歷史遺留露天礦山地質(zhì)環(huán)境問題及治理措施研究

蔣 霞

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730060）

當(dāng)前我國了歷史遺留露天礦產(chǎn)的數(shù)量非常多，該礦產(chǎn)在開采過程中，與地下礦產(chǎn)相比，露天開采的礦產(chǎn)對于周圍的生態(tài)環(huán)境的所產(chǎn)生的影響更為惡劣，且隨著開采的不斷深入，會造成整個(gè)礦山的巖層模塊平移、變形，在開采完畢以后，礦山隨著時(shí)間的推移，其周圍會存在多種不同的地質(zhì)災(zāi)害隱患，嚴(yán)重提升了周圍居住人民的安全隱患，因此對這類礦產(chǎn)展開針對性治理已經(jīng)勢在必行[1]。與此同時(shí)，對遺留露天礦產(chǎn)的治理，也是全面提升我國生態(tài)文明的建設(shè)要求，是我國煤礦行業(yè)取得穩(wěn)定發(fā)展的重要因素之一。

1 歷史遺留露天礦山地質(zhì)環(huán)境問題

1.1 案例分析

本文以我國某地區(qū)以歷史遺留露天礦山為例，該礦山為鋁土礦，礦山中的建筑石料礦產(chǎn)資源非常豐富，在對該礦山開啟大規(guī)模的開采以后，在礦山周圍形成了非常高的陡邊坡，并且伴隨數(shù)量較大的礦渣堆積，一旦區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)惡劣天氣，則非常容易出現(xiàn)崩塌、滑坡等大型自然災(zāi)害，且在發(fā)生滑坡以后，極容易轉(zhuǎn)化為泥石流等大型災(zāi)害，因此需對該露天礦產(chǎn)展開及時(shí)治理[2]。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害

1.2.1 崩塌

地質(zhì)災(zāi)害是歷史遺留露天礦山地質(zhì)環(huán)境問題中的最重要性的一項(xiàng)，在該露天礦山在開采過程中，現(xiàn)骨干企業(yè)并沒有按照我國對露天礦山的相關(guān)開采要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此當(dāng)前遺留了數(shù)量較多的采坑與采場。且這些區(qū)域的邊坡角度大多都在75°以上，甚至一些才坑處于直立的現(xiàn)象（圖1），且礦坑隨著時(shí)間推移，其后緣已經(jīng)呈現(xiàn)出卸荷張裂縫。在面對長時(shí)間的降雨天氣或者受長時(shí)間的風(fēng)化剝蝕以后，非常容易出現(xiàn)礦坑崩塌現(xiàn)象。

圖1 露天礦采坑直立現(xiàn)象圖

1.2.2 滑坡

在該礦山在開采過程中逐漸產(chǎn)生了數(shù)量非常龐大的廢棄礦渣，這些礦渣在形成過后并沒有得到有效的處理，而是被堆放在礦山周圍山坡上或者溝谷中[3]。并且礦渣的結(jié)構(gòu)相對比較松散，在形態(tài)上形成了一個(gè)水平較高且角度非常大的不穩(wěn)定斜坡，加上時(shí)間的推移，以及礦渣的自然風(fēng)化，一旦該地區(qū)出現(xiàn)大規(guī)模強(qiáng)降雨，則非常容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，對于居住在下游的居民、建筑或者交通道路都產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。廢棄礦渣的邊坡形態(tài)如圖2。

圖2 廢棄礦山邊坡形態(tài)圖

1.3 地形地貌景觀被破壞

歷史遺留露天礦山的另一個(gè)重點(diǎn)問題是、對周圍地形地貌的破壞非常嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)于以下兩個(gè)方面：①露天礦山采場破壞了該地區(qū)原有的地貌景觀。在礦山開采區(qū)中，形成了多個(gè)深度達(dá)數(shù)十米的深坑，并且裸露的邊坡造成山體被嚴(yán)重的破損，山體原有的；綠色植被景觀、地形地貌景觀已經(jīng)消失殆盡，只留下了滿目瘡痍的景象。②礦渣堆積破壞地形地貌景觀。該礦產(chǎn)的類型為鋁礦山，因此在開采過程中，殘留了規(guī)模龐大的廢棄地渣石。這些渣石被煤礦企業(yè)順著山體或者股溝隨意堆放以后，日積月累，使該地域原有的地形地貌發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變，渣石堆放處的植被景觀也被大面積破壞。

1.4 土地及植被資源破壞

歷史遺留露天礦山所造成的地質(zhì)環(huán)境問題中，最難以被修復(fù)的環(huán)境為植被資源損毀問題。由于在礦山開采過程中，需將礦山上的覆巖層以及表土進(jìn)行剝離以后，方能夠開展開采工作，因此礦坑中的土地植被資源已經(jīng)被破壞，因此無法發(fā)揮出土地原有的生態(tài)效益，植被資源的恢復(fù)難度非常高（表1）。

表1 某歷史遺留露天礦山對周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地資源造成損毀統(tǒng)計(jì)表

2 對露天礦山地質(zhì)環(huán)境問題的治理措施

2.1 危巖體清理

面對礦山中存在的采面過陡的現(xiàn)象，相關(guān)施工人員在對這類礦坑進(jìn)行施工過程中，為保障最終的治理效果，施工人員運(yùn)用爆破法對具有高度危險(xiǎn)系數(shù)的危巖體進(jìn)行處理。如匡礦坑周圍有居住居民或者村莊，則施工人員則采用的機(jī)械與人工相結(jié)合的方式對其進(jìn)行清理。

2.2 邊坡整治

在面對礦山遺留的礦渣堆積而成的比較陡的邊坡的治理過程中，在面對坡腳大于70°的坡體時(shí)，工作人員首先需對整個(gè)渣石堆進(jìn)行放坡處理。在處理過程中，可運(yùn)用整體降坡或者建設(shè)臺階等兩種削坡方式。在開展臺階式削坡的過程中，相關(guān)工作人員需從在整個(gè)渣石堆的坡頂、坡面、坡角設(shè)定相應(yīng)尺寸的漿砌片或者石質(zhì)的排水溝渠。在建造過程中，應(yīng)確保溝底的總坡度大于0.6%。

2.3 渣堆清理及回填

在對采坑的治理過程中，相關(guān)工作人員可對其周圍進(jìn)行考察，如果采坑周圍存在被遺留的礦產(chǎn)渣堆，則可運(yùn)用這些渣堆用于礦山的回填。在對礦坑進(jìn)行回填的過程中，相關(guān)施工人員應(yīng)做好每一次回填的壓實(shí)工作。且應(yīng)保障每層回填物的壓實(shí)系數(shù)大于90%以后，方可進(jìn)行下一次回填。并且每回填0.8m，需要進(jìn)行以此壓實(shí)，進(jìn)而有效規(guī)避該礦坑在日后發(fā)生沉降現(xiàn)象。

2.4 場地平整

在對礦山中的采坑進(jìn)行回填以后。相關(guān)施工人員需對整個(gè)露天礦山的場地進(jìn)行進(jìn)一步平整處理，在處理過程中，首先需要對礦山周圍的邊坡與廢渣進(jìn)行及時(shí)處理以后，還需將被回填完畢的礦坑平面進(jìn)行再次清理與整平。在清理過后，對于礦山內(nèi)殘留的巖土體或者礦渣等，需要施工人員運(yùn)用相應(yīng)機(jī)械對其進(jìn)行徹底處理，進(jìn)而保障整個(gè)礦山的地表平整度。

2.5 覆土工程

在對整個(gè)礦山的地面進(jìn)行平整處理以后，施工人員需要對整個(gè)礦山場地進(jìn)行覆土施工，為后續(xù)恢復(fù)植保資源打下良好基礎(chǔ)。在覆土過程中，施工人員的覆土深度需依靠恢復(fù)的植被資源決定。如將該礦山恢復(fù)普通的旱地，則需要對該區(qū)域覆土80cm，如將該區(qū)域恢復(fù)成林地，則施工人員需覆土60cm，如將該區(qū)域恢復(fù)成草場，則需覆土30cm。

2.6 生物工程

結(jié)合本案例的實(shí)際情況，在對礦山治理完畢以后，距離當(dāng)?shù)卮迩f較近的區(qū)域，將其作為農(nóng)用耕地，而距離村莊較遠(yuǎn)的地區(qū)，將這類區(qū)域恢復(fù)成了林地與植被，在全保證周圍居民耕地面積的基礎(chǔ)上，有效美化該地區(qū)的綠色環(huán)境。

3 結(jié)語

綜上所述，本文主要分析了歷史遺留露天礦產(chǎn)所存在的地質(zhì)環(huán)境問題與相應(yīng)的治理對策。分析結(jié)果表明露天礦山在開采過程中會對周圍生態(tài)環(huán)境造成非常惡劣的影響，因此在現(xiàn)階段礦山開采過程中，應(yīng)做好配套的環(huán)境治理工作，保證生態(tài)系統(tǒng)不受損失。