刘雪沛,黎福华,莫礼明
桂林理工大学博文管理学院 广西桂林541006
摘要:我国矿山生产过程中的污染一直比较严重,为了尽量降低经济活动给自然环境带来的不良影响,严格履行开采秩序,做好各项矿产资源的开发利用工作,政府部门应当及时做好生态环境建设工作,对已经损毁的土地进行修复并再利用,切实做好矿山区域的地质保护工作,并出台完善的政策法规,保证广西灵川县潭下采石场环境能够得到保护,并做好对应的土地复垦工作,对恢复矿山生态环境具有一定指导意义。
关键词:矿山;矿山环境;恢复治理;复垦
0前言
矿山地区产生的地质问题主要由采矿活动引起,采矿行为将大幅度破坏原有的地形状况,继而引发山体滑坡等自然灾害,进而严重威胁到周围区域内人民的人身安全[1~5]。本文将对桂林灵川县独石山采石场内的自然环境进行科学评估,并规划出合理的解决方案,做到有效预防自然灾害的发生,加速实现生态环境的恢复。
1 矿山基本概况
矿区位于桂林市灵川县潭下镇庄屋村,位置在距离灵川县潭下镇庄屋村北西直距1.4km的地方,且行政区域划分应当属于灵川县潭下镇。矿区的整体面积约为0.062km2,且在矿区附近500m的区域内不存在任何居民点或者民用建筑物等,矿山附近的交通条件较好,简易公路能够直接连接X112县道。本矿山于2005年由灵川县国土资源局设置成立的矿山,截至2017年6月2日,矿区范围内累计消耗灰岩矿155.50万t。矿区面积:0.062km2,开采深度:+350~+215m,开采方式:露天开采,生产规模:5万t/年。
2 地质条件
2.1 地层岩性
(1)第四系红黏土(Q4el):这类土地位置大多处于矿区附近的山体坡脚或者矿区周围的较为平坦的地区。土壤颜色主要呈现出棕红色或者棕黄色,属于中等压缩性土,地质表面土壤一般由于大量失水而变得干燥松散。土质分布一般较为均匀,且土层内部结构复杂,一般山顶处的土层厚度较小,且部分区域内的岩石出现裸露情况,土层厚度范围在0~0.5m之间,一般位于山脚处的土层厚度较大,土层中也会夹杂部分母岩碎块,厚度范围一般在0.3~1m左右。土壤中所含有的碎石占比约为20%,碎石直径范围约在5-30mm,碎石主要由石灰岩逐渐风化之后形成。
(2)中泥盆统东岗岭组:分布范围一般包括整个矿区。岩石结构一般为微晶结构,颜色呈现出灰色至深灰色,风化程度中等,主体构造为层状,且存在裂隙。一般此类岩层的主要构成为方解石,岩石厚度约为300~1866m。
2.2 区域地质构造特征
这一评估区域在整体构造上,基本位于广西省"山字型"的南西侧位置,同时处于亚带和中带范围之间。矿区位置约在大庙圩向斜东翼,该向斜长约34km,宽约8~10km,褶皱区域走向为南北向,整体呈条状,核心区域内地层主要构成为石炭系灰岩,对应翼部区域地层主要构成包括砂岩、灰岩等,倾角大小约为30~50°。地层结构一般属于单斜构造,且整体产状较为稳定,变化程度较小。一般矿石区域的出露层主要结构为中泥盆统东岗岭组灰岩,且矿区没有明显的裂隙痕迹存在,总体地质构成实际隶属于简单类型。
2.3 水文地质特征
矿区内的水源主要来自于大气降水带来的补给,地下水一般主要分布在裂隙溶洞中。矿区内部一般没有明显的水系,只能依靠大气降水进行补给,但是由于补给条件较差,矿区内的水量往往较为贫乏;但大气降水可以经由各个裂缝进行不断渗透,并留至各个干渠内。因矿体见地表露头,所以所处的地势较高,更利于降水的排泄。
矿山开采方式多半为露天开采,因此大气降水很容易排放至冲沟,不会影响到矿山生产工作的开展,开采工作完成之后所在区域的地质条件也无明显变化。
综上所述,本矿山采样方式属于露天开采,且最低开采标高为+215m,已经高于当地最低侵蚀基准面(+175.6m),因此地下水对矿床开采不具有任何不良影响,评估区水文地质条件良好。
3 矿山地质环境现状评估
目前矿山已经开采形成4个开采边坡,边坡P1长约47m,高约10m~25m,中部倾向51°,坡角68°;边坡P2长约145m,高约13m~25m,中部倾向171°,坡角78°;边坡P3长约231m,高约20m~75m,中部倾向260°,坡角82°;边坡P4长约97m,高约5m~75m,中部倾向295°,坡角80°。通过现场调查,评估区现状条件下存在人工边坡4处及松散滚石,随着边坡P3继续被开采,松散滚石将逐渐消失。目前条件下,矿山区域内的松散滚石并未威胁到人身安全,也没有产生直接的经济损失。随着边坡P3继续被开采,松散滚石逐渐被彻底清理。目前,评估范围内并没有出现自然灾害。因此,可以认为区域内的地质灾害属于弱发育,危险程度较轻。
4 矿山地质环境灾害预测评估
4.1采矿活动可能引发的地质灾害预测评估
评估区位于喀斯特峰丛地貌区,地形起伏变化中等,下伏基岩主要由中泥盆统东岗岭组,且岩石表面的风化状况较为严重,裂隙数量较多,,但结构较松散,加之评估区雨量充沛,具备发生崩塌、滑坡的环境地质条件。
4.2预测采矿活动可能加剧的地质灾害
含水层的结构如果遭到严重破坏,可能会导致大量地表水缺失,且容易出现水质污染问题。
受到矿山开采工作的影响,地面容易出现变形情况,矿山建设容易损坏原有地质,致使土壤受到严重污染。
由于受到滑坡以及泥石流等地质灾害的不良影响,矿石区域表面容易出现塌陷状况。
4.3预测采矿活动本身可能遭受的地质灾害
(1)崩塌、滑坡
采场可能遭受崩塌、滑坡地质灾害危险性的预测评估:依据具体的开发方案,在进行矿山开采的过程中,容易产生一系列边坡,同时边坡处裂隙数量较多,同时边坡P1、P2、PE、P4出现滑坡的可能性较低,因此具有的危险性较小。
除了以上区域外的其他部分,由于开采活动造成的影响较小,对应的基岩结构也较为稳定,生态环境整体状况良好,植被保存完整。因此,这些区域一般产生崩塌或者滑坡的可能性较低,不具备较大的危险性。
(2)岩溶地面塌陷
矿区范围内出现的地面塌陷情况主要是由人为的采矿行为引起的,矿区范围内地质符合地面塌陷的主要条件。即使目前的矿区内部没有出现塌陷情况,但随着开采的不断进行,路面负荷逐渐增大,地下结构可能受到严重破坏,因此导致顶板塌落,造成严重的地面塌陷。地面塌陷情况会对采矿人员产生严重威胁,同时会损耗部分重要机械设备等,由于塌陷情况的突然,甚至可能造成部分人身伤害。
综上所述,地面塌陷情况对于矿山区域内的采场以及堆料场等位置的影响都较为严重,评估区内除上述区域外的其余区段地质灾害影响程度较轻。
5 矿山地质环境恢复治理措施
依据不同地区矿山地质条件的差异以及其分布的主要特征,矿山地质对于环境的影响程度大小等,可以将不同的矿山区域分为重点区域以及一般区域。并依据对应的分级标准做出合理的评估,制订对应的环境治理政策,如表1。
6 结语
做好矿山地区的环境保护工作是促进我国矿业发展的重要举措之一。在矿山生产过程中,应当尽可能秉持着开采与治理同时进行的基本原则,做好对自然灾害的监测以及预防,并制定出完备合理的解决方案【5】。本文主要以桂林独石山矿山作为重点案例,分析出对矿山进行地质评估以及环境保护的主要思路,帮助我国更好地实现矿山地区的自然环境保护,尽可能避免由于自然灾害引发的人身安全威胁以及财产损失,实现良好的社会、环境和经济效益。
参考文献:
[1]王永生.矿山地质环境治理存在问题及对策[J].南方国土资源,2009,(12):38-39.
[2]徐炳连,王美乾,吴静.广西矿山地质环境治理恢复措施探讨[J].西部探矿工程,2012(1):125-130.
[3]胡川.某矿山地质灾害恢复治理方案分析[J].中国水运,2013 13(4):222-223.
[4]殷智武,徐丁宁.海州露天矿矿山地质灾害成因及主要治理措施探讨[J].辽宁科技学院学报,2008 10(3):41-42.
[5]赖荣福.福建省地质环境现状和防治建议[J].福建地质,2010,29(Z1):45-51.
基金项目:大学生创新创业训练计划项目“广西灵川县独石山采石场矿山地质环境综合评价与恢复治理研究”编号(201913645067)资助。
作者简介:刘雪沛,生于1996年,甘肃庆阳人,男,本科,研究方向:岩土工程。