发布时间:2023-09-22 18:13:42
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中图分类号:O741+.2 文献标识码:A 文章编号:
矿山开发所造成的地质灾害现在在我国还相当严重,这不仅需要进行矿山地质环境调查研究评估、编制地质环境保护规划,还要进行治理恢复,这对于促进区域地质环境好转,建设“山川秀美”工程有重大现实意义。
一、矿山地质灾害预防和治理的基本思想
目前防治工作迫在眉睫,各级政府已经高度重视,因为随着国民经济的发展以及人类活动的加剧,该自然灾害—矿山地质灾害的发生频率和造成的经济损失也日益增大。我们应从当地的实际出发,把地质灾害的防治与西部大开发战略的实现及再造“山川秀美工程”紧密结合起来,突出重点,主次分明,加强地质灾害防治知识的宣传教育,走“群专结合”及“群策群防”的道路。把现有的地质灾害点纳入正常的监测防治轨道,最大限度地减少地质灾害造成的人员伤亡和经济财产损失,造福于社会,造福于人民,促进国民经济、社会环境协调发展,因为矿山地质的灾害是内外的地质作用产物,其成因和危害及其防治的措施都具有非常强的专业性,所以在地质的灾害多发区,需要通过向当地群众做讲解很多的灾害防治和知识,才可以保证防治工作顺利的完成。当前开展的防治工作首要的任务是加强宣传。在社会的各界中,主要是灾区政府的领导,应该积极配合主管的部门大力开展大量的宣传,以便提高全民防灾的意识,与此同时,使群众掌握预防灾害的一些有效的方法以及遇险撤离的常识,从而可以避免以及减轻灾害所造成损失的程度。
目前防治工作有效措施之一是建立监测网络系统。这种监测网络系统是通过在滑坡与泥石流且崩塌以及地面沉降,一些灾害易发区设立的监测网络和系统,它利用先进的监测仪器和电子计算机对灾害超前的预报预测。目前我国南方部分省区和长江三峡地质灾害多发区基本上都设立了该监测网络系统,也取得了较好的预防效果。然而,即将发生与正在发生的地质灾害,通过综合的治理措施来延缓与者阻止灾害发生。真对山区的泥石流、水土的流失等自然的灾害,可通过修拦挡坝以及设置导流渠和者排水沟来降低灾害,并配合种植涵养林;对于滑坡以及危岩体自然的灾害,可以实施诸如灌浆以及锚固等工程措施来降低的灾害;对于潜在地面的沉降,要及时的采取人工回灌的防治措施来降低地质灾害的发生。
矿山地质灾害的主要类型
1、地下水位改变引起的灾害
(1)矿坑突水涌水。这是最常见的矿山灾害,突发性强、规模大,后果严重。生产过程中常因对矿坑涌水量估计不足,采掘过程中打穿老窿,贯穿透水断层,骤遇蓄水溶洞或暗河,导致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人员伤亡灾难。
(2)坑内溃沙涌泥。这是常与矿坑突水相伴而生的灾害。当采掘过程中骤遇蓄水溶洞,常见溶洞中充填的泥沙和岩屑伴随地下水一起涌入,另外一些透水断层和地裂缝也常会使浅部第四纪沉积物随下漏的地表径流涌入坑内。其结果是使坑道被泥沙阻塞,机器、人员被泥沙所埋,严重时甚至会使矿山遭受毁灭性的打击。
(3)环境污染。环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质,由于未经有效处理就被排放到江河湖海中,造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。
2、岩土体变形灾害
(1)矿山地面和采空区塌陷。地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。此外,在岩溶分布区,还会因矿山排水疏干而导致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不仅破坏可耕地资源、建筑物,毁坏道路、水库,还可直接导致矿山某些地下巷道的塌毁,或使大气降水和地表水沿塌陷裂缝灌入坑内,造成淹井事故,直至停工停产。
(2)采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩。主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。
(3)坑内岩爆。坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。
(4)场库失稳。场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害,同时也给环境造成巨大破坏和污染。
3、矿体内因引起的灾害
(1)瓦斯爆炸和矿坑火灾。这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。
(2)地热。随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m 以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。
三、矿山地质灾害的防治措施
在当前阶段里,我们国家发生矿山地质灾害几率、强度以及灾害损失都呈现出明显上升的趋势,所以完全预防灾害以及彻底治理的任务是刻不容缓的。矿山的地质灾害的防治工作必须要上升到政府监管的高度,而且必须纳入国防减灾工作的范畴。因为越来越多矿山的灾害和潜伏大量灾害的隐患以及日益恶化的矿山环境已严重威胁人类生存。因此为了使资源开发和灾害监管有法可依,应尽快完善资源开发和防灾减灾的相关法规建设。为了防止新的隐患发生,地方政府主管部门要加大矿山环境监管力度,提升灾害源头治理力度。矿山开发的企业急需要规范开采矿产的行为,合理开发资源需要处理好短期经济利益以及长远的利益关系,改变过去粗放式和管理,可以防灾减灾工作从始于矿山的设计延续至闭坑之后。将矿山地质的灾害防治研究的工作列入到矿业领域的基础性的研究领域,同时应该把矿山和灾害与环保以及安全生产相统一。灾害研究应该十分充分依靠先进的高新科学技术,深入的研究灾害发生的机制,建立完善的灾害的监测、预报以及评估信息的系统。西安的地矿研究所已经对西北的矿山地质灾害展开强力的调查,在全面研究的基础上,开发和建设西北地区矿山的地质环境和动态管理系统数据库,该数据库以MAPGIS为平台,可以进行灾害动态监测以及实时的预报。在我们国家煤炭矿山正准备建立GIS系统和地质灾害信息库,以及灾害的时空分布、强度以及频度和数据分析与灾害预报并灾情评估,为灾害的防治工作提供良好的服务。排放的三废是造成矿产与资源开发加上矿区生态环境的破坏的主要的原因。为了缓解资源的供需压力,防止地质和灾害的发生,减轻环境的污染,改善矿区的生态环境且达到可持续发展目的,可以通过贫矿的尾矿达到资源化利用与固体的废弃物填沟造地覆土绿化以及废水闭路循环的运用以及有害的固体废弃物安全的填埋技术来实现矿业持续发展的目的。
参考文献
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中图分类号:TD824 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0324-01
1.引言
煤矿环境污染是多种多样的,既有直接污染又有间接污染,既有化学污染又有物理污染还有生物污染,也有本文通过阐述煤矿地质灾害的危害性来提高人们保护煤矿环境意识,提高矿山作业人们的生活质量。
2.煤矿地质灾害
煤矿地质灾害主要有:岩移、矿井热、破坏土地资源、破坏水资源、影响大气结构、诱发地质灾害、危害人类健康。
2.1 岩移
矿山岩移主要由采矿活动引起,煤层自然、矸石堆积都可能引起岩移,例如新疆奇台县北山火灾,煤层自然引起的地面塌陷达8-10米。由采矿活动引起引起并直接破坏环境的岩体移动主要包括地下开采造成的地表移动和露天开采引起的滑坡。地表移动的形状和特点主要分为两类即漏斗状陷坑、阶梯状断裂和缓波状沉陷盆地。
2.1.1 漏斗状陷坑、阶梯状断裂
这类地表移动发生突然、快速、强烈,危害严重但是破坏范围小,主要发生在浅部及倾斜煤层采空区和开采深度与煤层开采厚度比小于20的缓倾斜煤层采空区以及较大的地质构造分布区。
2.1.2 缓波状沉陷盆地
这类地表移动的最大深度约为煤层开采厚度的70%-80%,但这必须是采空区的长、宽均达到或超过开采深度的1.4倍时才可能发生的,这种塌陷的时间比较长,对地表的影响面积较大。
2.2 矿井热
矿井热是指矿井生产过程中所产生和行成的热,它决定矿井内空气温度、湿度等微气候的重要因素,一般来说,空气温度超过27°,人体散热就极为困难,并可能从空气中吸热而使人体热平衡破坏。因此我国《煤矿安全规程》规定:“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26°,机电硐室的温度不得超过30°”,当矿井热导致矿井气温超过规定值时,便形成了矿井热害。行成矿井热的热源主要有:地热、空气压缩、井下煤岩层氧化热、煤层自然热、机电设备运行热、爆破热及井下人员体热等。现在随着开采深度延伸,大多数矿井面临着矿井热的危害。
2.3 破坏国土资源、水资源
露天采矿直接挖损土地;地下开采造成土地塌陷损坏;煤矸石和剥离物排放压站土地;采矿“三废”污损土地;采挖和塌陷引起的微地形地貌和地质、水文、水文地质条件的变化可导致土地的排水系统的破坏和水、热、气、肥等土壤肥力因子的恶化,以及地表积水、盐渍化、沙漠化和水土流失等,煤矿土地环境破坏造成了耕地锐减,不同程度的抑制农作物生长。同时采矿活动有时改变地下水恶和地表水的储存和循环状态,疏干和破坏水资源,造成井泉干涸或水位下降及地表水流失。此外煤矿固体废物可随大气降水、地表径流进入地表水体和地下水而污染水源。
2.4 影响大气结构
煤矿地质灾害不仅能改变井下和矿区空气的成分和结构,造成烟尘弥漫、能见度降低,有毒有害气体成分偏高等不良空气状况,而且会在一定程度上影响大气圈的成分和结构以及与岩石圈、水圈、生物圈的动态平衡,加剧温室效应,臭氧层破坏。例如煤矿废气中含有大量的CH4和CO2,排入空气后可使温室效应、平流层臭氧减少加剧;矿井废气含有硫化物、氮氧化物等则是酸雨和光化学烟雾行成的基础物质和根源。
2.5 诱发地质灾害
煤矿地质灾害严重威胁煤矿安全生产和矿区居民的人身安全。如矸石山堆积和采矿岩移可诱发山体滑坡、山崩、泥石流、矸石山滑塌、矸石流等,采矿废气中可燃气体和煤尘达到一定浓度会发生爆炸;二氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物等有毒有害气体达到一定浓度会造成旷工窒息、死亡;采动压力可诱发冒顶、片帮、矿井突水、煤与瓦斯突出和地面建筑物倒塌、断裂等灾害。
2.6 危害人类健康
煤矿开采造成环境污染,而环境又影响人类的生存,轻则致疾,重则死亡。所导致的疾病既有急性的也有慢性的且以慢性的为多,例如煤肺病、硅肺病和煤硅肺病。此外还有放射性疾病等,对在井下作业的人们带来了极大的危害。
3.煤矿地质灾害的防治建议
3.1 政策性措施
所有煤矿企业必须坚持资源开发与生态环境保护并重的原则,加强矿产资源勘察、开发、闭坑的生态环境治理与恢复工作;坚持预防为主,防治结合的方针,严把矿山生态环境地质环评工作,大力宣传“合理开发资源,有效保护生态环境”;坚持“谁开发,谁保护,谁破坏,谁治理,谁受益,谁补偿”的原则,最大限度避免和减轻矿山生态环境问题及矿山地质灾害的发生,促进资源开发与环境保护协调发展。
3.2 地质灾害监测
展开煤矿地质灾害的监测,省、市、县各级形成地质环境监测网,展开煤矿地质灾害活动的同时,开展矿山地质灾害的调查工作,尤其是每年的汛期前、汛期、汛期后的灾害动态检查,对重要监测点进行定期、循环监测,将地质灾害造成的损失降到最小。例如利用仪器对岩体进行检测,主要检测内容是岩体移动方向、速度,井巷工作面收缩、变形,地表移动方式、类型、规模、范围,岩体应力、应变、岩体强度等,根据测定的相应参数,采取相应的支护方式,提前制定相应的应急预案。
3.3 依靠科技手段,提高矿山开采技术水平
加强矿山环境保护和科学研究,着重研究煤矿开发过程中引起环境变化及防治技术,煤矿三废处理和废弃物回收与综合利用技术,提高煤炭采、选技术,同时开展煤矿地质环境评价,发现可能存在的地质灾害,提前使地质灾害获得有效的控制,利用科技手段减轻或消除危害。
3.4 建设绿色矿山
第一,在源头上做起,煤矿企业应积极进行节能减排、改善矿区周边环境、改善周边交通和水利条件。对于无能力进行节能减排的煤炭企业进行勒令整改,并对其进行技术指导;第二,土地复垦、露天坑、塌陷坑、地裂治理方面,煤矿企业在矿产资源开发设计、开采各阶段中,有切实可行的矿山土地保护和土地复垦方案与措施,并严格实施;坚持"边开采,边复垦",对采掘活动带来的露天坑、塌陷坑、地裂进行回填,并植树造林,防止水土流失,逐渐改善地下水资源,改变矿山微气候,使矿区上空的空气质量高于城市空气质量。
3.5 煤矿企业责任
煤矿企业应坚持"以人为本"的理念,善待员工、鼓励员工、增加员工对企业的认可度、加强企业的凝聚力和向心力,激发员工的主观能动性,鼓励员工进行创新,营造良好的职工生活和井下作业环境,减少煤矿职业病人群,提高煤矿员工生活质量。
4.结语
1 废弃矿山引发的环境地质灾害的类型分析
废弃矿山所引发的环境地质灾害是多个方面的,但这些不同的灾害现象都是相伴而生,互相依存不可分割的。对废弃矿山引发的环境地质灾害进行类型化分析是探寻治本之策的前提。
1.1 矿内污水触发水污染
矿井关闭后一般会引发区域内大范围的地下水污染和地表水污染,依据矿井的监测资料进行研究发现,上述后果是因为矿井关闭后其以前的排水系统也自然废止,从而使得地下采空区内含有很多有毒有害成分的污染水和不同含水层的水相互渗透融合,从而引发洁净水深度和广度均极为庞大的污染。另外,矿区因矿井关闭,有毒地下水因得不到正常的疏导,就会自动上溢至地表漫流,引发地表水域的污染。废弃的煤矿和金属矿及有关矸石堆对河流、湖泊和水库造成有害的影响,这些都是因为废矿渣中所含酸性污染物质造成的。
1.2 地下水外溢淹没矿区
矿井报废使得地下水失去既定的人为疏导排出路径,水位上升溢出可以导致矿区大面积的被淹没。如1999年,陕西省就因为对沿河几十处的小煤窑强制关闭而引发灾害,其中原因正是小煤窑中的污水上涨导致河流下游地下水位抬升,涌出地表后,使得大片农田被淹,形成了大块的沼泽地,造成严重的水域环境灾害。
1.3 地面崩塌以及伴生的毒气外泄
废弃矿区地下部分有着因矿产开采形成的大面积的采空区,矿井关闭后,地下采空区缺乏必要的维护,地下构造遭受很大的破坏,经过一段时间后就会产生大面积的地面开裂、塌陷。由于矿物在密闭高压作用下会产生许多有害气体,这些有毒物质也会从地面裂缝中逸出,造成严重的空气污染。
1.4 废弃矿井污水入侵威胁临近生产矿井安全
废弃矿井所产生的废水往往会漫流进入其他正常运行的矿井,对其他矿井的正常生产和人员安全造成极大的恶劣影响。近年来比较著名的案例是江苏徐州矿务局、湖南资兴矿务局的废弃矿的案例,2000年两矿在关闭矿井后,境内污染的地下水也随机停止疏导排泄,不断增加的废弃矿水涌入相邻的生产矿井内,对安全生产造成极大的威胁。
2 废弃矿山环境地质灾害的成因
众所周知,废弃矿山所引发的环境地质灾害的影响面积大,并具有极强的隐蔽性强,且往往潜伏期较长。故而,对其地质灾害形成的技术原因和人为原因进行研究显得非常必要。
2.1 开采技术原因
采矿活动往往都会对地下水和地表水系统造成影响,从而对开采区及其周边区域内的水文地质和地下水层系统的运行产生极大的作用力。矿山开采过程会对煤岩层进行极大的破坏,含有多种化学成分地下水从巷道、井壁及采空区等多种渠道渗入矿井与煤系岩层接触,从而融合其中的各种成份,在此过程中,许多物理、化学反应理所当然在其中发生。成分复杂的矿井水在矿井关闭后,由于既有的正常排水渠道消失,富含有毒元素的污染水就会进一步污染其他未污染的地下水层系统,当地表开裂或塌陷后,酸性矿井水就会漫溢而出,对地表水域环境造成极大的污染。
2.2 开发过程中追求经济效益,环境意识不强
在矿产资源的开发过程中,企业主往往过分注重经济利益,对公共利益漠然对之,引发“公地悲剧”。在相当长的时期内,由于国家监管不到位,在利益的驱逐下,很多地区引发采矿热,个体矿山企业和乡镇村集体矿山企业对矿产资源进行无序开采,所采用的开采技术也极为落后。开采过程中没有对今后的地质环境破坏进行必要的评估,缺乏配套的矿山治理措施,从而为引发今后大规模的地质环境灾害留下隐患。
2.3 缺乏关闭矿井治理的良性措施
我国许多矿山企业都是建立于计划经济时代,一般都是国家产权,企业的盈利很大的份额都要上缴国家财政,而政府并没有合理留置安排足够的矿山治理资金。开采的同时没有注重治理,一旦矿区资源枯竭,企业难以为继,也就根本没有经费采取对矿山环境地质灾害进行防治的经费。矿井关闭缺乏必要的预测评估的前置阶段,对矿井关闭后的风险识别、预测、防范的技术系统和资金来源也就不可能形成系统的方案,也缺乏矿山恢复的一整套机制,在这样的前提下对矿井进行关闭,对其所隐藏的危害视而不见,任其滋长,从而就为造成大规模的环境地质灾害埋下伏笔。
2.4 地表复杂的自然地理环境
矿区地表地形一般均为山地、高原地区,地形地貌与地质构造都比较复杂,地面往往多高山陡坡,地质构造多断层,在自然的风化侵蚀作用下,岩体结构破碎随之而生。由于生产需要以及环保措施的缺位,矿区往往植被稀疏,水土流失比较严重。在汛期暴雨的相互作用下,关闭矿井采空区容易引发区域内发生严重的塌陷,还会发生泥石流、滑坡等地质灾害,从而引发地下污水上溢,造成综合性的地质环境灾害。
3 废弃矿山环境地质灾害的防治措施
对废弃矿山环境地质灾害进行类型化分析,并对其产生的成因和机理进行系统的研究之后,结合我国废弃矿井区域的各种自然条件,如水文、地质以及气候环境等进行考量,基于我国学术界的研究现状,借鉴国外先进经验,可以对我国废弃矿井引发的地质灾害形成如下防治建议。
3.1 构建废弃矿山风险评价与预报系统
对于既存废弃矿井的相关环境进行合理的技术考量是预防灾害的必要举措。废弃矿井的风险评价与预报系统的构建需要考虑以下一些技术问题,包括地下水流及其动态的动力学评价与预报,具体工作有流体动力学观测,渗透介质参数试验。另外一项比较重要的技术工作是评价采矿扰动对介质渗透性的影响,该项评价主要通过水文地球化学进行动态监测与预报来实现,主要进行以下技术性的任务,如水质迁移机理与强度,现场示踪试验,地下水自净可能性,含水系统环境中物理化学状态变化规律。
3.2 构建废弃矿山风险识别系统
对于风险的识别与分析首先有必要建立系统管理资料的数据库,对于数据库所应包括的资料,技术领域一般要采集如下一些数据,即废弃矿井的空间物理形态,含水层的水力特征,以及气候、降水、土壤、植被等地质与相关环境数据。;废弃矿井所含的危险因素主要存在于两个领域,一是人力活动即采矿过程中所遗留的危险因素,二是客观自然地理环境因素。对于人力活动所形成的危险进行评估预测必须是全面的,即包括环境的、经济的的因素,也应该把社会的、人文的因素考虑在内。
3.3 采用先进的地质灾害防治措施
Abstract: with the rapid development of society and economy, all kinds of mineral is indispensable to human natural resources. However, the mining is human activities on the geological environment destruction of most strongly a behavior, mine geological environment become increasingly serious environmental problem. This paper briefly discusses the mine environment geology change and the ecological environment disasters caused by geological type, discusses the importance of mine geological environment assessment, and expounds the relatively common mine geological environment and the evaluation method of geological disasters, and corresponding prevention measures and means. Provide people with quantitative analysis and evaluation of economic development process of regional geology environment basic conditions and change trend, for environmental protection and regional planning, mine geological environment disaster prevention, provides the basis.
Keywords: mine geological environment; Environment evaluation; Protective measures
中图分类号:O741+.2文献标识码:A 文章编号:
1、矿山环境地质问题与灾害综述
在开采矿产资源的过程中,必然伴随着矿山地质环境的改变。由于矿区地质环境平衡遭到破坏,致使区域地质与生态环境十分脆弱。这种地质与环境失衡,往往表象为区域性环境污染、植被破坏、地表水资源渗漏、滑坡、崩塌、泥石流、地面形变,甚至诱发性地震等环境与地质灾害。大范围高强度的矿产资源开采,甚至能够进一步加剧区域自然气候条件渐趋恶劣,加速水土流失和沙漠化等原发性环境地质问题,也会可以引发诸如浅层水资源衰褐、水体恶性污染、地面裂缝等系列严重的环境地质灾害。然而,很长一段时期以来,由于人们对矿山环境和矿山地质灾害的认识程度不够,预防和保护不到位,使我国矿山环境状况堪忧,地质环境灾害频发,已经严重影响了人民生命财产安全和正常社会经济秩序。为此,进行矿山环境地质灾害评价,有利于对各种预防措施和手段的合理制订,这对我国矿产资源合理地开发利用与矿山环境地质灾害预防都具有重要意义。
2、矿山主要环境地质问题
矿山环境地质与地质灾害在矿产资源开采过程中,往往相互伴随发生,即时间和空间上具有重叠性。部分环境地质问题与地质灾害互为因果,连环引发,构成了复杂的矿山环境地质问题。因此,这些矿山环境地质问题的表现也不尽相同,但是如果这些灾害性问题叠加爆发,常常会让人措手不及,导致巨大的灾难发生。概括来说,矿山主要的地质环境问题主要有以下几个方面:
首先,矿山开采往往导致水土资源毁损。即在矿产开采过程中将产生大量的废石、贫矿、尾矿、冶炼废渣,这些废弃尾矿数量与体积十分可观,长期堆砌叠压,犹如不断增大的山峰挤占土地资源,破坏林木庄稼等农作物。富含重金属和有毒物质的废弃矿石长期,常会加剧农田水土流失和土地沙漠化过程。同时,不合理的采矿,会破坏潜水层,导致疏干性排水,致使地下水水位下降,河流断流,造成原来稳定的水环境改变,包括地表水漏失、地下水资源枯竭、区域水均衡破坏等灾害。这样的废弃尾矿,也造成景观资源的破坏,影响人们视觉效应和环境生态景观。
其次,矿山环境地质问题,长长会造成高危的地质灾害。矿山采掘破坏了矿区的地质环境平衡,改变了矿区岩土圈层的应力稳定性,导致矿区成为地质环境与地质应力急剧积累区,这种地质应力迅速爆发,就会产生各种地质灾害。这些岩土圈层因为地质应力的改变而爆发的灾害,表现在地表,即地面形变,如地面塌陷、地面沉降、地裂缝等,还可以表现为斜坡岩土体灾害,如崩塌、滑坡、泥石流,在矿坑、矿井内部,表现的灾害形式包括瓦斯爆炸、冒顶、突水、煤层自燃、塌方、鼓底、偏帮、岩爆、矿井热害等。
最后,矿山环境问题也可以表现为长期的环境污染危害。矿山开采,势必会产生大量的矿山废渣、废水和废气,巨量的“三废”不加以处理或无序排放,肯定会造成矿区环境污染。例如,在煤矿开采区,以及各种金属矿山开采区,矿区排放的废水多为酸性,这些无序排放的废液,常含大量的有毒、有害重金属物质,如铜、铅、锌、砷、镉、六价铬、汞等,这些废液甚至会被直接排入江河湖海等水体中,成为新的污染源,扩展了污染面积,加剧了污染态势。
3、矿山环境地质评价原则
虽然矿山环境地质问题和灾害日趋得到重视,然而目前仍然没有成熟的矿山地质环境评价指标体系。这也造成了人们对矿山环境地质问题束手无策的原因之一。在以往评价矿区地质环境过程中,不同的专家与学者会采用不同的评价体系,致使评价指标不一致,评价方法不统一;即便评价的方法统一,各自采取的评价资料也可能不一样,因而评价结果往往具有很强的主观性。
某煤矿矿区区内地形起伏较大,地貌特征表现为低缓性丘陵,属于中生代煤盆地沉积区的东部边缘。该区岩性结构多为白色砂岩,呈现出浅灰色、灰白色、以及灰色状态。矿区全境内共划分为7个可采煤区以及25个可采煤层。含水层主要受到大气降水因素的影响,以矿坑抽水方式进行排泄。结合该工程项目的实际情况,在充分考虑大面积采动因素的影响下,就相关问题做详细分析与说明。
1.大面积采动矿区水环境灾害特征分析
1.1水资源流失方面的问题
该煤矿工程矿床所采取的开采方式主要涉及到两种类型,其一为地下开采,其二为露天开采。其中,长期性的露天开采使得矿床边帮出现明显的变形、以及松动问题,同时在一定程度上加重了此区域内的水资源流失问题。与此同时,长期性的地下开采作业也使得矿场井下地层冒落、以及裂缝现象层出不穷。可以说,上述两种采矿方式的共同作用下,使得此区域内的地下蓄水构造体系遭到了极为严重的破坏,地下水原有的调蓄能力也被极大的削弱。特别是在地下开采作业不断向着更深地层发展的过程当中,降落漏斗的形成最终导致此区域的地下水水位整体性降低,出现严重的水资源流失问题。
1.2废旧地下采场以及露天矿坑积水方面的问题
在该煤矿工程生产实践的过程当中,基于对整个施工现场安全性、可靠性因素的考量,每年都需要消耗大量的资金,专项应用于对煤矿开采区域地表水的拦截以及疏导工作。同时,聚集于地下采场以及露天矿坑当中的水分,则主要是通过排水系统的方式进行疏导。然而,在罗天矿坑闭坑之后,大气降水、地表水渗透、河流渗透、工民用废水排放、以及地下水共同作为矿坑坑内水源的补给方式,由此甚至可能导致此区域出现人工湖波,同时并发包括边坡岩石软化、矿区地震、以及地下水水质污染在内的相关问题。上述问题的产生均对整个煤矿开采作业区域的安全生产产生了极为不良的影响。更加关键的一点是:受到大面积采动因素的影响,导致此开采区域内的地层结构、岩层结构受到破坏,并呈现出了大量横纵向可连通的裂纹、以及裂隙,由此串通了大量的含水层。在所开采的矿山结束开采作业之后,底层结构长时间的不稳定特质不会消除,甚至会引发更大规模的地层结构烟花,导致此区域内的地下水动力场关系复杂,地表径流、地下蓄水、矿坑、以及上覆含水层之间的水力联系尤为密切,最终使得大量补给水源通过渗透的方式在已废旧的采空区当中汇集。自然,积水当中所含有的酸性成分、碱性成分、毒性成分、重金属矿物成分均会受到大面积采动的影响,借助于裂缝扩展的方式,导致极为严重的穿层污染问题。
1.3地表以及地下水水质污染方面的问题
在该煤矿生产环境下,矿区内所对应的矿井水污染物主要是受到水体水岩作用以及煤岩体相互作用的溶出污染影响。井下工作面当中所含有的煤砂污染、以及煤矸石污染问题表现突出。据相关统计资料数据显示:整个煤矿矿区内所形成煤矸石堆积量达到了2.5×108(单位/m3),受到大面积采动影响而形成的矸石遍布整个区域。这部分煤矸石受到淋滤作用因素的影响,深入地下区域,当中所含有的大量剧毒物质成分也会随之渗透进地下水水体当中,引发严重性的污染问题。更加关键的一点是:由于部分煤矿开采区域已处于废弃状态,但地层结构长期性处于不稳定的状态,此过程当中产生的大面积性的变形以及破坏问题最终会导致地下水资源以及循环系统受到极为不利的影响,引发严重的水质污染问题。
2.大面积采动矿区水环境灾害防治措施分析
结合本矿区在大面积采动因素影响下出现的水环境灾害问题,为了确保在后续开采作业中的安全与可靠,就应当对上述相关的水环境灾害问题进行有效的防治。具体而言,需要重点关注以下几个方面的问题:(1)加大对国家矿山地质环境治理专项资金的申请力度。在专项资金的支持下,积极展开对本矿区地质环境,特别是水环境灾害的治理工作。此过程当中所涉及到的主要治理内容包括:对矿区煤矸石、生活垃圾等进行回填处理,对矿区塌陷坑进行回填处理,对生态环境进行重建,恢复矿区周边植被覆盖。以此种方式,确保矿区水环境在内的整个生态环境能够得到显著的额改善;(2)重视企业间的合作,实现优势互补。例如,某煤化工生产企业在生产过程中所产生的大量废灰渣无处对方。煤矿企业就可以与该企业进行积极协商,利用这部分废灰渣对开采区域内的废弃矿坑进行回填处理。但,在此环节的工作过程当中,还需要特别重视做好对灰渣场地层的防渗设计与施工工作,避免此区域出现更加严重的水体污染问题;(3)针对煤矿矿井外排下所造成的水资源浪费问题以及水环境污染问题,需要通过新建排水设施的方式,对其进行处理,为煤矿矿区的复垦绿化、植被恢复、乃至生态重建提供充足且具有保障性的水源;(4)通过对现代化技术的应用,发挥地质监测站在检测煤矿矿区生产生态环境中的重要意义。结合煤矿矿区的实际情况,采集包括地下水动态、地下水环境、以及地质灾变等多个方面的指标进行合理监测,结合煤矿矿区大面积采动的实际情况,构建健全的GIS地理信息系统,发挥数据保障功能。
3.结束语
我国是煤炭资源的生产与使用大国。煤矿生产在整个国民经济建设发展体系中所占据的地位是极为关键的。为了确保煤矿生产的安全与可靠,就需要结合煤矿矿区的实际情况,详细分析各类水环境灾害的特征,制定相对应的防治措施。在本文上述分析过程当中,首先针对该煤矿矿区工程的在大面积采动因素影响下,出现的水环境灾害特征进行了简要分析,当中主要涉及到以下几个方面的问题:(1)水资源流失方面的问题;(2)废旧地下采场以及露天矿坑积水方面的问题;(3)地表以及地下水水质污染方面的问题。结合上述情况,提出了针对性的灾害防治措施,希望能够通过各方通力合作,保障矿区生产作业的安全与可靠。
【参考文献】
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