矿山地质环境保护与治理恢复技术探究

known 发布于 2025-07-06 阅读(414)

刘 练

(湖南省国土空间调查监测所,湖南 长沙 411000)

引言

矿业开发造成了一系列地质环境问题,如占用土地资源、改变地形地貌、破坏植被绿化、影响水资源平衡、诱发地质灾害等,采取有效措施保护和恢复矿山地质环境迫在眉睫。目前,矿山生态环境的保护与恢复已受到世界各国的高度重视。如何判断矿山企业在生态保护与恢复管理中的作用,指导矿山企业开展生态保护与恢复管理是本文研究的重点。

1 矿山地质环境保护、治理和恢复的重大意义

矿产是人们生产生活的主要能源,是人类社会发展的重要保障。矿产具有不可再生、稀缺且分布不均等优点,但对矿产的开发和使用会对环境造成重大破坏。实施矿山地质工作保护和恢复环境,可以有效阻止矿山地质环境进一步恶化,消除与矿产开发相关的地质灾害危险,保护周边人民和矿工的生命财产安全。从地质灾害的危险中开采,有助于缓解矿山群体之间的矛盾,实现防灾目标,体现“人对人”的原则;同时,可以提高公众对减灾防灾措施的认识,提高公众参与地质环境保护的意识,具有明显的社会效益。实施矿山地质环境保护与修复工程,可有效促进矿山生态建设,保护和改善当地生态环境,同时确保资源开发、经济增长和环境可持续发展同步发展。通过解决矿山地质和环境问题,消除地质灾害风险因素并降低其频率;裂隙倾倒和土地复垦可以减少采矿对景观、景观和土地资源的破坏,有效提高土地利用效率,增加区域植被覆盖,具有调节气候、净化空气、改善环境、保护水资源、防止水土流失和土壤退化等优点,提高质量为该地区的环境提供有利的长期环境效益。矿山地质环境保护与恢复工程是预防和减轻自然灾害后果的工程。对区内地质灾害进行有效管理,可以消除对人民财产的威胁,避免重大矿山地质灾害,具有明显的减灾效益。同时,该项治理提供了一个安全和支持性的环境,并为社区和采矿工人增加了经济价值。该项目还可以修复采矿活动造成的土地破坏,减少投资和补偿,以保护采矿作业中的水土资源,恢复或增加土地利用价值,提高土地资源的恢复效率。

2 矿山地质危害与环境保护2.1 矿山地质对环境的影响

中国矿产资源开发活动源远流长、长期高强度、大规模矿产开采留下的矿山地质环境问题几乎遍布全国,严重影响区域生态系统。

2.1.1 地质灾害

开采规模大,对地质环境的破坏也很严重。在开采过程中,一旦开采方案设计不合理,很容易引发各种地质灾害,危及附近村庄工人和群众的生命安全,给矿山企业的正常生产带来一定的负面影响。即使开采方案设计合理,开采仍会打破矿山边坡的固有平衡,使其倾斜。岩土变形后,山体易塌陷;如果废渣不科学处理,堆放在矿区,就会增加山体的负荷。当它积累到一定程度时,就会导致滑坡。一旦风暴来袭,就会形成泥石流,给周围的村庄带来毁灭性的打击。

2.1.2 地貌景观影响

在开采过程中,植被会受到一定程度的破坏。如果矿山企业只关心采矿,不注意恢复植被覆盖,就没有植被来维持水土,就会出现荒漠化,土壤肥力下降,更严重的情况会导致水土流失和裸露的岩石。一般在露天开采或废渣随意堆放时,最容易对地貌景观造成不良影响。

2.1.3 对土地资源的影响

采矿作业对土地资源的破坏仍然很大,这从矿区工业用地和废渣堆放两方面可以看出。虽然矿山企业已经明确规划了工业用地,但随着采矿业的不断发展,会发现原来的工业用地规划可能不合理,没有地方可以堆放废渣。一些矿山企业选择在闲置土地上堆放,会扩大污染土地面积,渣中的有害物质会逐渐渗入土地,破坏土地资源。

2.1.4水环境影响

采矿不仅会产生大量废渣,还会产生大量工业废水。如果工业废水处理不当,会给水环境带来严重的危害。工业废水随意排放会污染附近河流,渗入土壤会污染地表水源。废水流过的地方,水质会恶化,河流中的大量水生动物会死亡,河流灌溉的农田也会受到影响,农作物吸收有害物质后会损害人体健康。

2.1.5 其他影响

粉尘是采矿中的常见现象,尤其是在大风天气中。如果粉尘处理不好,会在大风的影响下形成雾霾,破坏空气质量。而且,矿山的开采必然会用到大型机械设备。虽然企业可以加快挖矿速度,提高工作效率,但机器的轰鸣声会形成噪音,影响周围人的日常生活。

2.2 矿山地质环境现状

长期以来,由于社会经济的快速发展、工业化规模的扩大、矿产资源需求的急剧增加和价格的急剧上涨,矿产资源的勘探开发得到了加强。在先发展经济、后保护环境、改善生态的错误意识指导下,矿产资源开采无序,“重开发利用,轻资源节约和环境保护;重经济效益和发展速度,轻环境效益和发展质量”。盲目掠夺性开采普遍存在,忽视开采对环境的破坏,加剧了矿山环境的恶化,导致矿山地质环境问题日益突出,表现形式多样,如采矿和选矿产生的有毒、有害气体和矿渣、污水和粉尘,污染矿山周围的大气、水质和土壤;废弃物、垃圾和尾矿占用大量土地和农田,破坏景观植被;露天开采破坏地形,造成滑坡崩塌的危险,地下开采导致开挖区土体崩塌,采矿导致地质灾害频发;矿井突水、排水造成地下水排泄,采剥造成水土流失和土地荒漠化。这些地质和环境问题预计会在采矿活动过程中出现、形成和升级。这些问题是矿床的自然地质作用以及人类的工程和经济活动的共同结果。在空间上,这些问题影响范围不仅限于矿区,而且往往超出其开采和加工区;就时间而言,矿山地质环境问题造成的影响无法在短时间内消除或恢复正常。

面对严重的环境污染和生态系统退化,人们开始重新审视和充分认识到矿山地质环境保护的重要性和紧迫性。近年来,我国加强了矿山地质环境管理。各级政府出台了一系列相关文件和法规,因地制宜,多渠道筹集资金,采取多种措施,在矿产资源经营过程中实施可持续发展战略,大力推进矿产资源整合,规范矿产资源开采秩序,鼓励优化资源配置,提高资源利用率,建设绿色矿山。在矿产资源开发利用过程中,不断加强地质环境保护与修复,积极实施矿山地质环境治理工程,大力推进地质环境保护与修复科学研究并取得了显着成果。但同时,由于开工晚、发展缓慢,矿山地质环境工作还远未完善、具体、到位,如开采时间长的矿产资源、历史欠债等;地方政府资金有限,恢复治理资金不足;矿山企业生态环境保护意识低下,矿山设备技术落后,非法生产泛滥;不可避免地导致和加剧了矿山地质环境的形成和恶化。矿山地质环境的保护与恢复仍面临诸多困难。

3 矿山地质环境保护、治理与恢复工程3.1 矿山地质环境保护与恢复原则

矿山地质环境保护,坚持预防为主、防治结合,谁开发谁保护、谁破坏谁治理、谁投资谁受益的原则。从“地质环境保护”和“矿山环境治理与恢复”角度出发,具体体现为以下几点。

3.1.1 以人为本

矿山地质环境的保护、恢复和治理,必须把人民生命财产安全放在首位,最大限度地减少矿山建设和生产造成的人民生命财产损失。

3.1.2 基于工程建设的安全性

在保护和恢复矿山地质环境的过程中,要确保施工和作业安全,充分考虑施工对矿山地质条件的复杂影响。

3.1.3 采矿危险程度和对环境的地质破坏程度的分区

对地质环境、人文条件、采矿和工程活动影响较大的地区,应作为重点防治区,其次是一级防治区和一般防治区。

3.1.4 预防为主,预防结合

以矿山地质环境保护为重点,预防为主,防治结合,最大限度地减少工程建设和采矿对地质环境的破坏,尽可能地恢复和治理破坏的地质环境。

3.1.5 谁开发谁保护、谁破坏谁治理

合理界定矿山地质环境保护与恢复管理的责任范围,这在矿山地质环境保护与恢复管理中得到客观体现。

3.2 矿山地质环境保护与恢复区划

矿山地质环境影响因素具有多样性、复杂性、相似性和差异性。分区标准见表1。

表1 矿山地质环境保护与恢复治理分区标准一览表

根据分区原则和方法,综合考虑矿山地质环境影响程度、危险品及恢复治理难度,全区划分为矿山地质环境保护与恢复治理重点防治区(Ⅰ)和次重点防治区(Ⅱ)两个防治级别,10个防治断面见表2。

表2 矿山地质环境保护与恢复治理分区一览表

3.3 矿山地质环境保护与恢复治理方案

1)工程建设应科学规划、合理组织,严格按照设计要求施工,防止发生滑坡、滑坡等地质灾害。

2)加强对采矿引起的滑坡及相关地质灾害的监测,借助相关设施及时填平地表滑坡、裂缝和设置警示标志,有效应对地质灾害和隐患;在尘埃带稳定后,及时采取措施恢复和合理利用该区域的景观和土地资源,并结合工程和植物检疫措施。

3)在开采过程中,加强对矿山进水、排放区、水突破区、地下水含水层流量和水质的控制,以及水资源的回收和废水、废水的处理。

4)合理配置填埋场进行封堵、保护和监测。杂物应一层层堆放并压实,以防塌方和滑坡;土地使用年限期满后及时处理。

5)停工后,密封井口,拆除废弃建筑,恢复和管理工业场地、通风场地、临时堆场、场外道路等。

6)建立采矿和地质环境监测系统,提供组织管理、方案制定、信息传播、污染防治措施规划和监测信息存档。

7)保护性开采、采矿工程和修复处理同时进行,确保采矿安全。

8)矿山地质环境的保护与修复要和水土资源保护、土地修复、环境保护、地质灾害防治和消除隐患等有机结合。

3.4 矿山地质环境保护与恢复治理技术

3.4.1 矿山地质环境保护技术

大多矿区经过多年的运行,已经形成了一定面积的采空空间,土壤崩塌的危险越来越大。因此,在矿山施工过程中,应尽量减少铺设工作,采取适当措施对边坡进行保护和排水,并加强监测;在开采过程中应尽可能采取措施开发环保产品,严格按设计(如重要地段应留设保护煤柱或采用保护性开采技术),该区域内所有村庄应加强监管,减少滑坡及相关地质灾害的影响和破坏。

在矿山建设和生产过程中,应充分利用地下水资源,采用先进的开采、排水和补给方法;加强污水、废水资源化管理,变废为宝,综合利用,减少外排。保证污水、废水经净化达标后排放。

部分矿山开采为减少对原地貌的破坏,建议采用地下开采方式。关于采矿方法,建议尽可能使用降低地表滑坡程度的方法。建议在部分地区采矿和土地建设过程中,应努力减少临时占用和破坏土地的面积;在生产过程中应尽可能采取保护措施(煤矿开发应以保护重点地区的支柱为目标,保护土地资源免受滑坡及相关地表裂缝的影响和破坏)。

3.4.2 矿山地质环境的恢复与治理技术

随着矿层的大规模重复开采,岩石的崩塌、破坏、弯曲和沉降速度将加快,导致滑坡和相关的地面裂缝等地质灾害,进而影响该地区的构筑物、地形和土地资源的建设(施工)。对采空区塌方未达到稳定状态的区域,应首先对没有威胁物体的区域采取动态监测方法,并及时采取措施,以确保发生危险时的安全。二是在受威胁区域张贴警示标志或采取临时回填、封堵、隔离等临时工程防护措施,消除安全隐患。

所有水污染保护和回用措施旨在确保项目废水零排放;开展工业场地绿化、矿区植树种草、改善矿区植被覆盖、保护水源、减少水土流失等工作。

矿山生产完成后,应充分利用现场建筑物(构筑物)。如无法做到,则应拆除现场所有建筑物(构筑物),清除现场硬化土,处理建筑垃圾。并根据地面标高分布平整场地,尽量减少坡度,地面覆土,花卉(草)种子应因地制宜播种。

4 结语

在矿山环境保护与恢复管理评价过程中,如何选择评价方法是一个重大问题。作为今后矿山环境保护与复垦管理研究的一部分,应进一步探索矿山环境保护与复垦管理评价方法。

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