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广西某市矿山露天凹陷开采对环境的影响及治理建议

更新时间:2009-03-28

广西某市石灰岩资源分布广泛、储量丰富,矿石质量好、易开采,主要用于制水泥、制碱以及作建筑石料之用。依托丰富的石灰岩资源,当地水泥制造业逐渐发展壮大,成为当地重要的工业之一;新兴的轻质碳酸钙产业也在当地落地生根;建筑石料产业为当地城镇化建设和重大工程建设提供了资源保障。

当地地势总体较平坦,石灰岩矿山多采用露天凹陷开采方式生产,同时,因为地下水位高,在开采时需将凹陷采坑内的地下水位降至矿坑底板以下才能保证正常开采,长期的疏干排水引起矿坑周边地下水位下降,形成地下水位降落漏斗,引发一系列地质、环境问题。目前在一些矿山周边已发现有地下水位下降、地面塌陷等问题,对当地居民的生产和生活造成了不利影响。因此,笔者对此种条件下石灰岩的开采方式和环境保护进行研究,提出一些先进矿山防治凹陷开采对周边环境产生影响的技术措施和矿山管理建议,旨在为当地石灰岩的开发与环境保护提供参考。

1 某市石灰岩凹陷开采的现状

某市石灰岩凹陷开采矿山主要分布于郁江平原和浔江平原,因石灰岩大部分埋藏在地面以下,故矿山普遍采用露天凹陷开采方式来开采。据统计,截至2014年全市共有50余座凹陷开采矿山,凹陷开采矿山基本采用露天阶梯式开采法,最低开采标高+10~-20 m,地面标高一般为20~40 m,开采深度40~60 m,设置台阶3~4个,台阶边坡较陡,坡面角>60°。

郁江、浔江平原系岩溶平原,地下水水位埋深浅,一般不超过10 m,多在3~5 m之间;郁江、浔江流经当地的河谷宽敞、水流平缓,沿江两岸耕地集中,人口稠密,经济较发达,有许多中小城镇分布。由于城镇化建设对建筑砂石需求旺盛,因此矿山规模不断扩大,采深也越来越深,致使凹陷开采对周边村屯、耕地的影响进一步凸显,形成环境和地质灾害隐患,由于涉及面较广,因此也成为了当地不可忽视的问题。

2 凹陷开采对周边环境的影响

笔者根据实地调研考察,以及查阅的6座凹陷开采矿山地质环境保护与恢复治理方案资料发现,当地凹陷开采对周边环境造成的最直接影响是抽排地下水造成地下水位下降,形成地下水位降落漏斗,间接引起地表水漏失、地表塌陷、生态环境恶化等一些列环境问题。

目前,我国城乡差距正在逐渐显现,严重阻碍了我国经济的可持续发展。在城乡差距不断拉大的基础上,城乡全面发展已成为中国经济发展的重要内容。在城乡全面发展的过程中,既要重视经济发展,又要重视生态环境的协调发展。与城乡生态环境相比,经济发展较快,但城市生态环境较差。农村景观具有地方特色、生产特色等。将农村景观纳入城乡规划设计,有利于形成城乡规划设计计划和目标。它一方面有利于农村景观资源的开发利用,促进农村发展,另一方面也有利于城市发展融入绿色理念,促进城乡协调发展。

2.1 凹陷开采对水土资源的破坏

凹陷开采导致原有的含水层、隔水层受到破坏,形成以矿坑为中心的降落漏斗。在其周边,地下水流加快,地下水资源静储量减少,水位下降,造成周边的井泉干涸。矿坑排水一方面导致裂隙水大量疏干排出,地下水位下降;另一方面,矿坑与矿区地表水发生水力联系,地表水不断渗入地下或矿坑,形成开采后矿坑连续不断地排水,地下水补、径、排关系发生改变,地下水与地表水的动态平衡和时空分布被打破,甚至破坏流域灌溉系统。

提高砂石资源开发的准入门槛,从资金、技术、管理等方面择优选取掌握先进砂石矿产资源生产工艺、无不良信用记录、自觉履行社会责任和治理责任的企业作为开发主体。把新立矿山应承担的主要防治责任落实到采矿许可登记申请材料中。

2.2 引发矿区周边地下水水位下降乃至地表水漏失

凹陷开采的矿体多位于区域地下水位以下,因此矿山开采时需要进行疏干式抽排水。开采前期,因采深尚浅,抽排水量不大,对周边环境影响有限。随着开采深度和面积不断增大,大量地疏干排水导致地下水位不断下降,地下水水位形成的降落漏斗也会扩大,致使浅层地下水枯竭和地表水漏失更加严重。当开采至后期,浅层地下水枯竭和地表水漏失现象会沿矿区开采边界及开采推进方向发展,其影响范围继续扩大,引发矿区周边的鱼塘、溶潭、水田和民井干涸,从而影响到当地村民的生产和生活。

2.3 诱发岩溶地面塌陷

矿山开采深度的设计须以充分的水文地质资料为依据,必须综合考虑矿山开采过程中抽排地下水形成漏斗效应对矿山周围地质环境的影响,企业防治地质灾害的技术能力等因素,把切实保护矿区周边群众生命财产安全放在首位。因矿山开采抽排地下水导致周边居民饮水、灌溉困难甚至造成地表塌陷的,矿山必须采取措施,将影响降低到周边村民可接受范围内。矿山采取各类技术措施仍然不能消除影响的,应抬高采矿标高,直至影响消除为止,或矿山与周边居民协商,由矿山出资将居民搬迁至不受采矿影响的地区,若协商不成,则不能继续开采。

矿山选址应坚持“底线”思维,明确各类县级以上自然保护区、风景名胜区、森林公园、地质公园、湿地公园、水源保护区等重要生态区域禁止新设采矿权。 新建矿山应尽量避开村庄、村镇道路、农田等环境敏感点;周边有重要河流(浔江、黔江、郁江及其主要支流)、村庄时,须按照要求设定必要的安全距离;矿区范围在铁路、高速公路、国道、省道、旅游公路两侧一定范围内的,经论证矿山开采对交通设施安全、地质环境有影响的,应不予审批。

2.4 凹陷开采对生态环境的影响

地表水的漏失,使生态用水及其土壤水分随之减少,各种地表植被的生长也受到相应影响,同时还增加了土地复垦的难度,延缓了植被覆盖率增加的进程,农业、畜牧业的产量减少,引起生态系统的恶化。

3 防治凹陷开采环境问题的技术措施

针对石灰岩矿山露天凹陷开采引发的一系列问题,笔者根据平南河景等石灰岩矿在防治凹陷开采影响方面的先进技术和方法,提出以下技术措施进行防治,最大限度地降低影响。

3.1 加强矿区水文地质勘查

(1)实施“帷幕注浆截水治水”技术[1]。采用帷幕注浆技术措施来拦截地下水径流带,能够有效降低矿山疏干式抽排水对周边水环境的影响,较大程度地降低矿坑的涌水量、缩小地面塌陷区域、降低塌陷活跃度,从而缓解矿山开采对地下水的影响问题。

图6、图7分别为实验系统跑车过程中GPS信号失锁后没有BP神经网络辅助的东速和北速以及东速、北速漂移情况,可以看出在GPS信号失锁后的200 s中,东向、北向速度漂移分别最大达到2.3 m/s、1.97 m/s。

3.2 因地制宜,采取不同措施防止地下水流失

系统地查明含(隔)水层特征以及矿区地下水的形成、赋存和运移特征,尤其是查明岩溶地下水强径流带的分布及其与地表水的关系,摸清矿区地下水水量、水质的变化规律,为下一步制定防治措施提供水文地质依据。

(2)回灌抽排地下水。在矿山抽排地下水的同时,将抽出的地下水通过回灌井点持续地再灌入地基土层内,让水从井点周围土层渗透,在土层中形成一个和降水井点相反的倒转降落漏斗,使降水坑点的影响半径不超过回灌井点的范围(原理是回灌井点成为一道隔水帷幕),从而阻止回灌井点外侧的农田、建筑物下的地下水流失,使地下水位基本保持不变。

(3)及时回填塌陷坑。对已经发生的地面塌陷坑应及时进行回填防渗处理,可依据塌陷坑大小采用粘土(小坑用粘土或片石)或片石混凝土(大坑用片石加混凝土)回填,先清除其中垮塌物,清理至稳固岩石面,在回填时预留注浆管,采用压力注浆以加固和防渗,从而防止塌陷坑进一步扩大。

党的十八大以来,国家高度重视生态环境保护,强调“绿水青山就是金山银山”,要求加快资源开发转型升级和绿色发展,促进当地资源开发、环境保护和经济发展同步推进、协调发展[3-4]。依据新形势下的管理要求,针对当前凹陷开采存在的突出问题,笔者建议管理部门针对新旧矿山实施差别化管理政策,加强事中事后监管,完善矿业权年度信息公示及抽查制度,发挥公众监督力量,提高监督和管理水平。

国家统计局数据表明2017年全国因触电身亡8000人、火灾死亡900人,财产损失达200多亿。由于幼儿对事物充满好奇,经常用手触摸开关、用电器等,易造成触电伤害。随着楼房越建越多,火灾、盗窃等隐患呈上升趋势,本文探讨用传感器采集信息,经处理后触发报警或断电,研究构建智能的生命、财产安全防护系统。

3.3 加强矿山生产管理,优化采矿顺序

矿山可根据雨季、旱季生产情况,优化采矿顺序,在旱季期间提高生产产量,在雨季时则不开采或少开采,减轻开采强度;此外,矿山也可分多个采坑进行开采,在暴雨期间将水引疏至其他采坑使其中某采坑能正常生产[2]

(7)Marriage,Divorce and Quasi-rents:Or,I Gave Him the Best Years of My Life(结婚、离婚与准用;或“青春年华付与君”)

4 加强凹陷开采管理的建议

(4)建设储水输水设施。矿山为周边居民建设水塔和输水管道,为缺水居民供应生活用水,以减轻矿山开采对居民造成既成事实的影响。

4.1 对新立矿山的审批要坚持“底线”思维,严把审查审批关,矿山选址避开环境敏感区域,防患于未然

山东省东营市东营区是吕剧的发祥地,一代又一代艺人不断致力于吕剧的传承、弘扬。雅俗共赏的吕剧已成为东营人田间地头、堂前屋后、广场剧场演唱的一门群众艺术。在现代多元文化的影响下,随着一些老艺人相继去世,40岁以下年轻人群体渐不知吕剧为何物。因此,有必要对国家级非物质文化遗产吕剧文化的发展壮大,对吕剧在实施“黄蓝”国家战略背景下发挥其作用,促进产业转型升级等进行思考和研究探讨。

新建矿山的矿体(或部分矿体)位于地下水水位以下、矿区开采需抽排地下水的,矿业权人须开展矿山水文地质勘察工作。凡是采石对耕地造成严重破坏且无法恢复的,对城镇、村庄造成严重地面塌陷的,严重疏干地下水且没有可靠的防治措施的矿山,其地质环境保护与土地复垦方案一律不得通过审查。

凹陷开采在严重干扰和破坏水资源环境的同时,也对土地资源造成不同程度的损害,其中尤以大型露天采矿的破坏力更甚,主要是采坑的挖损以及工业场地和土石堆场对土地造成的压占破坏,以及矿坑排水造成周边地面塌陷对土地的破坏。因矿山开采而受破坏的土地面积大小不等,土地类型主要为采矿用地和裸地,其次为草地及少量的水田、旱地、坑塘等。矿山闭坑后该地一般恢复为水塘,因此造成了土地资源的损失。

4.2 对现有矿山的监管要强化矿业权人主体责任,严格控制矿山开采深度,完善防治措施,补齐短板

现有矿山开采造成矿区周边地质环境破坏及引发地质灾害的,矿山作为责任主体应承担主要防治责任。对现有矿山开展综合效益评估,对于经济社会效益低于生态效益的矿山,管理部门应依法有序地让其退出开采。

石灰岩矿区总体覆盖层较薄,土体为细粒结构,浅层岩溶发育,具备了形成岩溶塌陷的先天地质条件。矿坑排水使地下水水位降低,水力坡度增大,流速增大,带走岩溶裂隙中的淤积物质,同时产生负压作用,导致岩溶通道被疏通,岩溶和裂隙上部覆土失去支撑而向下陷落,从而诱发岩溶地面塌陷。

编制矿山地质环境保护和土地复垦方案时,要充分考虑矿山开采抽排地下水所产生的漏斗效应对矿区周边影响的范围,以及可能造成的地质环境破坏和地质灾害等,矿山地质环境治理恢复基金和土地复垦保证金所涉及的治理范围应包含矿山开采对周边影响的范围。

医保办工作人员专业能力不强,业务不精,对医保制度和政策具体内容特别是医保新政掌握不准确,理解偏差,在实际工作中无法准确对医保患者提出的问题进行具体详细的解答,甚者对医保政策解读口径不一致,出现失误或纰漏,导致患者投诉。

4.3 加强对凹陷矿山的批后监管,完善矿业权年度信息公示及抽查制度,发挥公众监督力量,及时发现并处理问题矿山

定期巡查凹陷开采矿山落实生态环境保护责任的情况,对于矿山生产过程中存在重大地质环境隐患而不采取有效措施的,矿山未按规定建立地质环境恢复治理基金和未足额缴纳土地复垦保证金的,未按开发利用方案进行开采的,未按地质环境保护与土地复垦方案、环评文件等落实防治措施的,应按相关规定及时进行处理。

完善矿业权年度信息公示及抽查制度,要求凹陷开采矿山要公示其落实地质环境保护与土地复垦方案、环评文件等规定的防治措施,要将一定比例的凹陷开采矿山列入抽查名单。发挥社会公众监督作用,通过公众监督及时发现并处理问题矿山,督促凹陷开采矿山落实生态环境保护的责任。

[参考文献]

[1]黄才启,孙健.大水矿山截水帷幕注浆工程施工关键技术[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2011,38(12).

4) 研究方法的改进。借助于有限元分析软件改进非线性建模方法,将现代控制理论方法与瞬态联合仿真技术相结合,建立磁通切换电动机动、静态特性分析的一般方法。

[2]赵兰英.石灰岩凹陷开采矿山矿坑水的防治[A].苏德辰.非金属矿床成矿规律与开发利用 [C].北京:地震出版社,1996:90-94.

[3]树立“绿水青山就是金山银山”的强烈意识 努力走向社会主义生态文明新时代[N].人民日报,2016-12-03(01).

[4]张彦英.生态环境保护与矿产资源开发协调发展——用十八大报告精神指导找矿突破战略行动[J].中国国土资源经济,2012,25(12).

教师要注意改变自己当下单一的教学模式,采用灵活多变的方式实施中长跑教学。这样才能够调动学生的积极性,让学生以积极的姿态参与到教学活动之中。教师可以采用游戏教学法、小组合作教学法、情景模拟教学法的方式实施教学,利用多元化的教学手段让学生对该课程充满参与的积极性。

 
徐志永,黄荣强
《南方国土资源》 2018年第04期
《南方国土资源》2018年第04期文献

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