浅谈某矿山环境的问题与治理对策综述

建筑与　发展　・５２・　Ｊｉａｎ　ＺｈｕＹＵ　Ｆａ　Ｚｈａｎ　评论・规划・鉴赏　Ｐｉｎｇｌｕｎ　ｇｕｉｈｕａ　ｌｉａｎｓｈａｎｇ　浅谈某矿山环境的问题与治理对策综述　吴升伟张奇林　云南　昆明　６５００４１　云南地质工程勘察设计研究院【摘要】本文作者通过多年工作经验与实践，对某矿山环境问题进行探讨，并提出了矿山环境保护与综合治理监测方案和建议。　【关键词】矿山环境地质灾害治理对策　１矿山环境现状及发展趋势　矿山是人类工程经济活动中对生态环境影响最为强烈的一种场所。　矿业开发不可避免的致使矿区环境恶化，直接或间接造成的各类环境　问题。某山区矿山环境问题主要有占用与破坏土地资源、水资源损　坏、矿山次生地质灾害及自然景观与生态破坏等。　分，又是激发泥石流作用的动力因素。因此，降雨条件下，区内沟　谷地带易形成泥石流。　（４）地表变形开裂。矿山地下开采导致地表变形开裂是一种普遍性　１．１土地资源占用与破坏　引起矿区土地资源减少的主要环境问题是采矿场、废渣堆放、地　面塌陷、矿区修路及建设厂房等。据不完全统计，仅宜昌市夷陵区　矿业开发破坏土地总计３６９．２Ｏｈｍ２，占矿山总用地面积的１０．５％。随着　的工程地质灾害。某山区矿山多为地下开采，当矿体采出后，原有　的地层内部平衡破坏，岩石破裂、塌落、地表也随地层下沉产生变　形开裂，如地面塌陷和地裂缝。　（５）不稳定矿碴堆。矿山在建设过程中，产生了较多的废石、废　渣。而这些固体废弃物常沿山坡沟谷地带随意堆弃。随着矿山生产不　断继续，矿山固体废弃物不断排出，这些山坡沟谷地带逐渐形成矿碴　堆。这些矿碴堆一般未作任何治理措施，在降雨条件下矿碴堆的稳定　性将火幅下降，随时可能形成灾害。　某山区矿山的后续运行，矿业开发将不可避免的进一步占用和破坏土　地资源。　１．２水资源损坏现状　矿山开采工程中产生的各类矿山环境问题直接或间接地影响和改造　了水环境系统，打破了其天然平衡状态，导致水资源的减少和水质恶　化。　１．４自然景观和生态破坏　在露采矿区，山体裸露、局部崩滑、废渣随意堆弃，矿坑及周　边地表细粒松散沉积物厚达十余厘米，风起尘飞，矿区景观和生态环　境堪忧：而地下开采矿区，地表变形尤其是地面塌陷对矿区景观和生态　环境的破坏也较严重。矿山的开采，将产生更多的矿碴和地表变形，　进一步加大矿区自然景观和生态环境的破坏。　某山区矿山受断层带、构造破碎带、岩溶发育带的影响，地下　水迳流条件较好。采矿活动引起局部地段产生地面变形，增强了地表　水与矿井地下水的水力联系，部分地表水可直接沿裂缝渗入至矿ｌ井，　形成矿井涌水。矿业活动使矿床以上的地层变成了“透水但不含水”　的层位，造成地下水位下降。　由于大量采矿、选矿活动，矿山产生大量的废水，污水除少量　２矿山环境保护与综合治理方针　矿山环境保护与综合治理是一项科学的、长期的、繁琐的工作。　采取沉淀池简单处理，多数矿山未经任何处理直接外排。矿山废水含　有大量可溶性离子、有毒、有害元素（如总磷、硫化物）且ＰＨ值变化　较大，排放后污染地表水和地下水，使矿区水环境质量变坏。　随着开采的不断延伸，废渣不断增加，增加了废渣堆淋滤水，对　地表水污染程度有增加趋势。　由于矿区大多采用自由垮落式顶板管理，随着采　区不断扩火，　采空区上覆岩层冒落，逐渐向上传递，易造成上覆岩层含水层的破　矿山要设立专门岗位，安排专职人员开展此项工作，以确保矿山及周　边地区的人类生产生活的安全。按照矿产资源开发与环境保护相结　合，“以防为主、防治结合、谁诱发、谁治理”的原则，最大限　度地减少或避免由此引发的矿山环境问题，治理工作要落实到矿山企　业。　２．１矿山土地资源保护与综合治理对策　（１）根据矿区的实际情况，确立重点保护对象。尤其要对区内的　居民点、基本农田要重点保护。　（２）充分利用废渣，与外界所需废石渣的单位联络，尽可能做到　坏。地下水从采空区经井口流出，进一步造成地下水位下降，对矿　区内地下水资源环境破坏将越来越严重。　１．３矿山次生地质灾害　某矿区地质环境条件较为复杂，在长期的矿产开采与各种自然力　的综合作用下，区内地质环境遭到了破坏，产生了包括滑坡、崩塌、　泥石流、地表变形开裂、不稳定矿碴堆等一些不良环境地质问题，造　成区内山林、耕地遭受局部破坏，自然生态环境受到污染和破坏。　（１）滑坡。由于矿山开发建设周期长、规模人，人类工程活动强　烈，开采引起的地面变形及不合理的工程活动，如露天开采形成的高　边坡、人为在斜坡上开挖切坡、固体废弃物随意堆弃等破坏了地表斜　坡的原始平衡，导致或诱发了大量滑坡。　（２）崩塌。矿区内崩塌的形成主要受地形地貌、地层岩性及其组　合关系、地质构造影响。地形上具高陡临　面，多位于悬崖峭壁或　人工切坡上部。岩性一般为灰岩、白云岩夹页岩、砂岩，灰岩、白　云岩抗风化能力强，页岩、砂岩抗风化能力弱。岩性组合上有单一　岩性型、硬加软性和上硬下软型。地质构造发育，岩体完整性较差，　裂隙极发育，极易发生失稳崩塌。　（３）泥石流。矿区地势陡峭，树枝状冲沟发育，汇水面积大，即　具有泥石流形成的地形条件。地表崩坡积、残坡积碎、块石土及矿　碴为泥石流的形成提供了大量的固体物质来源。水是泥石流的组成部　循环利用，减少堆渣场地。规划好采矿工艺，尽可能把废渣充填到　采空区内，既节约了堆渣场地，又起到了支撑矿坑顶板的作用。　（３）严格控制包括堆渣场在内的工业场地对土地的占用，不得随意　扩张，禁止在规定的场地外开展矿业生产活动，严禁随意倒渣、毁　坏植被、乱砍滥伐的现象发生。　（４）在矿山闭坑后，要对矿业活动占用的土地资源进行土地复垦，　恢复植被。　２．２矿山水环境保护与综合治理对策　（１）在评估的基础七，对地下水及地表水资源进行有效规划，对　集中使ＪＬｌｊ的重要水源地立牌保护。　（２）严格控制污染源（矿区涌水及生活废水），尽可能避免水量减少　和水质污染现象发生。　（３）对集中使用的重要水源地，要定期监测，发现水质污染程度　变化，及时查明原因，采取应对措施。　（４）对矿井排水和生活污水的治理措施为先集中，经处理达到标准　后排入附近溪沟。　２．３矿山次生地质灾害保护与综合治理对策　（１）矿区滑坡保护与综合治理对策。对滑坡的治理归纳起来可以分　为三类：①消除或减轻水对滑坡的影响：②改变滑坡外形，增加滑坡的　抗滑力：③改变滑带土石性质，阻滞滑坡体的滑动。这些措施，　都需要具体情况具体分析，有针对性使用。　（下转第５１页）　评论・规划・鉴赏　ＰＪｎｇｌｕｎ　ｇｕｉｈｕａ　ｌｉａｎｓｈａｎ！　建筑与发展　Ｊｉａｎ　ＺｈｕＹＵ　Ｆａ　Ｚｈａｎ　・５１・　表４．１　计算承载力和有限元结果比较　４０　６０　ＢＯ　１００　１２０　公式计算结果同有限元模拟结果进行比较，两者结果符合较好。由　亨　４．９７　４．８１　０．９７　１５０　＾＾　１２．∞　１０．６５　０Ｂ８　５０　Ｂ晒　８１５　０９２　７５　７垃　６５２　０．ｇ２　＇００　５．８２　５．５２　０．　１２５　于计算的可编程性，畸变屈曲弹性结果可以很容易得到，从而可以　直接地计算卷边槽钢畸变屈曲承载能力，为卷边槽钢的设计计算提供　了方便。　或匿１　Ｂ　，＾ｎ　参考文献：　［１］Ｌａｕ　Ｓ　Ｃ　Ｗ，Ｈａｎｃｏｃｋ　Ｇ　Ｊ．Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｌ　ｂｕｃｋｌｉｎｇ　ｆｏｒｍｕ—　ｌａｓ　ｆｏｒ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｃｏｌｕｍｎｓ［Ｊ１　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　ＡＳＣＥ，１９８７，１ｌ３：１０６３—７８．　戴菌２　弓　，．，＾ｎ　１２．４２　１１．∞　０．９４　６０　９２１　８　７８　０９５　∞　７．１６　７．６　１．０６　１２０　矗＇５　５．９２　０．９６　１５０　５．１８　５　１４　０．９９　１∞　［２］Ｔｅｎｇ　Ｊ　Ｇ，Ｙａｏ　Ｊ，Ｚｈａｏ　Ｙ．Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｌ　ｂｕｃｋ１ｉｎｇ　ｏｆ　截面３　Ｊｈ　１１　９６　８８１　６．弱　７６　４．９１　ｃｈａｎｎｅｌ　ｂｅａｍ—ＣＯｌｕｍｎｓ　［Ｊ］．Ｔｈｉｎ—ｗａｌｌｅｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，　２００３，　Ｊ；　１０．５４　７９３　６．ｔ８　曩ｌ６　４．５４　４１：５９５—６１７．　乓，焉＾　０丑８　０９０　０，８９　０９０　０．９２　［３］陈绍蕃　卷边槽钢的局部相关屈曲和畸变屈曲．［Ｊ］建筑　限元模拟结果相差不大，除个别构件外，基本能控制在１　０％以内，　结构学报，２　０　０　２，２　３（１）　而且呈现出一定的规律性，除其中有一个数据点以外，其余各数据　［４］陈骥冷弯薄壁型钢构件的直接强度设计法　［Ｊ］建筑钢结　点计算承载力都比有限元模拟结果偏大。可以认为，在得出畸变屈　构进展２００３．１ｏ　曲荷载的前提下，直接强度法公式对压弯构件仍然适用，建议使用　［５］张兆宇．冷弯薄壁ｃ型槽钢畸变屈曲的试验研究［Ｄ］，浙　时调整系数采用０．９。　江大学硕士学位论文，２００５　结束语　［６且Ｗ．Ｓｃｈａｆｅｒ　Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｌｄ—ｆｏｒｍｅｄ　ｓｔｅｅｌ　本文首先根据试验建立完整的有限元模型，并把计算结果同试验　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ　ｇｅｏｍｅｔｒｉＣ　ｉｍｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｓｔｒｅｓｓｅｓ　相比较。在此基础上，得出槽钢畸变屈曲弹性结果，并采用直接强　［Ｊ］　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａ１　Ｓｔｅｅｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　４７（１９９８）１９３—　度计算方法对卷边槽钢压弯构件畸变屈曲的承载能力进行计算，并把　２】０　ｄｕ　肚　（上接第５２页）　矿区内防治滑坡的实践表明：凡是采用支挡工程措旌的，只要设计　后，对矿山实行土地复垦。土地复垦包括：土地平整、农田水利、田　无误，而且支挡工程埋基于滑床之下足够深度，一般能取得迅速稳定　间道路、其它工程（绿化及防护林工程）。复垦区域主要为工业广场、　滑坡的效果。滑坡减重措施必须与支挡和排水措施相结合。　矿山办公生活区，临时设施压占的土地。土地复垦方法为：对原有土　（２）矿区崩塌保护与综合治理对策。矿区崩塌治理主要是对危岩体　地表土进行剥离，剥离厚度为３０ｃｍ，覆土厚度为自然沉实土壤３０ｃｍ：　的工程治理。对规模小的不稳定危岩体，可采取人工或爆破清除，此　覆土后场地平整，地面坡度不超过１０。：植树需要挖掘３０ｃｍ的坑，种　方法一般在不影响后缘母岩稳定性的情况下采用。定向爆破与静态爆　植后培土形成龟背型。土壤ｐＨ值范围控制在７．０　８．５，含盐量不大于　破技术已达到了较高的水平，建议区内小规模的危岩体爆破清除采用　Ｏ．３％：土层容重保持约１．３ｇ／ｃｍ３，排水设施满足场地要求，防洪采用　此类技术。清除危岩体后对其后方岩体采取必要的防护措施。对规模　１Ｏａ一遇２４ｈ暴雨　大的不稳定危岩体，不宜采取排除措施的，若影响区内居民较少时，　２．５矿山环境保护与综合治理监测方案　可直接将居民迁出，并对危岩体进行定期监测：若影响区内居民较多、　矿山环境保护与综合治理应落实“以防为主，防治结合”的方　危害较大，确需进行工程治理的，可采用灌浆、锚固等工程措施进　针，建立健全防灾预警机制。矿山环境监测是矿山环境保护与综合治　行治理。　理的重要组成部分，某山区矿山环境监测主要是对矿山水土资源破　（３）矿区泥石流保护与综合治理对策。对于易形成泥石流的沟谷地　坏、水土污染、矿山地质灾害的发展及变化趋势进行长期跟踪观测，　带，应尽量减少矿山固体废弃物排放。对坡度大，阻塞严重的沟谷　对矿区进行经常性地面巡视工作，发现新的地质灾害应立即部署监测　地带应及时疏导，对沟谷采取护坡或拦截等手段进行治理。在雨季应　点。并在整个矿区建立完善的监测体系，发现问题及时预警，采取　加强对沟谷地带的巡视监测。　相应的防范措施。　（４）矿区地面变形保护与综合治理对策。采矿工程活动是诱发采空　结束语　区匕部地表变形的主要因素，对此应做到合理开发矿山。严格按设计　某山区矿山防治应从实际出发，因地制宜，加大矿山环境保护与　要永开采并预留足够的保安矿柱。对已经形成的地面变形，若规模较　综合治理的投入。国土资源部门应加大对矿山企业的监管力度，将矿　小，　将采空区充填，并对地裂缝、塌陷坑应用粘土回填夯实：若规　山环境保护落实到矿山企业自身。各矿山应严格按照《矿山环境保护　模较大，则须按现场实际情况采取不同的防治措施，对治理不经济、　与综合治理方案》进行综合治理，保护好生态环境。做到人和自然　难度大的，可搬迁影响区的居民。　的和谐统一。　（５）不稳定矿碴堆保护与综合治理对策。矿山固体堆积物具有结构　松散、分散面广的特点，工程治理要根据其所处的位置采用不同的方　参考文献：　法，严防形成滑坡和泥石流等地质灾害。对体积小的不稳定矿碴堆，　可以直接予以清除，用去修路和充填采空区：对体积大、结构松散的　［１］矿山环境保护与综合治理方案编制规范［ｓ］．中华人民共　不稳定矿碴堆，可修建矿碴堆场，并在堆场前缘修建挡土墙，同时　和国国土资源部，２００　７。　配以修筑截排水沟等。　［２］施伟忠，方红．湖北省矿山环境地质问题及防治对策［Ｊ］．　２．４自然景观和生态环境保护与综合治理对策　湖北地矿，２００　３。　采矿破坏了矿区的自然景观和生态，为此必须在矿山开采结束　［３］武强，陈奇．矿山环境问题诱发的环境效应研究［Ｊ］．水　文地质工程地质，２００８。