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關(guān)鍵詞:礦山;地質(zhì)災(zāi)害;綠色礦業(yè);科學(xué)開采
中圖分類號:TD161文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374 (2010)18-0089-02
礦業(yè)與人類的生存、社會的發(fā)展息息相關(guān)。翻開人類社會發(fā)展史,時代的演變,社會的更替都離不開礦業(yè)的發(fā)展。礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個小分支,是由于不正確開采地下礦產(chǎn)資源而直接誘發(fā)的人為地質(zhì)災(zāi)害,災(zāi)害的發(fā)生嚴(yán)重危及人類的生命,故具有重大的研究意義。我國是礦山地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國家之一,具有種類多、分布廣、影響大、潛在災(zāi)害隱患突出等特點。
一、礦山地質(zhì)災(zāi)害
礦山地質(zhì)災(zāi)害按照災(zāi)害發(fā)生的時間快慢可將其分為兩大類,一類為突變性地質(zhì)災(zāi)害,如地震、泥石流、崩塌、滑坡、水土流失等;另一類為緩變性地質(zhì)災(zāi)害,如沙漠化、荒漠化、地面沉降等。與礦山較密切的主要有:
(一)滑坡、崩塌、泥石流災(zāi)害
在礦山開采過程中,地下巖石的應(yīng)力發(fā)生改變,以前的巖石應(yīng)力均衡被破壞,以及礦石廢渣的亂堆亂放,易造成邊坡的不穩(wěn)固,在外力誘發(fā)下,極易產(chǎn)生滑坡、崩塌及泥石流災(zāi)害。
(二)土地荒漠化
土地的荒漠化和沙漠化的形成是一個漫長的過程,區(qū)內(nèi)地下水的過度開采造成水資源的減少,河流的干涸,植被的消失是其產(chǎn)生的主要原因,但礦山的不合理開采也是一個不容忽視的問題。某些礦山由于排水,疏干了附近的地表水,淺層地下水長期得不到補(bǔ)充恢復(fù),影響植物生長,破壞了周圍的生態(tài)環(huán)境,最終使礦區(qū)土地石化和沙化。
(三)礦震
我國許多礦山出現(xiàn)采礦所誘發(fā)的地震,這已成為礦山主要環(huán)境問題之一。
二、礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因
(一)客觀原因
目前由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展程度,采礦活動僅是在地球表面和巖石圈范圍內(nèi)進(jìn)行的。采礦前的地球表面和巖石圈是平衡的。采礦過程,從地殼內(nèi)部挖出了極為巨大量的礦石和巖石。誠然,不論采礦的手段是鉆采、坑采,還是露天開采,還是液采,實際上都是肢解地殼的機(jī)體,這就使本來呈自然平衡的地殼,出現(xiàn)了新的不平衡和不諧調(diào),導(dǎo)致了地殼物質(zhì)的不穩(wěn)固性。這是誘發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害的本質(zhì)原因。
采礦特別是地下采礦必須要排凈礦坑下積水和處理地層漏水,這又造成地下水的不平衡,進(jìn)而導(dǎo)致地層的不平衡性和不穩(wěn)定性。在采礦過程中,如果不按科學(xué)手段進(jìn)行,濫采亂挖,必然會導(dǎo)致礦坑突水、冒頂、偏幫、瓦斯爆炸等災(zāi)害的發(fā)生。
礦業(yè)活動不僅是采礦過程,而且也包括選礦和冶煉加工。采礦,尤其是選礦和冶煉不可避免的要用水和火來處理。因此,礦業(yè)過程必然產(chǎn)生三廢,即廢氣、廢水和廢渣。三廢的排放和堆積對周圍環(huán)境及人類的健康都造成極大的危害。
(二)主觀原因
相當(dāng)長時期以來,由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動,許多地方和民營小煤礦、小金屬礦等如雨后春筍般發(fā)展,它們與國營大礦山爭奪資源或單獨或寄生于國營大礦山之上,這樣一來,極易引發(fā)礦山瓦斯泄露和透水等事故。近年來,礦山腐敗現(xiàn)象滋生,有的國營礦山也變相地轉(zhuǎn)為私人承包,不注意安全生產(chǎn)。這是礦山地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生的一個不可忽視的原因。
三、地質(zhì)災(zāi)害防治措施與對策
礦產(chǎn)資源的開發(fā)與開采,總伴隨著地質(zhì)環(huán)境的破壞與改造,而礦山不合理的開采,必將造成水土流失、土地占壓和毀損、次生地質(zhì)災(zāi)害、礦山廢水和重金屬污染,從而對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和人類自身造成危害。而無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)治理已作為生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,承載能力低,遭受嚴(yán)重干擾和破壞后,很難在短時間內(nèi)恢復(fù),建議對礦山地質(zhì)環(huán)境的治理采取如下措施和對策:
(一)系統(tǒng)開展地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與研究,加強(qiáng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測
地質(zhì)環(huán)境調(diào)查是發(fā)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境因素必不可少的重要手段,以調(diào)查礦區(qū)的內(nèi)、外力地質(zhì)作用為主,掌握礦區(qū)乃至附近區(qū)域地震、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)律,提供防治對策。加強(qiáng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測,建立礦山環(huán)境監(jiān)測網(wǎng),并將其作為國家監(jiān)測網(wǎng)的一部分,對區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害活動規(guī)律進(jìn)行全面了解,為治理提供依據(jù)。
(二)建立政府引導(dǎo)的市場運作機(jī)制,治理區(qū)內(nèi)環(huán)境
老礦山大部分在計劃經(jīng)濟(jì)時期建立,礦山建設(shè)初期對環(huán)保投入嚴(yán)重不足,沒有及時對礦山生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理。而現(xiàn)在,大部分礦山企業(yè)負(fù)擔(dān)重,經(jīng)濟(jì)效益較差,難以承擔(dān)多年累積造成的礦山生態(tài)環(huán)境破壞的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。因此,應(yīng)積極爭取國家和地方政府的投資,多方位籌集資金,加大恢復(fù)治理環(huán)境的力度。
(三)堅持資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,以防為主、防治結(jié)合
礦區(qū)大多自然環(huán)境較差,環(huán)境破壞后難以恢復(fù),對于礦山堆放的尾礦、棄土、棄石等可能會導(dǎo)致滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害的地方,應(yīng)盡快進(jìn)行治理。必須堅持開發(fā)與環(huán)保并行,決不以犧牲環(huán)保為代價,要避免先污染后治理,走以預(yù)防為主的礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)之路。
(四)加強(qiáng)礦山前期論證及落實地質(zhì)環(huán)境保證金制度
必須將礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價報告書作為新頒及換發(fā)采礦許可證的主要評審依據(jù)。對于新建礦山廠址的選擇也應(yīng)首先進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)勘探,提出環(huán)境地質(zhì)報告,才能進(jìn)行廠址的建設(shè)設(shè)計。
(五)加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)研究和應(yīng)用,推進(jìn)礦山“清潔生產(chǎn)”,發(fā)展綠色礦業(yè)
鼓勵采用先進(jìn)的采、選、冶工藝,開發(fā)低廢、無污染的礦山清潔生產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)礦山廢棄物的減量化和資源化。加強(qiáng)調(diào)查和充實礦山生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料,制定礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理的科技發(fā)展計劃。加強(qiáng)礦山開采導(dǎo)致的滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理的研究;開發(fā)礦山“三廢”高效處理與資源化的技術(shù)體系和工藝設(shè)備,以及科學(xué)高效的礦山生態(tài)環(huán)境管理信息系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng),走一條資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)的“綠色礦業(yè)”之路。
四、結(jié)語
我國礦山種類繁多、分布廣、數(shù)量多、規(guī)模小、基礎(chǔ)差,由于技術(shù)、管理及效益等原因的影響,資源開發(fā)中的安全形勢相當(dāng)嚴(yán)峻,經(jīng)常發(fā)生地表塌陷、山體崩塌、礦山邊坡滑坡、廢石場泥石流、尾礦庫垮塌、采場冒頂、巷道坍塌、礦山地震、巖爆、采空區(qū)大面積地壓、井下突水、深井高溫等災(zāi)害,給社會穩(wěn)定和人民生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重影響。因此,合理有效地利用資源,保護(hù)礦山環(huán)境,加強(qiáng)監(jiān)測與信息化管理,防止礦山地質(zhì)災(zāi)害,實現(xiàn)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,是一個非常重要的問題,提升采礦工藝水平,以高技術(shù)、高科技為先導(dǎo),走以預(yù)防為主的礦產(chǎn)開發(fā)之路,做到資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)并重,促進(jìn)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 礦山地質(zhì); 管理和監(jiān)督; 礦山生產(chǎn); 生產(chǎn)鉆探
一、礦山地質(zhì)的概念
礦山地質(zhì)是研究礦床開采階段為保證礦山有計劃持續(xù)正常生產(chǎn)、資源合理利用以及擴(kuò)大礦山規(guī)模、延長服務(wù)年限所需進(jìn)行的各項地質(zhì)工作的基本原理和方法。礦山企業(yè)的地質(zhì)部門完成礦山地質(zhì)的各項工作,它起著礦山生產(chǎn)技術(shù)管理和采掘生產(chǎn)技術(shù)監(jiān)督的作用。
二、XX金屬銅礦礦床地質(zhì)特征
XX金屬銅礦礦區(qū)所處區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位置為燕山沉降帶馬蘭峪背斜軸部,按地質(zhì)力學(xué)所劃分的構(gòu)造體系,為馬蘭峪山子型構(gòu)造脊柱偏東側(cè)部位。礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為下太古界遷西群馬蘭峪組片麻巖系,主要為中細(xì)粒紫蘇黑云母角閃斜長片麻巖、角山斜長片麻巖、黑云母角山斜長片麻巖等。其次為南北兩側(cè)出露的長城系常州溝組地層,其巖性為底礫巖、礫巖、石英巖。第四系地層分布于遵化市附近及山間溝谷地帶,主要為沖擊洪積層,次為殘坡積層及范圍不大的坡積層。
礦區(qū)為一單斜構(gòu)造。片麻理走向近南北向,向西傾,傾角50° ~ 70°。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,對礦體影響較大,本礦區(qū)主要有以下礦床特征。
1.礦床受一定層位和巖性的控制,礦體呈層狀產(chǎn)出。
2.礦體形態(tài)復(fù)雜,薄厚不均。局部受斷裂帶影響礦體呈中間高兩端低的弧形。
3.為單一的鐵礦床,有用礦物主要有磁鐵礦,次為假象赤鐵礦。脈石礦物主要為石英,次為角閃石、斜長石及少量次生蝕變礦物綠簾石和黑云母。
4.礦石自然類型為石英巖系磁鐵礦石。礦石工業(yè)類型為可選性能良好的磁鐵礦石。礦石呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)或粒狀花崗變晶結(jié)構(gòu),條帶狀、片麻狀構(gòu)造。
三、礦山地質(zhì)在礦山中的重要作用
XX金屬銅礦經(jīng)過長期的地表開采露天采礦已經(jīng)結(jié)束,轉(zhuǎn)入井下作業(yè)后,需要考慮巖石及圍巖的規(guī)模、產(chǎn)狀、斷層、巖石破碎情況等。先前的地質(zhì)勘查資料由于時間比較久遠(yuǎn),無法完全掌握各種復(fù)雜的地質(zhì)情況。因此礦山也有地質(zhì)問題需要解決。
同時,隨著礦山服務(wù)年限的增加,礦山也同樣面臨著資源接替的問題。礦山中的礦量危機(jī)、采區(qū)構(gòu)造復(fù)雜化、坑道涌水、礦山地壓、資源綜合利用及經(jīng)濟(jì)評價、環(huán)境惡化及“三廢”的防止和利用等,這些問題,都需要地質(zhì)工作者解決。
(一)延長礦山的服務(wù)年限
一個礦山的礦量畢竟是有限的,隨著礦山服務(wù)年限的增加,礦量的減少。在開采規(guī)模日益擴(kuò)大,采礦強(qiáng)度和速度日益加大的今天,這種減少更加明顯。同時,由于易尋找和易開采的淺表礦床多已發(fā)現(xiàn),地表找礦幾率減少,在已知礦床尋找盲礦、深部礦體、新礦床成為延長礦山服務(wù)年限的一個重要辦法。
XX金屬銅礦地質(zhì)工作者在對已有地質(zhì)勘查資料的整理和研究過程中,加大礦山的生產(chǎn)鉆探對深部及周邊礦體的控制,很好地探明了深部礦體的賦存情況并在主要的三條礦體成功發(fā)現(xiàn)了一條走向近 300 m 的盲礦體,大大提高了備采礦量,為延長礦山的服務(wù)年限打下了基礎(chǔ)。
(二)為礦山采礦生產(chǎn)提供指導(dǎo)
礦山地質(zhì)工作在礦山中最重要的任務(wù)之一就是為礦山采礦生產(chǎn)提供指導(dǎo)。礦山地質(zhì)的大部分工作都是服務(wù)于礦山的生產(chǎn),包括提供各類地質(zhì)圖件、生產(chǎn)勘探工作、礦量平衡管理、礦石損失貧化管理和監(jiān)督。
礦山地質(zhì)是采礦的眼睛,精準(zhǔn)的地質(zhì)圖件對于礦山的采礦生產(chǎn)至關(guān)重要。作為一名地質(zhì)工作者,要求工作人員長期對井下第一現(xiàn)場進(jìn)行地質(zhì)編錄及時將各類地質(zhì)信息反饋到圖紙,提供給相關(guān)單位做好下一步計劃。
礦山的前期勘探只是對一個礦床的初步了解和研究,對礦床的控制程度還達(dá)不到生產(chǎn)的程度,由于礦床的復(fù)雜性和多變性,在采礦過程中隨時會遇到礦體消失分叉或尖滅等情況。礦體往何處去,往哪個方向掘進(jìn),該剝離多少圍巖等,這都是需要礦山地質(zhì)工作者研究的問題。要解決這些問題,最簡單也是最直接的就是加大生產(chǎn)勘探的力度,使礦山的備采礦量能滿足礦山生產(chǎn)的需求。
在礦山生產(chǎn)過程中,我們對礦石損失貧化的指標(biāo)共有四個: 礦石貧化率、礦石損失率、巖石混入率以及金屬回采率。這四個指標(biāo)在實際開采中缺一不可,其中V石貧化率和礦石損失率兩項指標(biāo)不僅僅是有關(guān)礦產(chǎn)資源回收利用的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),更是有關(guān)礦山企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和管理水平的重要指標(biāo)。同時它們還反映了相關(guān)礦山企業(yè)的經(jīng)營管理水平,從定量的角度評價了所采用的采礦方法的合理程度,衡量了采礦程序是否正常和采掘( 剝) 作業(yè)是否正規(guī)。
(三)為礦山安全生產(chǎn)提供指導(dǎo)
礦山是安全事故的多發(fā)區(qū),礦山要想生存和發(fā)展,就必須重視安全生產(chǎn)。但是礦山的性質(zhì)比較復(fù)雜,決定了其安全隱患多,這就需要礦山地質(zhì)工作者通過已有的地質(zhì)資料,結(jié)合礦山生產(chǎn)工作進(jìn)展而獲得的地質(zhì)資料,對各種地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)測,提前預(yù)防可能發(fā)生的安全事故。對地質(zhì)情況的預(yù)測,主要內(nèi)容是對礦床圍巖穩(wěn)定性和礦體的產(chǎn)狀、厚度,以及巖性的破碎程度、強(qiáng)度,礦區(qū)采空區(qū)等的預(yù)測。
四、結(jié)語
礦山地質(zhì)在礦山一系列的開發(fā)生產(chǎn)過程中都具有重要的作用。要做好礦山的地質(zhì)工作,需要礦山地質(zhì)人員做大量的長期的工作。加強(qiáng)礦山地質(zhì)監(jiān)督,貫徹礦山技術(shù)政策,提高回收率,不僅有利于我國礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用,還延長了礦山生產(chǎn)的實用年限,促進(jìn)了我國礦產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。一個大型的礦山企業(yè)只有重視礦山地質(zhì),才能發(fā)展壯大,才能創(chuàng)造出客觀的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:礦山;地質(zhì)災(zāi)害;防治
1 地質(zhì)災(zāi)害概述
礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個重要分支,目前,我國礦山地質(zhì)災(zāi)害具有種類多,分布廣,影響大,潛在災(zāi)害隱患突出,且煤炭礦山重于非煤礦山,金屬礦山重于非金屬礦山;礦山地質(zhì)災(zāi)害的類型與礦山規(guī)模、開采方式、礦產(chǎn)類型及所處地域息息相關(guān)。合理有效地利用資源、保護(hù)礦山環(huán)境、加強(qiáng)監(jiān)測與信息化管理、防止礦山地質(zhì)災(zāi)害才能實現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的保障。隨著社會的進(jìn)步,環(huán)境被逐漸破壞,地質(zhì)災(zāi)害時常發(fā)生。地質(zhì)災(zāi)害其實就是在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質(zhì)作用(現(xiàn)象)。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有兩方面的原因:首先是由于不可抗力的自然因素造成的,其次是人為建設(shè)活動引發(fā)的,如興建水利工程、架橋、修路引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害(滑坡、塌陷等)。
2.礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型
2.1巖土體變形災(zāi)害
礦山地面和采空區(qū)塌陷地面塌陷主要發(fā)生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區(qū),若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產(chǎn)狀較平緩的礦區(qū)(如煤礦),地面塌陷的現(xiàn)象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區(qū),當(dāng)其達(dá)到一定規(guī)模就會產(chǎn)生大面積塌陷。此外,在巖溶分布區(qū),還會因礦山排水疏于而導(dǎo)致溶洞上方地面塌陷。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,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內(nèi),造成淹井事故,直至停工停產(chǎn)。
采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩主要原因是不合理開采如采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等造成,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。坑內(nèi)巖爆坑內(nèi)巖爆又稱礦山?jīng)_擊,這是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r,在受到強(qiáng)大的地殼應(yīng)力作用而被強(qiáng)烈壓縮,一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面,即有可能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放,導(dǎo)致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內(nèi)大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災(zāi)難。采礦誘發(fā)地震因采礦活動而誘發(fā)的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導(dǎo)致井下和地表的嚴(yán)重破環(huán)。場庫失穩(wěn)場庫失穩(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)居民生命財產(chǎn)帶來巨大危害,同時也給環(huán)境造成巨大破壞和污染。
2.2地下水位改變引起的災(zāi)害
礦坑突水涌水這是最常見的礦山災(zāi)害,突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大,后果嚴(yán)重。生產(chǎn)過程中常因?qū)ΦV坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水?dāng)鄬樱E遇蓄水溶洞或暗河,導(dǎo)致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災(zāi)難。坑內(nèi)潰沙涌泥這是常與礦坑突水相伴而生的災(zāi)害。當(dāng)采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水?dāng)鄬雍偷亓芽p也常會使淺部第四紀(jì)沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內(nèi)。其結(jié)果是使坑道被泥沙阻塞,機(jī)器、人員被泥沙所埋,嚴(yán)重時甚至?xí)沟V山遭受毀滅性的打擊。環(huán)境污染環(huán)境污染是礦山災(zāi)害的另一種重要形式。因采礦、選礦產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì),由于未經(jīng)有效處理就被排放到江河湖海中,造成環(huán)境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水?dāng)嗔鞯取?/p>
2.3礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害
瓦斯爆炸和礦坑火災(zāi)這種災(zāi)害最常見于煤礦。由于通風(fēng)不良,使瓦斯積聚發(fā)生爆炸,造成井下作業(yè)人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災(zāi)除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時則發(fā)生自燃,引發(fā)礦山火災(zāi)。礦山火災(zāi)的危害極大,而且還嚴(yán)重?fù)p耗地下礦產(chǎn)資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當(dāng)?shù)貧夂虬l(fā)生改變,農(nóng)作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環(huán)境嚴(yán)重惡化。地?zé)犭S著開采深度加大,地?zé)嵛:Σ粩嗉觿 N覈延性S多礦山開采深度達(dá)到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地?zé)釣?zāi)害導(dǎo)致礦工勞動環(huán)境惡劣,嚴(yán)重影響了有關(guān)礦山的正常生產(chǎn)。
3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的防護(hù)
3.1建立完善的運行系統(tǒng)。建立完善的運行系統(tǒng),對不符合安全或設(shè)施不健全的不允許其私自采礦。在我國,小的礦井眾多,有許多并不具有開采煤礦的資質(zhì),沒有政府的允許就私自采礦,并對礦區(qū)的安全設(shè)施較低,內(nèi)有建立健全的安全系統(tǒng),并私自采井,對地質(zhì)災(zāi)害影響較大。
3.2加強(qiáng)對采礦人才的培訓(xùn)。對開采人員的培訓(xùn)較低,沒有合理的進(jìn)行開采。只有合理設(shè)計邊坡參數(shù),加強(qiáng)邊坡監(jiān)測,做好擋墻穩(wěn)固邊坡,開挖后如果出現(xiàn)開裂變形,應(yīng)有專門的工程地質(zhì)勘察。來進(jìn)行合理的開采,應(yīng)嚴(yán)禁越界開采,減少人為擾動,做好植被保護(hù)和水土保持。這樣才能保護(hù)我們的環(huán)境。
3.3建立系統(tǒng)化的防護(hù)措施。有計劃的進(jìn)行開采。為防止水土流失和恢復(fù)植被和景觀,礦山須規(guī)劃進(jìn)行礦山復(fù)墾工作,以恢復(fù)礦山生態(tài)功能。在礦山開采的過程中,要嚴(yán)禁開采棄渣切勿胡亂堆放,必須統(tǒng)一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內(nèi),在開采過程中,有計劃地將棄渣回填到采空區(qū)。棄渣場經(jīng)處理后,再敷表土、植草種樹來保證環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】地下采礦 礦山 地質(zhì)環(huán)境
中圖分類號:X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009―914X(2013)35―409―01
水圈、巖石圈、生物圈及其三者相互作用下所產(chǎn)生的客觀事物共同構(gòu)成了采礦活動意義上的礦山地質(zhì)環(huán)境。各類礦產(chǎn)是人類社會進(jìn)步和發(fā)展不可代替的物質(zhì)基礎(chǔ),對人類生存意義重大。隨著社會發(fā)展速度的不斷加快,礦產(chǎn)資源的開采也不斷提速,隨之而來的是不斷惡化的礦山地質(zhì)環(huán)境。礦山地質(zhì)環(huán)境的惡化也制約了人類社會的發(fā)展腳步和人民生活水平的提高,嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害更是使我國人民生靈涂炭,經(jīng)濟(jì)利益蒙受巨大損失。本文闡述了地下采礦在地質(zhì)環(huán)境中的作用原理及其對地質(zhì)環(huán)境的具體影響。
一、地下采礦影響地質(zhì)環(huán)境的原理
礦藏開采本質(zhì)上是對礦山地質(zhì)環(huán)境的一種長期性大面積的外力破壞,由于打破原有較穩(wěn)定的礦山地質(zhì)環(huán)境,礦藏開采將誘發(fā)或直接導(dǎo)致不同程度的地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害形成的條件多樣而復(fù)雜,其包括地形地貌特征、礦山地質(zhì)構(gòu)造、礦山巖性及堅硬程度等等地質(zhì)背景條件。礦山的地質(zhì)構(gòu)造決定了巖土侵蝕的發(fā)展方向與趨勢,巖性及堅硬程度是地質(zhì)災(zāi)害能否發(fā)生的內(nèi)部條件,地形地貌特征影響著地質(zhì)災(zāi)害的種類和發(fā)育速度。這些地質(zhì)條件是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的先決條件。
隨著礦藏開采的不斷加深,地下空洞越來越大,這導(dǎo)致巖體原本的結(jié)構(gòu)平衡被打破,可能引起巖層從下到上的位移,因此地下采礦很可能誘發(fā)一系列的地質(zhì)問題,諸如山體崩塌、斷層、滑坡、地面沉降,雨天還可能出現(xiàn)泥石流等等突發(fā)的大面積的且危害巨大的地質(zhì)災(zāi)害。長久顯現(xiàn)出來的影響可能是,土地荒蕪,水循環(huán)破壞,致使該片圖片徹底廢棄,給人類發(fā)展帶來極大不利的影響。
二、地下采礦具體在哪些方面影響地質(zhì)環(huán)境
1、地下巖體應(yīng)力
前文提到由于長時間大面積的地下礦藏開采,地下形成了大范圍的空洞,打破了巖層原本的應(yīng)力場平衡,應(yīng)力不得不根據(jù)現(xiàn)實情況重新分布已達(dá)到平衡狀態(tài)。此時,減壓區(qū)在地下空間內(nèi)部形成,致使壓應(yīng)力消散,彈性能從巖層集中放出,結(jié)果是巖石最終承受不了重壓被壓碎并向地下空間內(nèi)部突出。減壓區(qū)同時也在地下空間的頂部和底部兩個區(qū)域產(chǎn)生,拉應(yīng)力此時代替了壓應(yīng)力,同樣造成附近巖層遭到破壞的局面,地下空間附近地層位移變形。
2、破壞巖層
第一,彎曲。彎曲是巖層位移的重要方式,一旦礦藏被開采,巖層整體層頂板開始順著層面法線彎曲,不久在地表上就會形成地表的傾斜,地面沉降等具體表現(xiàn)形式,這就有可能致使地面陷落、地面裂縫等地質(zhì)災(zāi)害上演。
第二,冒落。作為巖層位移過程中最為激烈的方式,它只可能發(fā)生在地下空間采空區(qū)的頂板巖層處,由于之前的彎曲效應(yīng)導(dǎo)致導(dǎo)致巖層拉伸變形,當(dāng)巖層強(qiáng)度不能抵抗拉伸程度時,巖層會自然碎裂并散落在采空區(qū),如果程度劇烈,反應(yīng)在地表的情況是巖體的崩塌和位移。
第三,巖石下滑。當(dāng)?shù)V藏傾斜角大的時候,采空區(qū)的巖石受外力作用隨時有可能順著較大的坡度向下滑落,這樣一來,采空區(qū)頂部空間逐漸增大,底部落石增加則空間逐漸減小,頂部巖層位移加劇,底部質(zhì)量增大,位移速度減慢。結(jié)果是地表位移變形,地面裂縫。
第四,巖層底板上隆。巖層底板傾斜角度較大并且?guī)r性較軟時,礦藏在從礦山出采之后,底板在垂直方向上的壓力減小,水平方向上壓力增大,底板自然向采空區(qū)方向上隆。
第五,礦藏擠出,在巖層的重壓作用下,采空區(qū)邊緣礦藏被部分壓碎并推向采空區(qū),此現(xiàn)象被稱為礦藏擠出。邊緣增壓區(qū)的存在致使礦藏頂部和底部巖層發(fā)生豎向壓縮現(xiàn)象,此時,地表出現(xiàn)相應(yīng)的位移變形,為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生埋下了隱患。
[結(jié)語]
綜上所述,礦藏資源是人類不可或缺的重要生存和發(fā)展基礎(chǔ),地質(zhì)環(huán)境是人類安身立命的先決條件,礦藏資源與相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境本是互為一體,共同展現(xiàn)在人類的面前。二者相互影響,相互轉(zhuǎn)化。人類為了自身的生存和發(fā)展,不得不將礦藏從地質(zhì)環(huán)境中剝離,在此過程中,不規(guī)范無節(jié)制的開采必然會作用于地質(zhì)環(huán)境,最終反應(yīng)在地質(zhì)災(zāi)害上。人類唯有合理有序并堅持適度的原則來開采礦藏,才可能盡少的破壞原有的地質(zhì)環(huán)境條件,減少人為因素產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的可能。當(dāng)人類能夠真真正正將礦藏采掘和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)相互結(jié)合的時候,人類才能享受礦藏資源帶來的美好。
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關(guān)鍵詞:礦山地質(zhì)環(huán)境;環(huán)境影響評估;礦山建設(shè)適宜性評估
在礦山地質(zhì)環(huán)境評估研究方面,前人做了大量研究工作,本文以七寶山硫鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境影響評估為例,分析工作區(qū)的地質(zhì)環(huán)境特征及地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀,結(jié)合開發(fā)利用合理方案方法進(jìn)行綜合分析,對礦業(yè)活動引發(fā)或可能引發(fā)加劇的主要地質(zhì)環(huán)境問題(包括地質(zhì)災(zāi)害)的影響程度作出綜合評估及礦山建設(shè)適宜性評估。
1地質(zhì)環(huán)境條件概況
礦山及周邊地質(zhì)環(huán)境條件可歸納為下列七方面。礦床主要為灰?guī)r裂隙溶洞水充水礦床,±0m中段最大涌水量187.5m3/d(據(jù)1997)-1998年礦井實際涌水量資料),地下水疏干導(dǎo)致巖溶地面塌陷影響嚴(yán)重。地表主要河流——七寶山河與地下水聯(lián)系不密切,對礦床充水影響小,礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度東部中等,西部復(fù)雜,中部簡單,總體為中等類型。礦山排土、石場與廢渣堆多處,堆積條件中等穩(wěn)定。礦渣與廢水中有害組分含量高,對水環(huán)境污染影響較重,對人居環(huán)境影響危害較大。礦山及周邊地質(zhì)構(gòu)造簡單,雖有區(qū)域性斷層通過,但成為隔水邊界,斷層構(gòu)造總體不發(fā)育,對礦坑充水和采礦影響不大。礦山巖土體類型簡單,灰?guī)r巖溶發(fā)育,礦體頂?shù)讎鷰r穩(wěn)固性中等,總體工程地質(zhì)條件為中等類型。由于存在多個礦山與本礦山疊置開采或殘采,礦井采空區(qū)面積和空間較大。現(xiàn)狀條件下礦業(yè)活動引起的巖溶地面塌陷較嚴(yán)重,并造成一定危害;礦山露采范圍大,對植被、土石環(huán)境影響嚴(yán)重、危害大。地貌單元類型較簡單,地形坡度15°-30°,地勢南、北、東高,西部低,地形條件有利于地表水的徑流排泄。
2工程概況
2.1礦山開采概況
七寶山硫鐵礦礦山于1988年建成,1989年4月全面驗收投產(chǎn),設(shè)計采選規(guī)模25萬t/a。為統(tǒng)一規(guī)劃礦產(chǎn)資源,湖南省國土資源廳將原湖南省七寶山硫鐵礦,原瀏陽市七寶山磺礦、原湖南省七寶山硫鐵礦鐵帽金銀礦和原湖南省硫鐵礦鐵錳黑土型金銀礦整合為一個礦山,整合后的礦權(quán)人為湖南省七寶山硫鐵礦,開采深度80-40m和240~40m,礦區(qū)面積1.333km2。
2.2礦山環(huán)境保護(hù)工作歷史
針對礦山水資源局部影響嚴(yán)重,礦山土地資源、土石環(huán)境影響嚴(yán)重、巖溶地面塌陷影響嚴(yán)重等主要地質(zhì)環(huán)境問題,礦山主要進(jìn)行了如下地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理及土地復(fù)墾工作。廢渣、廢石治理:對于酸性水中的沉渣采用PE型高分子微孔燒結(jié)管過濾進(jìn)行沉渣處理,最細(xì)可過濾0.5微米左右的各種固體微粒對鉻、銅、鋅、鐵、鉛、鎘等重金屬氧化物起到很好的過濾作用,過濾后的沉渣、含水率65-70%,易于運輸?shù)讲环恋K農(nóng)田生產(chǎn)的邊遠(yuǎn)洼地堆存。對廢石采取嚴(yán)格控制廢石外運,統(tǒng)一場地堆放管理,井下采空區(qū)域回填法等管理措施,控制消除廢石污染。巖溶塌陷區(qū)治理:第一期工程治理從2002年6月,對塌陷區(qū)238畝土地進(jìn)行治理,填平塌陷坑154處,填土6400m3,修建石橋沖小溪標(biāo)準(zhǔn)輸水渠道579m、平整土地等。第二期工程治理從2004-2006年7月完成治理工程量如下:農(nóng)田覆土面積176.91畝,覆土厚度0.3-0.5m;修建排污溝工程總長297m;修建小(二)型水庫,壩址建在新山?jīng)_,壩高7.1m,壩頂長34.6m,寬3m,水溝總長625m,解決了受損土的農(nóng)灌問題;塌陷坑填方6800m3。
3礦山地質(zhì)環(huán)境影響綜合評估
3.1土地資源土石環(huán)境影響
整合后的礦山礦業(yè)活動對土地資源、土石環(huán)境的影響有四個方面:露采場表土層被挖損剝離、植被全毀,面積大。這不但對土地資源、土石環(huán)境破壞,而且還造成生態(tài)環(huán)境和自然地貌景觀的改變,其影響嚴(yán)重;尾礦庫占地面積大,尾礦砂淋濾水對土石環(huán)境污染影響嚴(yán)重;巖溶地面塌陷:原塌陷成災(zāi)區(qū)已經(jīng)整治復(fù)墾,隨著礦山開采的繼續(xù)進(jìn)行,仍有點狀小規(guī)模塌陷出現(xiàn),其影響面積10.75m2。隨著礦山疏干排水,地下水位不斷下降,有可能再次引發(fā)和加劇該區(qū)的巖溶塌陷,將再次使已復(fù)墾的土地和居民生活環(huán)境受到危害,其影響嚴(yán)重;廢石、廢渣總堆積面積達(dá)6.0萬m2,堆積量33.8萬m3,不但壓占土地面積,其含重金屬等有害物質(zhì)的淋濾水對土石環(huán)境影響較重。
3.2水資源水環(huán)境影響
由于礦山井下開采抽排疏干地下水引起的降落漏斗中心地段地下水位大幅度降低,造成巖溶地面塌陷、井泉干涸、地表水漏失,對地下水資源枯竭影響嚴(yán)重,給村民生產(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重影響,這些水資源問題,雖經(jīng)政府和礦山撥款得以初步解決,但礦山繼續(xù)開采,水資源問題難于解決。故綜合評估為:①礦山對水資源水環(huán)境影響影響嚴(yán)重。②礦井抽排水對整個向斜盆地的地下水區(qū)域水均衡破壞影響較輕。③礦山廢水(礦坑廢水、選礦廢水)均經(jīng)凈化處理循環(huán)使用或達(dá)標(biāo)排放,對地表、地下水環(huán)境影響較輕。
3.3地質(zhì)災(zāi)害影響
(1)礦山因采礦抽排地下水造成石橋沖小溪谷地至浮田一帶巖溶地面塌陷成災(zāi),現(xiàn)大部成災(zāi)區(qū)已經(jīng)整治復(fù)墾,處于基本穩(wěn)定狀態(tài),隨著礦山繼續(xù)開采,礦井疏干地下水位大幅度下降,有可能再次引發(fā)和加劇該區(qū)巖溶塌陷,使已復(fù)墾的土地和其它農(nóng)田及當(dāng)?shù)卮迕穹课荨⒐返仁軗p,其治理難度大,影響嚴(yán)重。(2)采空區(qū)地面塌陷影響:根據(jù)老虎口、雞公灣、大七形容詞山三個礦段未來開采所圈定的巖移影響范圍內(nèi)有居民、露采場及礦井井口設(shè)施等均可能遭到危害,其治理難度較大,影響較重。
4結(jié)論
礦山地質(zhì)環(huán)境影響,經(jīng)現(xiàn)狀調(diào)查與評估。在現(xiàn)狀條件下,礦山礦業(yè)活動對區(qū)內(nèi)石橋沖谷地——浮田一帶地下水枯竭影響局部嚴(yán)重,而對整個向斜盆地的區(qū)域水均衡破壞影響較輕,對水環(huán)境污染破壞總體較輕;對七寶山河水污染較重。礦山建設(shè)占用土地資源影響較輕,但礦業(yè)活動引起的土地資源破壞與土石環(huán)境污染影響嚴(yán)重;礦業(yè)活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,巖溶地面塌陷對人居環(huán)境影響嚴(yán)重,危害大,采空區(qū)地面變形影響較輕,危害小。崩塌、滑坡、泥石流及露采場邊坡失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害影響較輕,危害小。區(qū)內(nèi)露采場對景觀影響較重,所引起的礦山型水土流失,與土地荒漠化也影響較重。本礦山礦業(yè)活動所引發(fā)和加劇的地質(zhì)環(huán)境問題整體影響嚴(yán)重,治理難度大,礦山建設(shè)適宜性差,但若能嚴(yán)格采取防范與治理措施,確保礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)及土地復(fù)墾方案認(rèn)真實施,礦山可按開發(fā)利用方案繼續(xù)開采。
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