地面塌陷及滑坡,因此生产中应加强对地面塌陷及滑坡的监测和防治,确保人民生命财产安全。
2)地形地貌景观破坏。该矿目前建设项目主要有:矿井主副井工业场地、行政办公建筑、生活福利建筑、排矸场地等。场地修建时分台阶整平,有较大量的挖填方工程,排矸场目前有少量煤矸石,对地形地貌景观造成较重不良影。
3)土地资源的破坏。该矿目前土地类型主要为:旱地、林地、草地、村庄、采矿用地等,土地面积共581.99hm2。该矿主副井工业场地占用土地类型为采矿用地,排矸场占用土地类型为林地和草地,对土地资源的影响较轻。
3矿山地质环境恢复治理的方法对策
1)地质灾害治理工程。这是该矿主要的对策之一,规划应重视地面塌陷及滑坡等的恢复治理,要充填塌陷裂缝及治理已有滑坡,使矿山服务年限期满后,地质环境得到很好的恢复。淤地面塌陷治理工程:首先沿着地表塌陷裂缝剥离表土,剥离宽度为裂缝两侧各0.3耀0.5m,剥离土层就近堆放在裂缝两侧;然后充填裂缝、平整土地,当充填高度距地表1m左右时,应开始用木杆做第一次捣实,然后每充填40cm左右捣实一次,直到略低于原地表,再将之前剥离的表土赋予其上。塌陷坑、裂缝较小时,就近取土填埋、整平,保证其自然排水通畅。于滑坡治理工程:治理方法主要是对滑坡体上部进行减荷卸载,在滑坡体后缘修建排水沟,并进行防渗处理。
2)地形地貌及土地资源治理工程。矿山服务年限期满后,对排矸场内矸石进行清运,对风井工业场地进行拆除、并覆土恢复土地功能。据粗略估算,种植杨树按1500株/hm2,覆土约8000m3,补种杨树约2000株。
3)矿山地质环境监测工程。主要是对地面塌陷、崩塌等地质灾害,地形地貌及土地资源破坏等进行监测。监测方法为对地形地貌景观进行人工现场调查,现场测量监测;对采矿引发的地面沉降观测,采取布置地面沉降观测站进行长期观测。
4结束语
1.1开采现状分析团结沟采矿场为露天开采方式,采用单一公路开拓、汽车运输,组合台阶陡帮剥离,缓帮采矿方法开采。采区分东、西两个露天采场,两采场封闭圈相距约80m。东采场从1976正式开采,2000年初开采到65m标高后暂停开采,采坑距地表深度达125m;从2008年7月开始对东采场南帮二期工程设计境界外资源进行边界扩境开采,现开采到100m标高,计划2015年底开采到70m标高后结束开采。西采场从1994年正式开采,2008年6月开采到10m标高结束开采,采坑距地表深度达180m。1996年9月西采场南帮139~129勘探线间的边坡岩体发生大面积的滑坡,滑坡量约为130万m3。虽然该滑体量大,但未形成一般滑体那样的破碎状;经过几年的削坡减载和近10余年的应力释放,目前处于较稳定状态。
1.2地质环境存在的问题团结沟采矿场已有30多年开采历史,形成了一定规模的矿业遗迹景观。2005年8月国土资源部批准了当地政府上报的《黑龙江嘉荫乌拉嘎国家矿山公园申报书》,2007年10月矿山公园揭牌开园。公园规划为矿山公园标志牌、矿业遗迹、地质遗迹、自然河流和生态、鄂伦春民族风情园等5个参观景观;其中,矿业遗迹景观包括采场两个露天采坑、选矿厂、冶炼厂、尾矿坝等。经专业机构评估,目前采区地质灾害危险性以及采矿工程对水资源环境影响程度均较小,但由于30多年的矿山建设及生产,已对矿区内林地资源和地质地貌景观产生了较大破坏。1)植被荒芜。采场内石漠化严重,没有可供植物生长的土壤;采场周围植被也受到破坏,许多地方都被废石、废渣掩埋。2)占用大量林地。采剥作业中产生大量的固体废弃物(岩石),在排土场、废石堆堆放,占用了大量林地。截至2013年底,采矿场共计占用和破坏荒山及林地面积约1.92km。
2地质环境保护与恢复治理措施
2.1地质环境保护与恢复治理原则1)坚持“谁破坏谁治理、谁投资谁受益”的原则。2)坚持“预防为主,防治结合,在保护中开发,在开发中保护”的原则。3)坚持“边开采、边保护、边治理、边恢复”的原则。4)坚持社会效益、环境效益、经济效益的协调统一。
2.2地质环境保护与恢复治理目标针对团结沟露天采场地质环境与恢复治理项目存在的上述问题,拟定地质环境保护与恢复治理总体目标为:在矿山生产的同时,尽可能保护好现有的生态环境和地质环境,对生产中所造成的影响和破坏,一部分可以边生产、边保护与恢复,其余部分应在生产结束后及时进行恢复、治理,以实现保护和综合治理矿山环境为最终目标。
2.3地质环境防治工程鉴于目前团结沟露天采场及选矿厂、冶炼厂、尾矿坝等都已经获批为国家矿山公园,因此今后应以采坑边缘治理、废石堆地质环境治理恢复、排土场地质环境治理恢复为重点开展有关防治工程,使矿山公园更具有观赏及研究价值。
2.3.1矿山公园保护乌拉嘎国家矿山公园是当地政府在乌拉嘎镇区域设立的旅游参观景点,因此应采取围栏、警示牌、避让、加固等措施保护现有的矿山公园。该项工作以地方为主,企业予以配合。
2.3.2采坑边缘治理及绿化工程在采坑周边15m处设置绿篱带,绿篱宽0.9m;根据当地气候条件可种植灌木,规格为0.2m×0.3m,每处种植两株,总长度约为4.5km,共计种植灌木180000株,需客土约35830m3。在采坑边缘4~5m处与绿篱围栏之间覆土植树,恢复植被,树坑规格为0.3m×0.3m×0.4m,需覆土约17000m3。根据当地气候条件可种植生长快、易成活的杨树,植树规格为3m×3m,约种植8200株。种植时,采用“三埋两踩一提苗”的方法。
2.3.3废石堆地质环境治理恢复工程废石堆位于东采场北部和南部,占地面积约为82000m2。环境治理恢复措施为平整、削坡,平整厚度约为0.2m,平整量约为16000m3;平整后进行客土植树,树坑规格为0.3m×0.3m×0.4m,需客土约940m3。可种植杨树,植树规格为3m×3m,约种植9200株。
2.3.4排土场地质环境治理恢复工程排土场位于东采场西南,占地面积约为1050000m2。环境治理恢复措施为平整、削坡,使其与周边地形坡度基本一致,平整厚度约为0.2m,平整量约为210000m3;平整后场地进行植被恢复,可种植杨树,树坑规格为0.3m×0.3m×0.4m,共需客土约3960m3。植树规格为3m×3m,约植树116700株。
2.4地质环境监测工程
2.4.1露天边坡滑体监测露天边坡滑体是采剥作业中最大的地质灾害隐患,因此应对东、西采坑滑移情况进行定期监测,尤其在雪融时节和雨季更要加强监测。
2.4.2水质监测由于废石经长期日晒雨淋及气候影响,一些有害元素进入地下水,可能引起水质污染,因此应对地下水水质进行定期监测,每季度至少监测1次。
3保障措施与效益分析
3.1保障措施
3.1.1组织保障为保证地质环境恢复治理工程项目的顺利实施,企业应以公司法人为项目总指挥,主管领导为副总指挥,主抓项目施工及安全工作,生产部和采矿场负责项目的具体实施,安环部、企管部、纪委等部门负责项目日常监督。
3.1.2技术保障在施工过程中应严格按照地质环境恢复治理方案要求进行操作,并定期或不定期聘请有关专家对地质环境恢复治理工程进行专业咨询,对不当之处及时进行调整,使地质环境恢复治理工程切实有效。
3.1.3资金保障截至2013年底,企业从法律规定上已缴纳地质环境恢复治理保证金上千万元。在以后施工过程中,企业还应按规定定期提取地质环境恢复治理保证金,做到专款专用。
3.2效益分析
3.2.1社会效益地质环境恢复治理工程项目实施后,可以大幅度减少矿区附近的地质环境问题,使矿区的周边环境得以保护,生态环境得以恢复,使矿区及附近居民能够安居乐业,从而维护社会的稳定、和谐发展。
3.2.2环境效益地质环境恢复治理工程项目实施后,矿区内的地质环境问题可以得到抑制,基本改善了矿区内不良地质环境和生态环境,并提高了矿区及附近居民的生态环境质量,降低了地质灾害和环境污染,使矿区的生态环境发生明显改变。
3.2.3经济效益地质环境恢复治理工程虽然不直接产生经济效益,但项目竣工且通过地方政府主管部门验收后,可使缴纳的地质环境恢复治理保证金得到返还,从而缓解企业资金紧张状况。该项目实施后,可以最大限度地降低矿山地质环境问题和地质灾害发生几率,其减灾增值效益十分明显。
4结论
关键词:矿山建设;水文地质灾害;防治
Abstract: our country's current energy structure still fossil fuels is given priority to, mineral mining is the main method for fossil energy, mining construction of security problems, not only endanger the miner's life, and endanger the safety of the state-owned assets, which must be relevant departments enough attention. Mine safety accidents, most of them are from the hydrological geological disaster, in the course of the construction of the mine, the mine hydrogeology comprehensive knowledge and understanding is very necessary, this paper mainly introduces the mining construction process is easy to appear the geological disaster type, and related control strategy, only supplies the reference.
Key words: mine construction; Hydrological geological disasters; control
中图分类号: TD1 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
我国采矿业的不断发展,为国家的经济进步提供着资源保障,随着现代化机械设备的广泛运用,我国的矿山在规模上和开采能力上都有了较大的突破,因为地壳运动及水文因素,矿山地质灾害是危害矿山安全的主要原因之一。作为采矿大国,我国的矿山开采环境也在不断恶化,近年来重大的地质灾害事件不断发生,更是为矿山的建设者敲响了警钟。
一、矿山的建设过程中容易出现地质灾害的原因
我国的经济建设发展迅速,对资源的需求量一直比较大,我国的矿产储量丰富,矿区的开采量也比较大,因为开采技术和开采方法的制约,矿山的建设过程中存在有较多问题,极易引发地质灾害。
在传统的矿山开采中,一般采取如图所示的开采方法,以一条斜井靠近矿体,然后在巷道内对矿产进行开采。在许多中小煤矿的矿区内,因缺乏专业的管理手段,或采用了不适宜的开采方法,一旦岩土变形,或者地下水位发生突然的变化,都会对作为唯一出口的斜井造成破坏,从而引起严重的地质灾害,危及到矿区的生产安全。在进行矿山开采之前,必须进行详细的地质勘测,做好相关的地质灾害的防治措施,为矿区建设的顺利进行提供保障。
二、矿山建设过程中容易出现的水文地质灾害类型
我国是地质灾害多发的国家,因地壳运动活跃本身就给矿山的建设和开采带来较多难题,在矿山的开采过程中,一旦不注意勘测水文地质环境,或者不进行有效的防护措施,发生地质灾害之后,矿井关闭和设备损毁会造成直接经济损失,也危及到井内进行开采作业的矿工的安全,矿山的建设过程中,容易出现的水文地质灾害,主要有以下几种:
(一)由地下水位的突然变化引起的地质灾害
在矿山的开采过程中,挖开的矿井接触到地下的蓄水溶洞或者暗河的可能性比较大,会导致地下水直接涌入巷道,也有可能是泥沙涌入巷道,遇到透水断层或者浅表的裂缝时,地表径流会带着一些沉积物进入巷道,这些水、泥沙和沉积物堵塞巷道会造成造成人员伤亡,掩埋作业机器,甚至会使矿山的发掘系统直接崩溃。这种自然灾害具有极强的突发性,一旦发生往往波及面较广,造成的后果也极为严重。
(二)由矿体内的易燃物质造成的地质灾害
矿体内可能含有易燃易爆的甲烷气体,随着矿井的深度的增加,矿井内部的温度也会在地热的影响下不断升高,含硫量也比较大,在这种恶劣条件下进行作业的矿工,本身就存在较大的健康隐患,一旦因为通风不良,易燃气体大量积聚之后发生爆炸,必然导致惨痛的后果。这种情况多见于煤矿,后果最为严重,但是具有较强的可预防性,在矿井的建设过程中做好日常的维护和管理工作,可以很大程度上避免灾害的发生。
(三)由岩土层变形引起的地质灾害
矿区在进行一段时间的开挖之后,已采空的矿体需要进行支撑,在一些埋藏较浅的矿区,会因为矿山采空而导致地面塌陷,如果不能对采完的矿体进行及时的回填和崩落,最终会引起大面积的塌方,造成严重的后果。矿井开挖造成的地面塌陷在浅表煤矿中普遍存在,会影响到地面的建筑物,会破坏耕地,给矿区周围居民的生产和生活带来较大的负面影响。因矿区的开发,需要对矿脉附近的岩石进行引爆,一旦事先的勘测数据不够准确,起爆点的选择出现偏差,致使岩石块发生破裂呈喷射状,会对矿井内执行作业任务的矿工造成人身伤害。
三、对矿山中可能发生的水文地质灾害采取有效的防治措施
不同地区的矿山因形成条件不同,有不同的水文地质特点,在防治地质灾害的措施上,也各不相同,但是针对地质灾害的主要类型,也可以采取相应的有效防治手段。
(一)施工之前进行全面的勘测
在矿山开挖之前,必须对斜井或竖井的位置进行全面的工程勘察,预测好斜井内的涌水量,以及周边的含水部分的水文地质构造,详细绘制地质平面的剖面图,并根据施工情况随时修订预测结果,按照严格的施工步骤进行施工,由上级主管单位进行规范验收。对勘测过程中已知的含水部分,要综合考虑其位置以及距离井巷的深度,提前进行导水工程的建造,在建造的过程中,根据涌水量以及工程要求采取合理的预防措施。对矿山的生产过程中可能出现的滑坡以及塌方,要及时对矿山周边的不稳定因素进行勘察,结合当地的气象水文情况,对恶劣天气条件下的滑坡和泥石流做好预防。
(二)做好防治工程的设计
在进行矿山的设计时,要考虑到可能发生的崩塌和滑坡现象,以及矿山附近的水文地质因素,结合危险事故的成因和发生特点,进行有针对性的设计方案,保证防治工程的工程质量。对易发生危险事故的重点区域,做好加固工作,避免因矿山开采导致的灾害复发现象;对矿上的边坡,要由专业的勘测人员进行及时的监控,注意相关参数的控制,一旦在开挖后出现变形,要有相应的应急预案。矿山在进行成产之前,必须由相关的专家进行安全评价,对防治工程进行规范化的验收,保证矿山的生产安全。
(三)施工中应该采取的工程防治措施
在矿山的开挖过程中,要实时地采取相应的工程防范措施。在矿区周围要做好雨季的排水,在周边设置合理的截洪沟,及时将矿区外部的积水排出,以免外部积水倒流入巷道造成事故;针对开采面的设计,要禁止从下部开挖形成伞檐,悬空的伞檐有可能崩塌形成事故,需要从上而下对矿体进行台阶状开采;在矿区内的巷道,一定要注意通风,随时监测巷道内的甲烷浓度,在超标状态下进行暂时性停工作业排除险情;在巷道内进行矿体爆破时,要注意爆破点的选择;在结束开采之后,及时清理巷道周围的危岩,同时在破碎面周围和高危地区设置警戒线,以避免人员损伤。
(四)施工中应该采取的生物防治措施
因爆破残留的粉尘较多,导致矿区周围也存在一定程度的空气污染,矿山的开采过程中,也难免会对矿区周围的生态环境造成一定程度的破坏,被破坏的生态环境又会直接危害到矿区的生产安全,以及周边居民的生产和生活,所以在矿山建设中应该注意对水文地质灾害采取生物防治措施。矿区开采的平台和弃土的堆放,为了避免矿井涌水所采用的防治措施,这些都会对当地原有的生态地貌,以及当地的大气降水和自然环境造成影响,在矿山周围要种植植被,主要引进乡土树种,经济实惠的速生植物可以有效发挥绿色植物的固土作用,达到防灾减灾的目的。
四、结语:
在矿山的建设过程中,因行业的特殊性,容易出现严重的水文地质灾害,为了保证矿工的生命安全以及矿区的资源安全,矿区的负责人必须端正态度,提高认识,成立由专业地质勘测人员组成的勘测部门,对矿区周围易于导致地质灾害的危险因素进行全面筛查,及时掌握矿山的安全运行状况,采取有效的防治措施,保证矿山的安全运行以及可持续发展。
参考资料:
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[3] 秦定明.矿山地质灾害分析与防治[J].中国矿山工程,2009,(02).
1 区域地质特征
工作区处于芦芽山与云中山之间过渡的静乐盆地之西南缘,大地构造位置上位于燕山期吕梁太行断块内宁武静乐块坳的西南部;
区域内主要出露地层有:中太古界界河口群、上太古界吕梁超群、下元古界嵐河群和野鸡山群、古生界寒武系、奥陶系、新生界第三系、第四系。主要褶皱构造有:西马坊复式向斜、野鸡山复式向斜。断裂构造主要有NE至SW向马坊乱石宝塔大断裂,出露长1214km,为一大型逆掩断层。此外在区内一系列复式向斜之核部及两冀均发育有大小不等的北东向的逆断层。
本区内出露的岩浆岩主要为吕梁期的辉绿岩。
2 矿区地质
2.1 地层
矿区内全部被第四系黄土层覆盖。地层主要有:上太古界吕梁群袁家村组;古生界寒武系、奥陶系;新生界第三系和第四系。上太古界吕梁群袁家村组主要岩性为灰色绢云母千枚岩,阳起片岩,含阳起铁质石英千枚岩,磁铁石英或假象赤铁石英岩、方解绿泥千枚岩等。古生界寒武系、奥陶系,主要岩性为白云质灰岩、白云岩、鲕粒灰岩、砂岩及页岩等。奥陶系顶部豹皮状灰岩,中部泥质白云岩,底部中厚层灰岩。新生界第三系、第四系:主要岩性为黄土,红色粘土、砂砾石层及冲、洪积物。覆盖全矿区,据钻孔资料该套地层厚度40180m。呈角度不整合覆于下部各基岩之上。
2.2 矿区构造
目前区内未发现较大的、对矿体有破坏作用的断裂构造,仅见有小股辉绿岩脉穿插。但矿区外围东西两侧有北东向大断裂构造,可能会存在对矿层有影响的次级断裂构造。区内没有发现岩浆岩体。
3 矿床地质
3.1 矿带特征
北村铁矿床系隐伏矿床,铁矿体赋存于上太古界吕梁群袁家村组含铁岩段,该岩段由磁铁石英岩,白云母石英片岩,绿泥千枚岩,绿泥片岩所组成。矿带内矿石主要为条带状磁铁石英岩,次为假象赤铁石英岩。
3.2 矿体特征
由于该孔未揭穿矿层底板,推测厚度还有所增大,从异常宽度推测,含矿带内可能存在多层矿体。矿体走向30,倾向120左右,倾角65-75,局部近于直立。矿石中主要矿石矿物为磁铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿,脉石矿物为石英。本区铁矿类型为条带状含碳酸铁磁铁矿贫矿石。
4 磁异常特征
4.1 平面异常特征
本次磁测在工作区范围内圈定磁异常一处。异常形态规则,近似等轴状,从平面形态上看具有三度磁异常特征。零等值线基本呈东西向将测区分为南北两部分,正异常分布在测区中部和南部,北部均为强度不大的负异常。正异常分布区NW-SE向稍长,长度为1500m左右,NE-SW向略短,长1300 m左右。长轴两侧异常对称,异常中心位于32线92号点附近,异常最大值为1209nT。
4.2 剖面异常特征
本次磁测在工作区内共布设精测剖面10条,Ⅰ号剖面方位49,长1800m,北端进入到了负异常区。异常最大值位于剖面上89号点处,极大值为1254 nT,极大值两侧异常近乎对称。在剖面北端出现强度很小的负异常,极大值为-82 nT。Ⅱ号剖面方位49,长1500m,剖面分布在整个正异常区。异常最大值位于剖面上75号点处,极大值为1147 nT,极大值两侧异常几乎完全对称。Ⅲ号剖面布设在0号地质剖面上,沿椭圆状异常的长轴方向布设,剖面方位115,长1200 m。
根据区域和矿区地质特征,结合以往钻孔资料,本区矿体为沉积变质型铁矿,呈多层状分布特征,因此推断引起该磁异常的矿体是由多个互层状矿体叠加而成。
5 结论
①通过高精度磁测面积性工作,在工作区内圈定磁异常1处。
[关键词]露采矿山 地质环境 恢复治理
[中图分类号]TD1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-12-146-1
0前言
矿产是社会经济发展重要战略资源,我国90%以上的能源,80%以上的工业原材料和70%以上的农业生产资料源自资源开采。矿业和矿产资源在我国国民经济中起着十分重要的基础性地位和作用。
由于广东省矿产资源分布不均,中小型矿山开采技术落后、矿业权管理尚未完善,长期轻视可持续性发展,造成了目前省内矿山地质环境保护相对滞后和地质环境的日益恶化问题。现对广东省露采矿山地质环境问题及地质环境恢复治理论述如下:
1露采矿山矿业开发中环境地质问题
根据广东省露采矿山引发的地质环境问题主要有:占用破坏土地资源;地形地貌景观破坏;地质灾害和地下水均衡破坏。其中分布广、影响大、最突出是地质灾害问题,其次为占有破坏资源。
首先,露采矿山在矿业活动中极大的改变了原始地形地貌,严重影响矿区的自然景观,同时还易形成各类地质灾害。广东省2005年以前,矿山占用和破坏各类土地13107.44公顷[2],土地占用和破坏严重。
其次,露采矿山矿业活动常引发各类地质灾害。数据显示[2],露采矿山发生各类地质灾害32宗,17人死亡,直接经济损失812万元。多发生于小型矿山,主要是由于人为因素主导,降雨及爆破等下诱发,其规模多为小型~中型。
再次,采矿活动中矿坑积水常采用强排方式排放,破坏了地表水、地下水均衡,甚至造成大面积的疏干漏斗和周边区域水资源枯竭,沿海地区或可引发海水入侵。同时废矿、矸石和尾砂中大量有害物经侵蚀和淋滤渗出并排入水体可造成水体污染。
2露采矿山环境地质问题特征及主导因素
矿山地质环境问题类型众多,表现形式多样,其主要特征有:
(1)矿山某类地质环境问题可以由不同的工程活动造成,并且具有多期性。如地质灾害,可由基础建设和各矿业主导,在外部因素下诱发。
(2)矿石地质环境问题主要是由人类工程活动引发的,由于不同地质环境条件及开采矿产类型和开发方式的不同,引发的地质环境问题也明显不同。地质环境问题具复杂性特征。
(3)地质环境问题还具有相互关联性,通常一类地质环境问题是另外一类或多类地质环境问题的诱因。
(4)地质环境问题具“区内相似,区间相异”性。在不同的地质环境背景和自然地理条件下,所产生的地质环境问题不同,在相同的地质环境背景和地理条件下,出现地质环境问题多相似且具有同生性。
3矿山地质环境的恢复治理
为应对日益加剧的地质环境问题,需对露天开采矿山开展因地制宜的、生态景观和谐的恢复治理工作。
3.1土地整理
土地整理时应充分考虑地形地貌条件,土壤条件,与治污和周边景观相结合的方式进行整理。土地整理应优先利用废石土,对矿坑可改变为尾矿库或蓄水池;对边坡做好分级工作,采用因地制宜、随坡就势的平整方法进行植被恢复。
3.2排水、蓄水系统建设
矿山排水系统的建设直接影响矿山运营期的开采安全和矿山后期及闭坑后地质环境恢复治理工作。在排水系统建设时应根据矿区的地形地貌条件、土壤植被条件以及水文气象条件合理布置,充分利用天然沟道,其规格应经过校核验算,能形成系统并与蓄水系统结合,实现水的综合利用。
3.3边坡防护及植被恢复
矿山基建和开采中形成的边坡常常是地质灾害防治和生态恢复的重点区,应根据坡体的地质、工程特征以及当地气象水文条件结合生态复绿进行坡面防护和生态恢复工作。
常用的坡面生态防护技术[2]有钢筋混凝土框架坡面防护、预应力锚索框架地梁坡面防护、混凝土预制空心砖坡面防护、浆砌石框架坡面防护。常用的坡面生态恢复技术[2]有生态植被毯坡面恢复技术、生态植被袋坡面恢复技术、坡面垂直绿化技术、生态灌浆坡面植被恢复技术、土工格室坡面植被恢复技术、三维网坡面植被恢复技术以及植生基材喷付植被恢复技术。
4露采矿山地质环境恢复治理的发展及问题
我国对矿山地质环境恢复治理工作起步的较晚,最早开始于20世纪50年代末,直至本世纪初国家相继颁发了各项矿山地质环境相关的法律法规从制度、机构和资金上保障了矿山地质环境恢复治理工作的有效开展,同时对矿山地质环境恢复工作做出了相关规划目标,我国矿山地质环境恢复治理工作才初见成效。
广东省于本世纪初开始全方位对矿山开展土地复垦、生态恢复工作并取得了一定成绩。但在露采矿区地质环境恢复治理工作仍存在一些问题:
4.1矿种多、分布散
广东省露天开采矿山种类多,空间分布凌乱,水源和土壤条件差异大,岩石,植被恢复困难,治理难度大。
4.2治理手段单一、效果不和谐
露采矿山地质环境恢复治理的目的主要是治理防范地质灾害以及生态复绿,治理技术多为植被生态的恢复,人类活动迹象明显与周边景观的不协调。
4.3对矿山废石、矸石、尾矿及废水的无害化研究程度低,对如何减少地质环境的影响没有进行理论综合研究。
4.4缺少专业人员
露采矿山的地质环境恢复目前仅靠地质系统原有成员培训后取得相关资质后持证上岗,同时还缺乏相关的施工队伍,导致了恢复治理项目效果较差。
4.5法律法规不完善,环保教育相对滞后
对露采矿山地质环境问题相关规范、法规均提出了原则性要求,但经常操作性差。此外,人们的环保意识还有待提高,没有充分认识环境保护和可持续发展问题的意义,多数仍从既得利益角度看问题、办事情。
参考文献
[1]张进德、张作辰等.我国矿山地质环境调查研究.北京: 地质出版社, 2009.
[2]赵方莹、孙保平等.矿山生态植被恢复技术.中国林业出版社.2009.
[3]金洪涛、贾伟光等.东北地区矿业开发态势与矿山环境地质问题综合研究.华南地质与矿产.2005.
自从地质环境评价在上世纪80年代的国际地质大会上提出以来,历经了30余载的成长,研究领域已经向多学科多领域发展。矿山地质环境评价方法也得到了快速的发展,其各种评价方法在不同矿山类型得到了应用,20世纪以前,中国进行了由国土资源部组织的全国典型矿区地质环境的调查与评估工作,其中包括了中国的大部分地区,例如:晋陝蒙能源基地典型矿区矿山地质环境调查与评价;江西省、山西省、西北地区、华中、华北等地区也同时开展了典型矿山的地质环境调查与评价工作,并同时完成了中国《典型矿区矿山地质环境调查与评估的技术要求》工作,这一时间段矿山地质环境评价主要进行的是矿山地质环境质量评价,对老旧矿山进行了历史性评价与现状性评价,可以称其为中国矿山地质环境评价工作处于成长阶段。进入21世纪以来,中国矿山地质环境评价工作也由先前比较单一的评价方法向多种综合性的评价方法转变,评价工作也增加了问题性评价与预测性评价,并且在2003年11月由国土资源部地质环境司及中国地质调查局组织举办的《首届全国矿山地质环境保护研讨会》上地质环境综合评价方法得到了多位专家的认证与赞同,且自1994年以来在国内著名期刊上发表有关地质环境评价方法论文300余篇,自此以后我国矿山地质环境评价工作逐渐趋于成熟。目前中国矿山地质环境评价方法参差不一,具有科学性和统一性的评估模式尚未形成。各种评价方法如雨后春笋般涌出,其中具有代表性的有GIS空间数据迭加分析法、神经网络法、层次分析和灰色综合评判法、综合指数法、模糊综合评判法及环境承载力分析法等。
二主要评价方法探究
1地理信息系统
(GIS)空间数据迭加分析法网格法、矢量多边形法以及缓冲区法往往应用于地理信息系统空间数据迭加分析方法中,网格法一般是先按照大小差异和网格形状划分研究区,之后先将各个网格进行划分然后再对各个网格进行评分评价,最后依据网格评价对每一个评价的网格评价结果通过插值法进行分析,最终得出整个工作区网格法网格评价的结果,矢量多边形评价法则是通过对各个评价因子评价,之后凭据具体的评价情形将研究区划分成评估级别不等的若干区域,再按照各个评价因子将所处评价的区域进行评价,从而得出评价结果。通过空间分析和属性计算各评价区域综合评价得分。缓冲区法则是应用于严重的地质环境区域,通过在严重的地区周围设置缓冲区,然后根据缓冲区的重叠量,最后确定矿山地质环境所处的水平。王海庆等通过利用上述3种方法评价了辽宁葫芦岛地区的矿山地质环境,从评价结论来看:
(1)网格法能够较好的预测矿山地质环境的发展趋势并提供较多的信息量,但在具体实施中不容易操作;容易受评价人经验的影响,并且评价结果与实际地物边界吻合度较差,造成评价结果很难理解,不容易被他人接受。
(2)矢量多边形在矿山地质环境评价中其优点除了能体现出较多的信息量和易于理解以外,还能较好地与实际地物边界相吻合且易于具体操作,几乎不受评价人的经验影响,缺点则是未能很好的对未来矿山地质环境趋势进行预测。
(3)与上述两种方法比较,缓冲区法则是容易的具体操作和在地质环境区域矿山地质环境评价不受人类经验影响评价,也可以是未来的发展趋势,是一个很好的预测,但是比起上述两者,缓冲区法未能体现出较多的信息量和被别人接受,同时也未能表现出良好的评价结果和较高的吻合程度与实际地物边界。
2人工神经网络评价方法
对于分布并行处理和非线性映射等传统方法上而言,人工神经网络评价方法除了广泛应用于信息智能处理及故障诊断外还在模式判别和控制优选等方面表现出色。神经网络评价有很多种类型,按照功能和学习特征一般由传感器、线性神经网络、BP神经网络、径向基函数神经网络及反馈神经网络5个部分组成,自组织神经网络和反馈网络模型分为典型的神经网络模型。按照网络的拓扑结构来分划分为四种基本形式:一是前向网络;二是从输出到输入有反馈的前向网络;三是层内互连前向网络;四是互连网络。刘洪等人通过采用人工神经网络中的BP人工神经网络模型对江苏矿山地质环境进行了综合评价,在人工神经网络模型的评价具有较好的收敛性和更快更准确的评价的特点,对矿山地质环境的影响因素能很快掌握非线性关系,其缺点是在一些定性评价指标的选择和量化方面需要进一步的探讨,从而提高模型的判别精度。蒋复量将粗糙集评价模型与神经网络评价模型两种评价模式进行组合对衡阳白果区域的20多座石膏型矿山进行了评价,并对RSES软件约简的数据和无约简的数据采用EasyNN-plus软件进行了预测评价。发现软件的预测评价与实际情况吻合度很高。波兰科学家Z.Pawlak于上世纪90年代首次提出粗糙集评价模型并在多所矿山进行了实践,其中蒋复量等人开拓创新地提出了将粗糙集与神经网络结合的评价模型,结合两者的优点对地质环境进行评价,这是在地质环境评价领域一种新的尝试,也是地质环境综合评价的一种新探索。
3层次分析和灰色综合评判方法
为了加大对基础内容的研究,美国学者Saaty于1973年首次提出了层次分析法,并在现代矿山环境管理中发挥了举足轻重的作用,使得许多复杂的模糊关系变得清透简单化,该方法侧重于对基础内容的研究,并且以结构模型作为重点基础研究,该方法的独特之处在于应用了演算矩阵,并依此演算形式开展定性分析和定量演算相结合的研究方式,它是一种既有评估也有决策的好方法,另一种直接的评判方法则是灰色综合评判方法,它能够将已有的信息进行充分的利用,并且将评判产生的误差减至最低,从而使得评判结果与实际情况更吻合,也使得评判的结果更科学更有效,在非煤矿山评价体系中,周科平初次应用了灰色系统理论构建了灰色综合评价模型,并应用了层次分析法确定了各指标权重,之后通过对3个典型矿山进行计算得知与实际结果相符合。充分说明该方法可以应用到非煤矿山,并且为以后其它类似矿山地质环境评价提供了很好的参考。
4模糊综合评价方法
系统工程科学专家Zadeh在美国初次提出了模糊集合的概念,从而标志着模糊集合和模糊数学在矿山地质环境中的发展和完善。模糊判别法属于矿山地质环境评价中的数学评价方法,也是一种半定性半定量的评价方法,一般情况下对研究区进行综合评价时采用综合评价法,它能够减少不可避免的人为误差并提高评价结果的精确率,在一定程度上具有其它方法所不具有的特点和适宜性。刘洪、张红斌在对整个江苏省矿山地质环境评价过程中采用了综合的评价方法,通过评估分析发现其研究区矿山地质环境较为复杂,影响因素也较多,矿山地质环境质量的等级集、评价因子的标准化取值、隶属度函数及评价因子权重的确定,无统一的定量标准,在一定程度上受到人为主观认识的影响,因此不同的使用者得出的评价结果可能存在一定的差异,也限制了该方法的推广。
5综合指数法的评价方法
综合指数法的特点是将具有代表性的指标依据特定的方法筛选出来并赋予一定的权值,参考某种评价方法和行业标准选出一些具有代表性的数值,运用加权求和的方法来反映对象的综合评价值。通常情况下,在选用综合指数法时要考虑的重要因素则是如何确定评价指标,在目前情况下比较各评价方法中应用较多的则是专家打分法,然而该方法最大的弊端则是评价情况受主观因素影响较强。黄毓明等人选用福建省矿山地质情况进行了评价,评价方法选用了加权指数法模型,关键环节则是选用将各评判因子叠加,从而能够画出矿山地质环境质量指数等值线,进而能够对地质环境情况进行划分。雷万荣等人首次对江西省矿山地质环境进行了整体的综合评价,采用的评价模型则是以综合指数法评价模型为基准的综合分值评价模型,其特点是选用敏感因子为绝对指标,只要在评估单元中出现敏感因子则视该区域为不良地质环境区。通过应用此方法对江西省整个地区矿山地质环境进行了整体的划分,使其划分更加准确。
三存在的主要问题
(1)矿山地质环境优劣的划分一直以来被视为是一个极其复杂的工程,矿山地质环境破坏所造成的环境问题,损害程度和形式在很大程度上取决于矿产开发方式和矿山开发强度的类型,考虑到各因素的影响作用不同及所掌握的信息完整性不同,从而常常使得以定性描述和分析为主来分析矿山地质环境,很难做到定量化分析,进而造成在矿山地质环境的评价结果上受主观因素影响较强,具有较大的随意性和不确切性。
(2)考虑到中国地域辽阔,各地区各类型矿山开发方式、所处的地质环境等因素不同造就了我国在矿山地质环境评价中一直具有很大的随意性,也没有形成一整套可行的评价系统和理论来对不同类型的矿山地质环境问题进行不同的评价。
四研究展望
关键词:矿产资源 矿产资源资产 地质因素 矿山储量资产价值
Abstract: the mineral resources is the foundation of the 21 st century, to the sustainable development of society has great significance. This paper introduces how to change the mineral resources for mineral resources assets, and the composition of the asset value of mineral resources, this paper introduces the meaning of mining reserves assets, characteristic, analyzing the mineral resources geology factors on mining reserves assets value influence.
Keywords: mineral resources assets of mineral products resource mining reserves assets value geological factors
中图分类号:O741+.2文献标识码:A 文章编号:
人口、资源、环境是20世纪下半叶以来备受国际关注的重大问题之一。尤其是资源,矿产资源现在已经是关系国计民生安定、繁荣发展的重要因素之一。研究地质因素对矿山储量资产价值的影响,对保护现有矿产资源,推动资源的可持续利用有非常重要的意义。
矿产资源向矿产资源资产的转换
矿产资源是指由地质成矿作用形成的有用矿物或有用元素的含量达到具有工业利用价值的,呈固态、液态或气态赋存于地壳内的自然资源。矿产资源是人类社会的宝贵的物质财富,是重要的生产资料。
矿产资源是否有价,理论界一直存在争议。矿产资源要能转换为矿产资源资产,就必须具备资产的属性:1.可以用货币计量;2.是由经济主体拥有或控制的;3.能够给经济主体带来经济利益。综合分析矿产资源的特性,矿产资源可以供人类使用,具有使用价值,可以进行市场交换,具有价格。采矿权、探矿权可以进行评估、估算其价值,然后在矿业权市场上拍卖、出让。因此,矿产资源可以用货币计量,通过市场交换可以带来一定利润。而矿产资源是属于国家的,有自己的经济主体。综上所述,矿产资源具有资产的属性。
矿产资源资产构成
对于矿产资源资产的构成,国内的专家、学者也存在争议。通过分析这些专家学者的著作或者论文可以得出,矿产资源的资产价值由自身价值、劳动价值和环境价值三部分构成。
自身价值是矿产资源资产构成的一个最基本的单元。它是矿产资源天然性、稀缺性、不可再生性和不可替代性等特性决定的。它具有其它资产不具备的特点,因此矿产资源资产有一定价值。随着矿产资源的逐步开发利用,矿产资源损失破坏严重,矿山储量逐年递减,因此,将矿产资源自身价值定义为矿山储量资产,明确表示这部分价值来自矿山储量。
劳动价值是指矿产资源经过勘察设计开发销售,投入了大量的劳动力,矿产资源资产价值就具有了人类投入劳动力的价值。
矿产资源是组成环境的一个重要部分,开采矿产资源必须破坏土地、水资源、污染大气,对环境造成破坏,为了治理、恢复环境必须付出一定代价,这就是矿产资源环境价值。
矿山储量资产
矿山储量资产含义
矿山储量,是矿产资源资产的一部分,指的是矿山矿产资源的拥有量,根据相关规定,储量是指基础储量中经济可采部分。
矿山储量资产特点
稀缺性:由于人类社会的迅猛发展,矿产资源远远不能满足人类的需要,其稀缺性决定了矿产资源的价值性。
不可再生性:矿产资源不可再生,随着资源的开采,矿产资源不断减少,直至消耗殆尽,矿山储量也随之消失。
天然性:矿产资源是经过长时间地质和矿物质作用而成,在天然环境中形成,矿山储量资产价值的估量和计算必须充分考虑自然环境因素。
变化性:同一矿山,在不同时间矿山储量价值不同。它的价值由价格、经济可采储量、开发技术等因素决定。
矿山储量资产主要影响因素
影响矿山储量资产价值的因素很多,矿山储量资产主要影响因素主要包括:矿山地质条件、矿山勘察开况、矿山所处区域地理条件、国内外市场经济状况和国内外政治环境等。
在影响矿山储量资产价值的众多因素中,矿山地质因素是最重要最基本的因素。详细了解地质情况、对矿山基建、生成相当重要,是矿山是否开采的先决条件。矿山地质因素主要包括矿产规模及其类型、矿体赋存形态、矿石类型、半生元素、品味、围言稳固性、矿床水文地质等情况。下面从六个方面来分析。
经济可采储量
经济可采储量是在当前和可预知的经济条件下,一个权益区域中能够预期的具有商业价值的开采、加工和出售的估计产量。矿山经济可采储量在不同时期是不同的,它会随市场环境变化而变化。当市场需求大于供给时,矿石价格上升,引进新采矿技术和新设备,都将促进可采储量的上升,反之下降。
矿石质量
矿石质量由矿石品位和伴生元素两个系数构成。矿石品位是矿石或产品中所含有用成分、元素或化合物的百分含量。其它条件相同的情况下,矿石品位越高、矿床储量价值越大,矿石品位越低、矿床储量价值越小。矿石除了主要成分外还伴生了许多其它成分。伴生元素有益,可以提高矿床的工业价值,增加储量资产价值,而有害元素对矿石质量影响很大。
矿体埋深
根据矿产资源的垂直分布和存在形式,可以分为露天、地下和海洋三类。矿床埋藏深度的增加,将造成矿井的延伸、运输、通风、给排水的设施成本增加,矿产资源的开采成本增大,矿山储量资产价值减少。
矿床水文地质
水文地质主要研究地下水对矿床的影响。矿山所处区域的河流、降水,对矿床的开采、矿石的运输、安全状况都会造成影响。矿产开采还会使得矿区周围地面水系枯竭、地下水位下降。
矿体赋存形态
矿体形状可分为等轴状矿体、板状矿体、柱状矿体等,它受矿作用方式和成矿地质背景等多钟因素控制。矿体的产状是指矿体在空间的产出位置和状态。一般用走向、倾斜、倾角、侧伏角、倾伏角来表示。
矿体及围岩稳固性
矿石不稳固,会增加支护费用;围岩不稳固,一方面增加支护费用,另一方面,造成放矿过程中贫化增大,增加矿石运输、加工等费用,引起开采成本的增加。
矿山储量资产价值的高低由众多因素交互影响,地质因素只是其中一个方面。矿床规模大,形态简单,埋藏条件好,矿石品味高,伴生元素固然都会提高矿山储量资产价值,但是同时我们也应该考虑到除地质因素条件以外的其它因素的影响,这样才能促进矿产资源的保护、友好开采和可持续利用。
参考文献:
姬小江,矿山储量资产价值的地质影响因素理论研究,西安建筑科技大学硕士论文,2007年6月
连民杰,影响矿山储量资产价值的主要因素,金属矿山,1999年2月
姬小江,连民杰,经济可采储量及其对储量资产价值的影响,金属矿山,2006年8月
关键词:环境地质;废弃矿山;灾害类型;环境灾害则
现代工业的快速发展使得废弃矿山产生的环境地质问题日益凸显出来,这不仅是国内现状,而且具有全球性特点。对于废弃矿山造成各种环境地质灾害,应当加强重视,及时采取有效的措施进行防治,只有这样才能实现可持续发展之目的。
1、废弃矿山造成的环境地质灾害分析
1.1环境灾害
(1)水污染对于废弃矿山而言,其引起的环境污染中最严重的一种就是水污染。在开采矿山过程中,或多或少地会改变地质环境,而且在开采过程中会利用地表水以及地下水。然而,如果矿山废弃,废弃矿山引起的环境地质灾害类型分析及防治措施浙江省第一地质大队倪晓辉摘要关键词近年来,社会经济的发展使得生产生活中对矿产资源的客观需求量大幅度增大,新矿山大量开发意味着废弃矿山增多。实践中可以看到,大量废弃矿山的出现,对本地环境条件以及地质状况等造成了严重的影响。本文主要分析了废弃矿山对环境地质造成的主要灾害类型进行分析,并在此基础上就如何进行防治进行探讨。环境地质;废弃矿山;灾害类型;环境灾害则水位必然会随之回升;在此过程中,水资源与废弃矿山中的矿渣、垃圾等接触,造成地表水和地下水受到严重的污染。此外,在水流场影响下,被污染的水会影响更大范围、更为深层的水源,因此产生的连锁反应及其影响是非常严重的。比如,上世纪陕西黄陵沮河岸,超过40个废弃煤窑因出现沿河塌陷等问题,沿河道的地下水受到严重的污染,以致于下游水位明显升高,而且污染地下水从地表大量溢出,该地区形成了沼泽地,部分农田受灾,土壤受到了不同程度的污染,水污染严重。
(2)空气污染在矿山生产过程中,产生了大量废气、污染气体以及粉尘等,废弃的矿山没有采取有效的措施进行处理,因环境发生改变而导致地下气体会逐渐进入大气之中,地表开采后矿体在环境中逐渐被风化,而且出现了严重的空气污染。对于空气污染而言,并非仅有空气粉尘增加,一些有害、有毒气体也随之释放到大气之中,对周边的环境以及群众生命健康产生的威胁。
1.2地面下沉
在矿产开采过程中,难免会对地质结构产生破坏。矿山开采,会对矿山地质结构造成破坏,然矿山废弃以后可能会形成二次破坏。矿山地下开采会产生采空区,上覆的岩层比较脆弱,而且覆盖的厚度也不够,在难以支撑地表时会出现地面塌陷问题。当矿山废弃以后,地下水水位回升,很多地层结构被淹没在水中,地表结构被破坏以后就会浸泡起来,变得非常的软,此时若遇到地震等较大范围的地质变化,可能会出现地层塌陷,该地区均会产生地表沉降问题。
2、加强废弃矿山环境地质灾害预防与整治的有效策略
2.1环境地质灾害治理原则
(1)坚持人本原则。对于废弃矿山而言,其环境地质灾害控制过程中,应当将人的生命健康和安全放在首位,并且将受地质灾害严重影响的村镇、交通干线等地作为重点整治环节,减少环境地质问题造成的影响。
(2)因地制宜。实践中应当综合考虑整个矿山废弃土地的利用价植,宜地则地、适林则林,使其与环境统一起来,从而促进矿山事业以及整个地区的社会经济和环境之间的相互协调和可持续发展。
(3)科学规划。结合本地城市规划以及土地利用现状和要求,综合考虑矿山地质条件,提出针对性的整治方案,从而使矿山规划建设能够最大限度地满足规划要求。
(4)利益协调。在废弃矿山环境地质灾害防治以及政治设计过程中,应对兼顾多方利益诉求,在确保人员人身安全的基础上,尽可能减少矿山防治过程中的占地、损毁耕地现象出现几率。同时,还要认真做好矿山整治过程中的大量占用土地以及赔偿工作,从而确保矿山整治工作能够顺利进行。
总之,在废弃矿山环境地质灾害整治过程中,应当因地制宜的采取有效的保护与治理措施,最大限度地消除因矿山废弃而造成的地质灾害和影响;如果条件允许,还应当尽可能地杜绝一切矿山地质灾害的发生、减小影响,从而使矿山一直处于稳定状态。同时,还要将已经被破坏的土地进行复垦,最大限度地改善和改进该地区的地质环境;积极开展各种类型的植被恢复以及重建工作,从而提高废弃矿区内的植被覆盖率。
2.2加强废弃矿山环境地质灾害防治的有效策略
(1)建立环境地质灾害监测以及预警体系
实践中,为了能够有效预防和整治废弃矿山造成的环境地质灾害影响,查明废弃矿山环境问题,然后对其变化情况进行监测,建立预警预报体系。同时,还要构建废弃矿山环境地质灾害监测以及灾害预报系统,改进技术,比如矿井地下水流、动态动力学预报与评价,同时还包括对流体动力进行观测、介质参数渗透试验等,通过监测废弃矿山水质、水位等变化情况。目前国内并未建立完善、健全的矿山地质环境监测系统,在废弃矿山地质环境条件进行监测以及预报时,还应当按规定严格落实责任。
(2)构建完善的地质灾害评估系统对于各种类型和级别的地质灾害而言,应当采用不同的方法进行应对。就废弃矿山造成的环境地质灾害而言,需对其灾害级别进行准确评估。同时,还要针对废弃矿山地质灾害的威胁进行积极应对,即人文因素、环境因素。从这两方面来讲,最大的危害就是废弃矿山造成的环境地质灾害,同时还要充分考虑社会因素,比如舆论评价等。实践中,还要对灾害级别进行正确评估,只有这样才能更快地对救急方案进行指定和实施,以免破坏和影响扩大化。
(3)对废弃矿山加强整治在废弃矿山造成的环境地质灾害控制过程中,除了要采用有效的监测和预报方法对灾害进行防治,还应当采用主动行为进行废弃矿山造成的灾害可能性进行控制。在废弃矿山整治过程中,需要技术和资金。对于所需的资金而言,应当建立完善的整治基金,确保有效充足的资金。从技术层面来讲,目前现有的整治技术,主要有矿井内填充净化材料、打造水平孔预排污水以及建立水力坝隔断污水扩散和将废弃煤窑与国营大井沟通以截断污水与洁净水的渗透等。同时,还要结合废弃矿山情况,优选环境问题解决方案,逐渐改善被影响环境地质状况,减少灾害影响。
3、结束语
综述,废弃矿山环境地质灾害不仅会影响周围的环境条件,而且还会影响周围居民的身体健康和安全,因此应当加强重视。通过对废弃矿山进行政治,生态环境条件的改善,会造成整治区以及周边环境土地获益,改善人文环境、居民的居住环境条件,优化投资环境,实现了间接的经济效益。就矿山开采而言,应当坚持三原则,即“谁开发谁保护,谁闭坑谁复垦,谁破坏谁治理”,对矿山地质环境条件加强管理。从本质上来讲,矿山地质环境灾害整治,是一项非常专业的、技术性非常强的工作,其涉及面非常的广泛,强化矿山环境保护以及地址灾害整治,各部门之间应当加强协作,立足实际情况,结合废弃矿山的地质环境特点,才能有效整治矿山环境地质灾害。
参考文献:
[1]王燕.矿山地质灾害类型与防治措施浅议[J].科技展望,2015(01):246-246.
[2]王新杰,王新然.废弃矿山环境地质灾害治理探讨[J].科技创新与应用,2015(10):168-169.
关键词:矿山 地质环境 治理
1 矿区地质环境现状
1.1 矿区地质环境概述 淮南矿区是我国重要的煤炭基地,淮南矿业(集团)有限责任公司现有矿井9座,截止2004年9月累计产煤5.262亿吨,为国民经济的发展作出了重大贡献。淮南矿区位于淮河两岸,地跨淮南市的五区一县和阜阳市的颖上县。矿区处于淮河冲积平原之上,地形平坦,地面标高一般在20~26m之间。区域内水系均属淮河流域。天然河道流向一般沿区域地势由西向东,由北向南注入淮河。矿区内除淮河以外,主要河流有西淝河及其支流济河和港河、架河、泥河、黑河已经人工开挖的有高新河、永幸河、光辉河等。
矿区内淮河防洪与农田水利设施多,农田水系纵横交错,基本形成适宜农业耕作的水利网络。绝大多数耕地夏季种稻,冬季种小麦。
淮南煤田煤层赋存于淮河及其冲积平原之下,第四系松散层厚20~483.5m,由东南向西北逐渐增厚。属水体下开采的矿区。
矿区大气降水及地表水资源时空分布不均,年际分布不均,浅层地下水水质良好,水源充沛,补给条件较好,目前矿区利用地下水不致引起地面沉降。
矿区开发引起地表塌陷下沉,扰乱水系,损坏耕地、村庄、河道、提防及其它建筑物受到破坏。矿区开发对地质环境的影响主要为:地面塌陷、固体堆积占地与污染,农业生态环境变化等方面。
1.2 地表塌陷 淮南矿业集团所属9座矿井、工业和生活居住等地面设施占地2624.2公顷(39363亩)。
9座矿井矿区总面积为301.12km2,截止2004年9月底开采塌陷面积达62.10km2,占矿区总面积20.59%。其中又有约17.7%为积水区,即积水累计总面积达10.97km2。积水范围随降雨量大小而变化。
随着煤矿开采的延深和规模扩大,塌陷范围逐渐扩大,据1997年以来的统计,1997年1月至2004年9月塌陷区增加了24.8 km2,年增长率为5.15%。 开采塌陷区尚有15个村庄正在或有待搬迁。
开采塌陷区内,地形、地貌改变破坏了水系,影响河堤长度为15.1km,灌溉渠道5.9km,影响铁路线长度7.41km。 1.3 固体堆积物
1.3.1 煤矿开采,每年要排放大量的煤矸石,选煤厂也有相当的矸石排放,电厂排放粉煤灰。造成固体堆积物占地和环境污染。
据初步统计,目前现存矸石山(场)23处,占地63.9公顷(906亩),固体堆积物总量为1898万m3。
1.3.2 淮河以南的矿区,煤层倾角较大,多煤层联合开采,全部煤层开采后下沉量大,一般在10m以上,最大下沉量达18m。塌陷盆地积水深浅不一,农民进行粗放式养鱼。可耕地的质量下降,造成农业减产减收。
淮河以北广大矿区,煤层倾角平缓,基本属单一煤层方式开采,回采后形成碟形塌陷区盆地,最大下沉量达4.5m,地下水埋深较浅。因此,盆地中间积水,积水范围大小受降雨量控制,变化比较大,盆地的边缘下沉量小呈缓坡地仍可耕种,但不宜种水稻,造成农业减产,盆地的边缘带与积水区之间,地面坡度大,水土易流失,基本上为弃耕绝收地带。1.4 地质环境改变对工农业生产和生态环境的影响 1.4.1 对大气的影响 煤矿生产过程中释放出大量的瓦斯,瓦斯气是一种有强烈温室效应的气体,瓦斯气向大气牌坊会导致全球气候变暖,给空气造成污染。
1.4.2 对农业生态环境的影响 煤矿开采引起的地表塌陷和矸石堆积导致耕地减少,土地质量下降,农业减产,造成农村搬迁。
1.4.3 对城市环境的影响 煤矿开采造成地表塌陷,矸石成山,导致市容脏乱差,影响市民生活,制约城市发展。
1.4.4 对煤矿企业的影响 为了减少村庄和城镇搬迁,降低生产成本,煤矿企业不得不改变开拓布置方式,甚至放弃准备煤量,影响了煤炭资源合理开发利用,制约了企业自身发展。 2矿山地质环境治理原则
2.1以人为本、防灾减灾 所有的地质灾害,直接或间接的对矿山职工和矿区居民的生命财产安全构成威胁,因此矿山环境治理首先要保证矿区免遭矿山开发诱发的各种地质灾害的危害,达到防灾减灾的目的。
2.2因害设防、综合治理 针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度,抓住重点和关键环节,因地制宜、因害设防,采取拦、排、护、整、填、植等方面的综合治理措施对矿山环境进行治理。
2.3注重效益、分期实施 矿山地质环境治理工程应遵循生态社会效益优先的同时,争取最大的经济效益。区别不同的矿山地质环境问题,采取不同的治理措施。同时根据资金情况、矿山地质环境问题的危害大小、轻重缓急,分期、分阶段进行治理。
2.4 工程措施与生物措施相结合 矿山环境治理只有将工程措施与生物措施紧密结合,才能达到矿山环境治理的最终目标。各种工程措施只要配置合理,就能根治地质灾害。但其缺点是投资过大,而生物措施恰好弥补工程措施的缺点,其投资较小,能改善小气候的特点,使其广泛应用于矿山环境治理中。
3 矿区地质环境治理的基本设想
淮南矿区地处华东,是富饶的淮河平原,是我国重要产粮基地,土地十分珍贵。国家可持续发展战略,对地质环境的保护、生态平衡提出了更高的要求和法规制约。因此,煤矿开采地质环境的恢复引起了各级部门和煤炭企业的重视。塌陷区回填复垦是煤炭企业、地方政府和矿区农民长期以来的共同愿望,不塌陷影响经济发展、环境保护的不良因素转变为积极因素。淮南矿业集团实施矿山地质环境恢复示范工程项目。
实施示范工程的指导思想:治理与开发相结合,变害为利,企业、地方政府和农村基层组织紧密合作,中和开发现代化生态企业,建设小康型农村。
“珍惜和合理利用土地,切实保护耕地”是基本国策。煤矿开采对地质环境的影响和土地的破坏十分严重,是一个长期以来未能解决的问题,是一个共同关注的问题。
《环境保护法》、《土地法》和《矿产资源法》等国家法规,都要求矿山开采保护地质环境,实现治理恢复“占补平衡”的最终目标,这也是可持续发展战略的组成部分。我们将吸收有关兄弟单位回填复垦试验的成功经验,结合淮南矿区的具体地质环境,按照国家的有关法规和技术政策,实施示范工程项目。主要项目有:谢李示范工程,塌陷区回填后作为城市绿化地、改善生态和小气候;张集示范工程,结合农村搬迁、小城镇建设、改变农业结构相结合,由单纯的种植,变为种植和水产养殖、农鱼产品加工相结合的农业结构。
[关键字] 有色金属 找矿措施 地质
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-44-1
0 前言
实现加强有色金属矿山地质找矿的突破,不仅是为了发展我们国家的国民经济,也是巩固我国在有色金属矿山地质找矿方面的国际地位的迫切需求。为了使我国地质勘探方面的实力能够得到快速有成效的增强,国务院在2006年出台了《关于加强地质工作的决定》。在国家政策的指导下,地质工作者们的责任更加重大,要达到的要求也更高。加强有色金属矿山地质找矿是整个地质找矿工作改革发展的重要一环,但是随着有色金属勘查工作方面的程度不断加深,露出地表的和近地表的有色金属矿产愈越来越少。这就需要我们把找矿的目标从已经大体查明的第一深度空间转变到更深的第二深度空间。
1 需要改进的措施
1.1 创新理论,更新观念
鉴于前言所提到的,为了缓解有色金属矿产的资源危机,那么就要加强深部的有色金属矿产勘探力度。深部找矿在现有的各项技术条件下是可以实施的,而且其理论和观念与我国的可持续发展理念相符。
鉴于深部找矿是一个比较新的课题,发现并勘探到深部的资源对于我们来说还是个非常大的挑战。这就要求我们在实际工作中不断学习,不断总结,不断创新。对已发现的深部矿床的区域地质背景、成矿条件(物质来源、构造条件)、成矿作用、矿体特征加以研究,不断完善资料、提高认识、总结,形成成矿模式,为以后深部找矿工作提供科学依据。认真地学习国内国外深部找矿的相关理论和借鉴先进的找矿技术,只有不断提高认识、不断创新理论,才能在深部找矿中取得突破。
1.2 理论与实践相结合
在找矿工作中仅仅有了新的观念和理论还是不够的,还需要能够灵活运用。对于矿床学乃至所有的科学领域,无论是理论还是实践都是很重要的。对于做有色金属矿产勘探开发的地质工作者来说,理论与实践的结合是做好工作所必不可少的。而在现今的实际工作和科研中,最常见的一个不好现象就是只重理论而忽视实践的重要性。一些典型的行为表现在:对于全面阐释有色金属勘探过程中的实际现象、全面研究有色金属矿产特征的成果很少;很重视论文的发表,而忽略实际生产工作中的应用情况和实践检验中是否合理的情况。而与此相反的是,有些前线工作者拥有丰富的经验,但是却不注意随时更新自身的知识储备,不注意补充最新的理论知识,这都不利于找矿工作的发展。
有鉴于以上的种种现象,本文提出了以下一些改进措施:①坚持生产学习科研相结合,实践证明,这在大多数科学领域都是非常有效的方法,在我们有色金属矿产勘探领域,也有着十分明显的效果;②对于个人评价,应该结合理论成果和实践成果,对有色金属勘探研究领域取得的成果应该分成两种:一种是理论上的创新,一种是实际工作中有重要的发现,两者不应该只取其一,应该齐头并进,都考虑到个人评价当中;③对于新进单位的年轻人,应该先全面培养其综合科研能力,可以先接触一下深入研究的综合性的科研项目,全面打好地质方面的基础能力,为未来培养长久人才;④对于前线工作者,可以定期或者不定期的组织各种培训课程,或者多提供一些去高校进修的机会,这样可以使第一线的找矿工作者不仅拥有丰富的经验,还能提高他们的学术水平,丰富最新的理论知识,将他们培养成更高一级的地质人才。
1.3 勘查技术的创新
随着科学技术的发展,各种勘探技术也不断创新,如地球物理勘探技术等。传统的地球物理勘探是以重磁电法、激发极化法等作为主要的工作方法,而随着科学技术水平的不断提高,传统地球物理勘探方法也有了很大的发展,各种地球物理勘探的新方法和技术推陈出新。主要包括三维地震技术、地面高精度重力勘查技术、地面高精度磁测技术、地面瞬变电磁法勘查技术、可控源音频大地电磁法、频谱激电法、井中声波透视法技术、地下电磁波法等[1,2]。
同样,计算机技术的迅猛发展也促进了数学地质方法的发展;遥感技术也是勘探的重要手段之一,新型传感器的出现、工作频率向全波段的延伸、图像处理技术的不断提高,使得遥感技术在找矿中的作用不断增大。
以上只是其中的几个例子,种种勘查技术的不断发展与创新,带来的是有色金属地质找矿工作取得的成果越来越大,找矿效率越来越高。所以我们要不断寻找更新、更完善的勘查技术,使之为我们的深部地质找矿服务。
1.4加大资金投入
兵马未动,粮草先行。充足的资金对于任何一项科学研究都是必不可少的,何况是地质勘探这么一个高投入高风险的行业。只有有了充足的资金,才能吸纳最杰出的地质人才,才能使用更先进的勘探设备,得到最全面的地质资料,得到更好的勘探效果。
但是这里的加大资金投入并不是盲目的、浪费的,而是要用在刀刃上的。必须提前做好完善的预算,保证专款专用,确保每一分钱都用得恰到好处。对于必需大量资金投入的地方绝不吝啬,对于可以节省开支的地方也绝不浪费,这样才能使资金的投入和取得的成果成正比。
1.5 建立和健全鼓励创新的地质人才开发机制和管理体制
对任何行业来说,人才都是核心,地质找矿工作也是如此,培养和鼓励优秀的地质人才,也是不可忽视的一个措施。比如可以改善一线工作者的工作条件,提高野外出工的工资补贴;可以建立更完善的工资分配或者奖励制度,使收入分配更合理,按所取得的成果大小和贡献比例来分配;还应该加强地质人才的专业能力和业务能力培养,培育创新型的新时代地质工作者。只有充分培养和利用各层次的人才,才能更好地促进找矿事业的发展。
2 结语
有色金属矿山地质找矿工作在我国已经发展了几十年,我们在勘查工作中也取得了一定的成果。但是仍存在很多不足,需要不断改进,不断采取有效的措施,提高勘探的效率,使未来的地质找矿工作更加顺利、更加高效地进行,为我国的经济发展做出新的贡献。
参考文献