妥翔
摘 要:石灰石礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征我祁連山石灰石礦床圍巖巖體結(jié)構(gòu)以碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)為主,軟弱結(jié)構(gòu)面、不良工程地質(zhì)層發(fā)育,存在飽水軟弱巖層或松散軟弱巖層,含水砂層多,分布廣,殘坡積層、基巖風(fēng)化破碎帶厚度大于10m、穩(wěn)固性差,開(kāi)采中形成的棄渣、廢礦,不合理的堆放,壓埋破壞土地資源,為泥石流的形成提供了大量的物質(zhì)來(lái)源,同時(shí)也易形成崩塌或滑坡及地裂縫等災(zāi)害。
關(guān)鍵詞:石灰石礦;礦山地質(zhì);環(huán)境治理
1 石灰石礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征
石灰?guī)r礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型及發(fā)育特征由其巖性、埋藏特點(diǎn)及開(kāi)采方式所決定,集中體現(xiàn)為崩塌、滑坡和泥石流3種地質(zhì)災(zāi)害。
1.1 崩塌與滑坡
從失穩(wěn)的形式上看,礦區(qū)邊坡地質(zhì)災(zāi)害主要為崩塌與滑坡;從崩滑體物性上講,又可分為土質(zhì)邊坡崩塌滑坡與巖質(zhì)邊坡崩塌滑坡。巖層厚度巨大但埋藏淺的她質(zhì)沉積特征,決定了石灰?guī)r礦~般采用露天凹陷開(kāi)采法采礦[1]。剝離上覆第四系土層時(shí),坡度一般不超過(guò)45。坡高不大于5.0m,放坡級(jí)數(shù)一般為1-2級(jí),個(gè)別地區(qū)可達(dá)3級(jí)。開(kāi)采下伏灰?guī)r層時(shí),每級(jí)坡高一般為10.0m,坡度約70;越往下開(kāi)采[2]。則每級(jí)坡高可適當(dāng)增大,最大可定為15.0m;但具體挖掘時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貛r層的裂隙發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造情況及水文地質(zhì)條件等因素綜合考慮放坡高度及坡度。爆破、挖掘機(jī)械振動(dòng)及運(yùn)輸車(chē)輛的動(dòng)荷載,均會(huì)對(duì)礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性造成不利影響,嚴(yán)重時(shí)甚至直接導(dǎo)致崩塌與滑坡的發(fā)生。對(duì)于裂隙發(fā)育的灰?guī)r層,雖然多數(shù)方解石脈所充填,但充填的方解石脈與灰?guī)r間形成了物性界面,其強(qiáng)度仍大大弱于完整性良好的灰?guī)r體。因此,幾乎在每次爆破的過(guò)程中,均會(huì)發(fā)生規(guī)模不一的崩塌或滑坡地質(zhì)災(zāi)害[3]。
1.2 泥石流方面
觀山片區(qū)各礦區(qū)多數(shù)屬于祁連山自然保護(hù)區(qū),區(qū)內(nèi)人類(lèi)工程活動(dòng)主要為鄉(xiāng)村便道建設(shè)和水利設(shè)施(引水渠)建設(shè)兩方面,其次為放牧。據(jù)實(shí)地勘查,鄉(xiāng)村便道和水利設(shè)施均處于溝底的河床內(nèi),工程建設(shè)過(guò)程中未進(jìn)行過(guò)規(guī)模性開(kāi)挖坡體,只是在溝床的局部為修建設(shè)施曾進(jìn)行過(guò)挖方取土(石),在工程設(shè)施的近鄰地帶形成了帶狀的松散堆積物,進(jìn)而為泥石流的形成提供了固體物源。
2 石灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理
礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理主要從地質(zhì)災(zāi)害影響、含水層破壞,地形地貌景觀及土地資源影響4個(gè)方面進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)估及預(yù)測(cè)。上一節(jié)主要闡述了地質(zhì)災(zāi)害的類(lèi)型及防治,本節(jié)集中討論石灰?guī)r礦區(qū)的含水層破壞、地形地貌景觀及土地資源影響3個(gè)方面。
2.1 石灰石礦山地形地貌景觀治理
祁連山地區(qū)礦床圍巖巖層產(chǎn)狀變化大,斷裂構(gòu)造發(fā)育或有全新世活動(dòng)斷裂,導(dǎo)水?dāng)嗔亚懈畹V層(體)圍巖、覆巖和主要含水層(帶)或溝通地表水體,導(dǎo)水性強(qiáng),對(duì)采場(chǎng)充水影響大。地形地貌景觀破壞的防治措施應(yīng)根據(jù)礦區(qū)不同的土地類(lèi)型、破壞的特點(diǎn)和礦山終采后的情況確定。做到重點(diǎn)治理與面上治理相結(jié)合,永久工程和臨時(shí)工程相結(jié)合,工程措施與植物措施相結(jié)合,充分發(fā)揮工程措施速效性和控制性,同時(shí)也要發(fā)揮生物措施的后續(xù)性和生態(tài)效應(yīng)。
治理對(duì)象一般有廢石堆場(chǎng)、尾礦庫(kù)、礦山道路、邊坡及礦山工業(yè)設(shè)施區(qū)等。治理措施從美觀及環(huán)境恢復(fù)的角度出發(fā),優(yōu)先考慮生物措施和植物措施。對(duì)于廢石堆場(chǎng)、尾礦庫(kù)、礦山道路、邊坡坡面及礦山工業(yè)設(shè)施區(qū)等的復(fù)綠工作,不具有實(shí)質(zhì)性難度;而對(duì)于最底部的采坑平臺(tái),其治理措施是石灰?guī)r礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。
若為山地露天開(kāi)采,則底部平臺(tái)最低標(biāo)高一般高于地下水位,閉坑后底部平臺(tái)不會(huì)積水,此時(shí)若暴雨天氣條件下礦區(qū)能自然排水,則多采用覆土植樹(shù)造林措施,但這類(lèi)情況不多見(jiàn)。對(duì)礦區(qū)內(nèi)的探槽、采坑進(jìn)行回填、渣堆進(jìn)行放坡平整,道路恢復(fù),覆土并植草綠化;對(duì)形成不穩(wěn)定斜坡和阻塞河道等部位進(jìn)行削坡處理和攔渣墻工程設(shè)計(jì)、攔擋壩工程設(shè)計(jì)、賓格墻設(shè)計(jì)等提高斜坡整體穩(wěn)定性,最后采用披堿草等植被對(duì)坡體進(jìn)行綠化處理;另外,近年也出現(xiàn)了將閉坑的大型礦區(qū)發(fā)展成旅游區(qū)等新型可持續(xù)發(fā)展方式。如廣東韶關(guān)大寶山礦區(qū),當(dāng)前正在規(guī)劃為地質(zhì)公園。其雖然為非石灰石礦區(qū),但其發(fā)展模式及恢復(fù)治理模式值得借鑒。
2.2 石灰石礦山土地資源治理
土地資源的占用與破壞對(duì)象包括基本農(nóng)田、耕地、林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地4大類(lèi)。平原區(qū)石灰?guī)r礦的開(kāi)采多破壞基本農(nóng)田、耕地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地;而山地石灰?guī)r礦開(kāi)采則多破壞林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地。實(shí)際上,石灰?guī)r礦區(qū)土地資源一經(jīng)破壞,則難以得到有效恢復(fù)。尤其是農(nóng)田及耕地.該類(lèi)型土地資源的恢復(fù)治理基本上是假命題。而對(duì)于林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地,則可以在一定程度上得到恢復(fù)。
2.3 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及主要治理措施
2.3.1 地下含水層保護(hù)
礦山含水層的保護(hù)工程是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。采坑水應(yīng)定期進(jìn)行水質(zhì)分析化驗(yàn).排出地表后不能直接排放,需經(jīng)過(guò)沉淀池凈化處理,經(jīng)檢驗(yàn)合格后再排放。為防治污染,應(yīng)修建截排水溝、沉砂池等,定期進(jìn)行水質(zhì)檢查。具體可實(shí)行以下措施:盡量利用礦區(qū)原來(lái)的地形地物條件,將礦區(qū)內(nèi)原有的魚(yú)塘設(shè)計(jì)為沉淀池,把大氣降雨的地表水引排至此.經(jīng)沉淀后排出,減輕了開(kāi)采過(guò)程中的水土流失危害。礦山開(kāi)采結(jié)束后,讓地下水通過(guò)自然徑流而排泄,使區(qū)域水環(huán)境恢復(fù)到以前的狀態(tài)。
2.3.2 地形地貌景觀保護(hù)
肥沃的表土是復(fù)墾時(shí)再種植成功的關(guān)鍵要素。因此,就近妥善儲(chǔ)存表層土并與底土分別堆放,盡可能做到恢復(fù)后保持原有的土壤結(jié)構(gòu),以利種植。在礦山開(kāi)采之前,對(duì)廢石場(chǎng)、預(yù)測(cè)塌陷的地段進(jìn)行耕地表土層剝離,就近設(shè)立臨時(shí)的廢石土堆放場(chǎng),貯存表土。在土地復(fù)墾時(shí)將表土覆蓋在復(fù)墾平整后的地表達(dá)到耕地的基本要求,以恢復(fù)植被或種植莊稼。
在未來(lái)礦山建設(shè)和采礦活動(dòng)過(guò)程中注意保護(hù)區(qū)內(nèi)植被以防對(duì)環(huán)境造成破壞,在防治區(qū)附近設(shè)置警示牌,嚴(yán)禁越界無(wú)序開(kāi)采礦石及廢渣外運(yùn)時(shí)應(yīng)對(duì)運(yùn)輸車(chē)密封或加蓋板、蓋布,防止沿途拋灑造成污染;對(duì)已停采地段或終采礦山,適當(dāng)降坡或回填,植樹(shù)種草恢復(fù)自然.因地制宜修建一些輔助設(shè)施,保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境。
2.3.3 土地資源保護(hù)
土地資源問(wèn)題主要為挖損與占用,對(duì)象為基本農(nóng)田、耕地、林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地。本礦區(qū)土地資源破壞對(duì)象主要為林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地。結(jié)合遭受破壞對(duì)象,確定拆除礦山工業(yè)設(shè)施區(qū)及生活區(qū),對(duì)場(chǎng)地清理平整并復(fù)綠。而對(duì)礦山道路、廢石堆場(chǎng)等挖損與占用土地資源問(wèn)題,確定對(duì)其進(jìn)行復(fù)綠。礦坑底部平臺(tái)自然恢復(fù)為水塘,用于發(fā)展?jié)O業(yè)。道路邊坡及開(kāi)采邊坡,計(jì)劃全部復(fù)綠并開(kāi)發(fā)成有當(dāng)?shù)靥厣娜宋娘L(fēng)情景觀或休閑公園。
3 結(jié)論
經(jīng)過(guò)上述分析我們可以看出,當(dāng)前,在祁連山石灰石礦主要的地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)為床圍巖巖體結(jié)構(gòu)以碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)為主,軟弱結(jié)構(gòu)面、不良工程地質(zhì)層發(fā)育。要想更好的對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決,需要針對(duì)性的從地形地貌景觀及土地資源破壞兩個(gè)方面分析了石灰石礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及其恢復(fù)治理措施.另外還需要深入探討恢復(fù)治理的實(shí)際效果及原因,進(jìn)而不斷促進(jìn)礦區(qū)持續(xù)健康的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]吳裕年,陳武民,鎮(zhèn)平縣杏花山灰?guī)r礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及其治理研究[J].西部探礦工程,2012,(3):183-186.
[2]李勇.廣東省廣寧縣榮業(yè)礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案[J].甘肅冶金,2011,33(3):79-82.
[3]賈沛,常玉鋒,張電吉,等.長(zhǎng)橋石灰?guī)r礦地質(zhì)環(huán)境保護(hù)措施與效益研究[J].西部探礦工程,2011,(3):220-222.