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山区环境保护及治理研究
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矿区崩塌与滑坡防治技术多数的边坡支护或加固措施适用于石灰石矿区的采矿边坡治理,但同时应当指出,矿区露天采矿边坡的支护与治理有其自身的特点。露天矿边坡一般比较高,纵向延伸长。采场最终边坡是由上而下逐步形成,上部边坡服务年限较长,下部边坡服务年限则较短,底部边坡在采矿结束时即可废止,因此上下部边坡的稳定要求也不相同。另外,矿区边坡对变形量或位移量的控制要求往往较宽松,即在稳定的条件下允许较大的变形量。在未停采的石矿,由于矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走,使边坡岩体常常受到振损而强度大幅度降低。最后,采区边坡是通过爆破、机械开挖等手段形成的,边坡岩体较破碎,稳定性较差。由于采矿的采剥作业打破了边坡岩体内原始应力的平衡状态,出现了次生应力场,常使边坡岩体发生变形破坏,使岩体失稳,导致崩塌、散落、座落和滑动等。通过上述分析,针对石灰石矿边坡,提出对应的常规治理方法,如下:(1)对边坡进行疏干排水。(2)对于地质条件易形成滑坡或小范围岩层滑动的岩体,须采用抗滑桩、挡石坝方法治理。(3)对局部受地质构造影响的破碎带,首先采取避让措施,划定标示出危险范围,严禁进入,具体措施见后面的监测工程。(4)为防止滚石伤人,坡面要进行严格的检查工作,若有小范围崩滑应及时清理场地。相对来讲,采用地下平硐、巷道方式开采的矿区,其地面塌陷的影响范围及分布位置容易确定和预测;而岩溶地面塌陷的预测及防治则相对困难得多。首先,岩溶分布及发育规律均无章可循,它是多种因素综合作用的结果,随机性较强;其次,岩溶发育的速率变化极大,难以有效掌握其发展的快慢;第三,岩溶洞穴隐藏于岩层内部,并未裸露,其详细的空间展布形式不清楚。上述三方面的原因为石灰岩矿区岩溶地面塌陷的防治增加了极大的难度。与城市建成区岩溶地面塌陷不同,矿区岩溶地面塌陷的防治,第一步是在查明岩溶规模与分布的基础上,判断其塌陷的可能性(即危险性判断),且最重要的是预测其危害性及危害范围。若岩溶塌陷对矿区人员、机械设备及周围居民生活区的安全不构成威胁,则一般不采取工程措施。若存在治理的必要性,则需要设置位移监测点,同时竖立警示牌,以表示该区存在岩溶地面塌陷隐患。而对于影响重大且危险性和危害性高的情况,则需即时开展工程措施,进行必要的加固和支护。最后,应该明确,穿孔爆破产生的岩体损伤及振动,极易引发岩溶地面塌陷,因此,设置炸药孔时应科学谨慎。而运输车道应全部设置在可能的塌陷范围区域以外,避免发生不幸。
石灰岩矿山地质环境恢复治理
石灰石矿山地形地貌景观治理我国华南地区石灰岩多呈巨厚层状,水平向展布广,连续性好,因而,石灰石露天开采矿区通常较大。由此造成的原生地形地貌景观影响和破坏程度大,而且,遭受破坏的原生地形地貌景观即使在闭坑之后仍无法恢复。地形地貌景观破坏的防治措施应根据矿区不同的土地类型、破坏的特点和矿山终采后的情况确定。做到重点治理与面上治理相结合,永久工程和临时工程相结合,工程措施与植物措施相结合,充分发挥工程措施速效性和控制性,同时也要发挥生物措施的后续性和生态效应。治理对象一般有废石堆场、尾矿库、矿山道路、边坡及矿山工业设施区等。治理措施从美观及环境恢复的角度出发,优先考虑生物措施和植物措施。对于废石堆场、尾矿库、矿山道路、边坡坡面及矿山工业设施区等的复绿工作,不具有实质性难度;而对于最底部的采坑平台,其治理措施是石灰岩矿区地质环境恢复治理的重点,也是难点。若为山地露天开采,则底部平台最低标高一般高于地下水位,闭坑后底部平台不会积水,此时若暴雨天气条件下矿区能自然排水,则多采用覆土植树造林措施,但这类情况不多见。若暴雨条件下矿区无法自然排水,树苗将被雨水浸泡或淹没,导致复绿失败,基于时效性问题,当前的做法通常是不对坑底平台进行任何治理。若为平原露天凹陷开采,则底部平台最低标高一般低于地下水位,闭坑后底部平台将缓慢积水,最终水位与地下水位齐平,达到平衡。水位恢复后,矿坑此时相当于一个水库,可用于发展渔业等。另外,近年也出现了将闭坑的大型矿区发展成旅游区等新型可持续发展方式。如广东韶关大宝山矿区,当前正在规划为地质公园。其虽然为非石灰石矿区,但其发展模式及恢复治理模式值得借鉴。石灰石矿山土地资源治理土地资源的占用与破坏对象包括基本农田、耕地、林地或草地、荒地或未开发利用土地4大类。平原区石灰岩矿的开采多破坏基本农田、耕地、荒地或未开发利用土地;而山地石灰岩矿开采则多破坏林地或草地、荒地或未开发利用土地。实际上,石灰岩矿区土地资源一经破坏,则难以得到有效恢复。尤其是农田及耕地,该类型土地资源的恢复治理基本上是假命题。而对于林地或草地、荒地或未开发利用土地,则可以在一定程度上得到恢复。因此,总体上,石灰岩矿区土地资源恢复治理难度较大,效果不理想,如何科学、有序且高效地重新利用石灰岩矿区土地资源,是往后矿山地质环境恢复治理的重点研究方向。
实例分析
此种崩塌、滑坡的规模也较小,一般为几立方米到几十立方米,及时清理和恢复场地即可。(3)废石场边坡:废石场坡度均较平缓,但随着排土石范围的扩大,个别地段较陡峭。对于倾斜的基底,清除表面的腐殖土及软弱层,并挖成台阶;废石场是泥石流的重点防护区,应在废石场低洼部位建平砌块石挡土墙。(4)危岩坠落的防护措施:Ⅰ.合理布设采掘平台和安全平台,减少采掘面危石(岩)坠落对采坑内设备和人员威胁。Ⅱ.及时清除采掘面的危石(岩)坠落,对部分节理发育、岩石破碎的地段应适当减缓台阶坡面角。岩溶地面塌陷(1)岩溶地面塌陷主要是由于地下水位的变化引起,为了解地下水位变化情况,在矿区及其周边建立地下水长期监测网络系统,以便及时掌握矿区地下水位降低幅度,分析和预测地面沉降变形的发生趋势,提前采取预防措施。(2)进一步采用物探等综合方法进行勘查,重点查明溶洞的分布、规模、形态等,分析评价塌陷的可能性、规模及影响范围。(3)加强工程地质和水文地质条件的综合研究工作,分析和预测溶洞可能发育的潜在危险地段,为全面规划和预防提供依据。(4)矿山爆破采用小剂量深孔爆破。(5)开采时,严禁在矿区地面上重荷堆载;矿区矿石运输车辆严禁超载运行。(6)禁止在矿区及其附近进行大水量、大降深的地下水抽排。观测矿区抽取地下水的情况,观测塌陷的发展趋势,及时预报灾情,及时整治,减少损失。矿区地质环境问题及主要治理措施本文矿区地质环境问题只包括含水层破坏、地形地貌景观破坏及土地资源的占用与破坏3类,此处重点阐述前两者。地下含水层保护矿山含水层的保护工程是一项长期而艰巨的任务。采坑水应定期进行水质分析化验,排出地表后不能直接排放,需经过沉淀池净化处理,经检验合格后再排放。为防治污染,应修建截排水沟、沉砂池等,定期进行水质检查。具体可实行以下措施:尽量利用矿区原来的地形地物条件,将矿区内原有的鱼塘设计为沉淀池,把大气降雨的地表水引排至此,经沉淀后排出,减轻了开采过程中的水土流失危害。在矿山开采之前,对废石场、预测塌陷的地段进行耕地表土层剥离,就近设立临时的废石土堆放场,贮存表土。在土地复垦时将表土覆盖在复垦平整后的地表达到耕地的基本要求,以恢复植被或种植庄稼。在未来矿山建设和采矿活动过程中注意保护区内植被以防对环境造成破坏,在防治区附近设置警示牌,严禁越界无序开采;矿石及废渣外运时应对运输车密封或加盖板、盖布,防止沿途抛洒造成污染;对已停采地段或终采矿山,适当降坡或回填,植树种草恢复自然,因地制宜修建一些辅助设施,保护矿山地质环境。土地资源保护土地资源问题主要为挖损与占用,对象为基本农田、耕地、林地或草地、荒地或未开发利用土地。本矿区土地资源破坏对象主要为林地或草地、荒地或未开发利用土地。结合遭受破坏对象,确定拆除矿山工业设施区及生活区,对场地清理平整并复绿。而对矿山道路、废石堆场等挖损与占用土地资源问题,确定对其进行复绿。矿坑底部平台自然恢复为水塘,用于发展渔业。道路边坡及开采边坡,计划全部复绿并开发成有当地特色的人文风情景观或休闲公园。
