發布時間:2022-04-08 10:03:49
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇地質環境論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一揮發酚檢測技術
1化學分析法
1.14-氨基安替比林分光光度法
4-氨基安替比林(4-Aminoantipyrine,4-AAP)分光光度法是測定揮發酚最經典的方法。在堿性緩沖溶液中,揮發酚在鐵氰化鉀的存在下與4-AAP生成橙紅色的吲哚酚安替比林染料,用分光光度儀直接測定吸光度。若揮發酚含量較低或樣品基質復雜,則顯色后萃取,再測其吸光度。該方法通常采用蒸餾預處理將干擾物去除,選擇性高、穩定性好、精密度高,檢出限為0.04mg/L。Nassiri等采用液液萃取/4-AAP分光光度法測定伊朗查巴哈海灣海水中的揮發酚,檢出限低至0.18μg/L。4-AAP分光光度法是4-AAP與鄰位和間位取代揮發酚發生反應,未包含對位取代揮發酚,因此測定結果比實際含量偏低。除此之外,4-AAP顯色試劑的潮解和氧化會增大試劑空白,實驗操作繁瑣,不適合批量樣品分析。將流動注射進樣技術與分光光度法相結合,在封閉的管道和載體流動下完成樣品的前期處理、試劑加入、樣品和試劑的混合反應,之后流經檢測器完成檢測。與蒸餾分光光度法相比,該方法能減少蒸餾損失和樣品的交叉污染,且操作自動化、分析速度快、試劑和樣品用量少,適合大批量樣品的分析。目前,流動注射分光光度法已用于工業污水和地表水中揮發酚的測定,檢出限最低可達0.15μg/L。對富含有機質土壤中的揮發酚進行檢測時,精密度和加標回收率均優于蒸餾/4-AAP分光光度法。最重要的是流動注射分光光度法已用于揮發酚的戶外應急和實時監測分析,在第一時間對揮發酚污染進行排查和控制。但該方法的影響因素較多,儀器管路和配件復雜,容易引起系統不穩定,造成測定誤差,因此需要時刻保持儀器處于最佳的工作狀態。
1.2紫外、熒光分光光度法
紫外光度法和熒光光度法也可用于揮發酚的測定。這兩種方法無需蒸餾和顯色,操作簡便,分析速度快。但揮發酚在紫外光譜區域的摩爾吸光系數不高,有些揮發酚分子無熒光光譜。因此用這兩種方法直接檢測揮發酚的靈敏度不高。在紫外分光光度法中,通過改變溶液的pH值來測定堿性介質中的酚鹽陰離子,可以提高方法靈敏度,檢出限為0.1mg/L。在水樣中加入一溴化碘,可將紫外分光光度法測定自然水和廢水中痕量揮發酚衍生物的檢出限降至1.1μg/L。用熒光法測定揮發酚時,用正丁醇先將水樣中的揮發酚萃取后再進行測定,檢出限可達到0.33μg/L,滿足國家標準對飲用水中揮發酚的檢測要求。
1.3溴化容量法
溴化容量法是測定高濃度揮發酚的方法。在過量溴的存在下,揮發酚與溴生成三溴酚,并進一步生成溴代三溴酚,加入碘化鉀與過量的溴和溴代三溴酚反應釋放出游離的碘,用硫代硫酸鈉滴定游離的碘。根據硫代硫酸鈉的用量計算揮發酚的含量。該方法用于水質中揮發酚的測定,檢出限為0.1mg/L,線性范圍為0.1~45.0mg/L,尤其適合工業廢水等高濃度揮發酚的檢測。溴化容量法準確度高、實驗過程簡單、儀器和試劑廉價。但其結果以苯酚計算,僅能測定與溴發生取代的揮發酚,所得結果偏低。由于不同種類的揮發酚在不同條件下的溴化量不同,因此在實驗操作上,必須嚴格控制溴化溫度、溴化時間及溴的過量度;控制滴定速度,在接近終點時,搖勻、靜置,待溶液反應完全,才能保證滴定結果的準確性。操作步驟繁瑣,分析速度慢、精確度不高。
2色譜法
2.1氣相色譜法
氣相色譜(Gaschromatography,GC)是20世紀50年代出現的一種分離與測定技術,現已成為地質環境有機物分析的常用方法。與化學分析法相比,氣相色譜法分離度好、靈敏度高、分析速度快,能夠實現多組分揮發酚的定性和定量分析,滿足痕量分析的檢測要求。文獻報道測定揮發酚常用的氣相色譜檢測器有電子捕獲檢測器(Electroncapturedetector,ECD)、氫火焰離子化檢測器(Flameionizationdetector,FID)和質譜檢測器(Massdetector,MSD)。ECD對含強電負性元素(或基團)的有機物靈敏度高,多用于酚衍生物的檢測。揮發酚經鹵素試劑處理后,極性降低,揮發性增強,對色譜柱活性位置的作用力減小,使峰形拖尾有所改善。然而衍生化效率與實驗條件及揮發酚的種類密切相關,在不同pH值和溫度下,甲酚、氯酚和硝基酚等揮發酚的衍生化效果存在差異,需綜合考慮實驗條件的選取,再加上衍生化過程中組分的損失和雜質的引入,易造成實驗結果偏低。此外,ECD對樣品凈化程度要求也較高。隨著多組分檢測趨勢的形成,考慮到衍生化過程的繁瑣,目前該方法已較少采用。FID屬于選擇性檢測器。在多數情況下,無需衍生化處理,簡單快速,已成功用于地表水、海水和工業廢水及土壤等地質環境樣品中揮發酚的測定。孫劍奇等用溶劑萃取-氣相色譜-氫火焰離子化檢測器檢測飲用水中的多種微量揮發酚,檢出限低至0.094ng/mL。張月琴等利用環糊精的手性識別特性,用自制的環糊精毛細管色譜柱成功將甲酚3種異構體分離,然而自制柱因制作耗時、繁瑣而逐漸被淘汰。GC-FID和GC-ECD僅僅依靠色譜峰的保留時間進行定性分析,對于保留時間相近的共流出組分,難以作出準確判斷。GC-MS是將具有強大分離功能的色譜儀與具有準確鑒定和定量能力的質譜儀聯用,在提供色譜峰保留時間的同時,還可根據質譜圖獲取待測組分的分子結構信息。選取1個主離子和1~2個次離子作為特征離子,通過與標準品的保留時間和標準質譜圖對比后實現定性分析,對主離子峰面積積分后實現定量分析。該方法排除了干擾物,解決了單靠保留時間定性的不確定性缺陷,擴大了檢測范圍,使分析結果更加可靠。用選擇離子掃描(SIM)質譜檢測方式,通過增大掃描頻率,大大提高了分析的靈敏度。已有研究者用GC-MS/SIM分別檢測了土壤、垃圾滲濾液等復雜地質環境樣品中的痕量氯酚、苯酚及甲酚等揮發酚,方法快速簡便、干擾小、靈敏度高、檢出限低。而楊麗莉等將該技術擴展到空氣中痕量苯酚、甲酚等污染物的測定,最低檢測濃度為0.001mg/m3,實現了低采樣量、高靈敏度的痕量組分檢測。目前,GC-MS技術已用于揮發酚的排查和含量測定,成為現代揮發酚檢測的重要技術。
2.2液相色譜法
近些年,液相色譜技術(Liquidchromatography,LC)發展較快。雖然LC更適用于高沸點、熱穩定性差及高分子量有機物的測定,但其預處理無需衍生化便可直接分析,吸引著一些研究人員在揮發酚檢測方面不斷探索。LC操作簡單、準確度高、重現性好。在分離度方面,酚羥基的易電離性使生成的離子與分子在固定相中有雙重保留機制,導致峰形嚴重拖尾,使性質相近的酚分離性能不佳。通過改變流動相組成、采用梯度淋洗優化色譜分離條件,抑制酚的電離,在分離效果和峰形上均得到改善;與GC中自制的環糊精毛細管柱相比,LC僅在流動相中加入β-環糊精便可實現甲酚3種異構體的分離,操作簡單。在靈敏度方面,Gonzalez-Toledo等用固相微萃取-液相色譜-二極管陣列檢測器測定河水中的揮發酚,檢出限為1.0μg/L,未達到水質中痕量揮發酚的檢測要求;Penalver等將紫外檢測器和電化學檢測器相連接,使檢出限降低至0.015μg/L。目前,高效液相色譜(HPLC)已應用于水質和土壤中揮發酚的定性和定量分析,檢出限最低可達13μg/kg和3ng/L。隨著近年來關于LC檢測揮發酚的報道增多,LC方法有望在大量樣品揮發酚檢測中得到普及。除上述色譜法外,采用離子色譜、毛細管電色譜及毛細管電泳等技術檢測揮發酚也有報道。與GC和LC相比,這些方法在分離效率、分離時間或靈敏度等方面有一定優勢,但目前尚未廣泛推廣應用。
二其他分析方法
化學分析法和色譜法多需要復雜的樣品預處理和大型分析儀器,因此將生物技術用于化學物質的分析逐漸被關注。電化學測酚中,將絡氨酸酶、過氧化物酶(如辣根過氧化物酶等)等作為敏感材料用于制備生物傳感器,在酶的催化下,揮發酚分子作為電子供體迅速與氧反應生成苯醌,利用苯醌在電極上還原時產生的電流測定酚的濃度。在測定水中揮發酚時響應時間僅為2s;通過對生物傳感器制備和操作條件的優化,使廢水中苯酚和對甲酚的檢出限分別達到1.5×10-8mol/L和7.1×10-8mol/L。該方法選擇性高,快速簡單,易于實現自動化,尤其適合在線應急監測,但對于酶發揮活性作用的實驗條件要求較高,且生物傳感器在穩定性和使用壽命等方面存在缺陷,目前仍處于探索階段,在實際檢測中少見應用。綜上所述,4-氨基安替比林分光光度法、紫外和熒光分光光度法以及溴化容量法等化學分析法主要應用于水質中揮發酚的總量分析,方法簡單,儀器和試劑價格相對低廉,其中4-氨基安替比林分光光度法至今仍是使用最多的方法。但是化學分析法無法實現揮發酚單體的定性分析,由于靈敏度較低,對痕量揮發酚的檢測困難,當前仍多用于高濃度揮發酚樣品的分析。隨著多組分檢測趨勢的形成,氣相色譜法和液相色譜法等色譜分析法逐漸應用于空氣、水質、土壤和沉積物中揮發酚種類的排查和組分含量的測定。液相色譜法由于其主要用于高沸點、高分子量化合物檢測的局限,目前尚未被廣泛使用。酚生物傳感器等其他分析方法在揮發酚檢測領域存在較大的研究空間,但現在仍處于研究階段,甚少被實際應用。氣相色譜法適用于揮發酚易揮發、較穩定的特性,且具有靈敏度高、分離度好、分析速度快及適合不同基質樣品分析等特點而成為目前應用最為廣泛的檢測方法,也是現在地質環境樣品中揮發酚測定的主要檢測技術。
三展望
關于地質環境樣品中揮發酚分析技術的研究越來越受到相關研究人員的關注。從揮發酚總量分析向揮發酚單體分析發展,從經典的化學分析向更高精密度和靈敏度的儀器分析發展,從預處理與檢測分步實施向自動化與一體化的在線分析發展,將成為該技術未來的發展趨勢。研發效率高、專一性強的新型萃取材料和樣品預處理方法,研發靈敏準確、精密度高的痕量揮發酚自動化在線檢測技術,將成為關注的研究重點。最終將建立適用于復雜地質環境樣品中多種痕量揮發酚測定的分析方法,為揮發酚的遷移、轉化、保留機制及毒性機理研究和環境監測提供更加可靠的技術支撐。
作者:劉嬌吳淑琪賈靜佟玲單位:國家地質實驗測試中心
1礦山地質環境影響評估的重要性
環境影響評估是加強環境破壞管理,提高環境保護的重要措施,環境影響評估是指根據某一項目的建設計劃或者某地區經濟發展的規律,科學、全面、客觀的預測該項目或者經濟發展對當地環境引起的變化,從而針對性的制定環境保護措施,避免環境受到嚴重的破壞。環境影響評估對協調環境保護與經濟發展有十分重要的意義。在礦山開采中,通過地質環境影響評估,能有效地避免礦產資源開發造成的環境污染現象,礦山地質環境影響評估是根據礦山地質環境現狀,對其存在的問題、危害程度、發展趨勢進行評估,從而制定相應的礦山地質環境保護措施。由此可見,礦山地質環境評估工作對礦山資源開采有十分重要的作用。
2礦山地質環境影響評估的主要內容
礦山地質環境影響評估的主要內容有:評估采礦活動對水環境、水資源造成的影響,如地下水資源枯竭、水質污染、地表水漏失、水均衡破壞等;評估采礦活動引起的山體滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫和地面塌陷等地質災害程度;評估采礦活動對土石環境、土地資源造成的影響,如土石污染、土地沙漠化、土地利用情況改變等;評估采礦活動對重要工程設施、自然環境等造成的影響;評估礦山工程及設施可能受到的地質災害;根據各項評估結果,制定相應的環境治理措施及礦山土地恢復方案。
3礦山地質環境影響評估技術
3.1礦山地質環境現狀評估
在進行礦山地質環境影響評估時,要對礦區存在的土地資源破壞、山體滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷、地下水資源枯竭、水質污染、地表水漏失、水均衡破壞等各種地質問題進行詳細的調查,分析這些地質問題的危害程度、發展趨勢。在評估礦山地質環境現狀時,要充分掌握當地的氣象條件、地形地貌、水文環境、地質構造、地層巖性等相關資料,從而對礦區的地質環境問題種類、特征、規模、發展趨勢進行評估,并分析相鄰礦山在采礦過程中的相互影響情況。由于不同的地質因素在局部區域存在一定的差異性,為保證評估結果的精準度,可以將評估區域劃分為幾個子單元,相同的評價單元其地質環境一致,這樣就能保證不同的評價單元之間具有對比性。根據各個評價區域的地質環境條件,賦予評價單元不同的屬性,最后根據這些屬性對各區域進行地質環境影響評估。為保證地質環境評價指標的權重,在選取評價指標時,要堅持簡明性、針對性、普適性、指標量化性、數據易取性、動靜結合性的原則。選取好評價指標后,建立相應的數學模型,評估當前礦山地質環境情況,并預測采礦活動對礦山地質環境的影響。
3.2礦山地質環境預測評估
在礦山地質環境現狀的基礎上,根據礦山的類型、開發方案等確定礦山的開采深度、開采范圍、廢棄物治理方案,并預測接下來的采礦活動可能引起或者加劇的地質環境問題,評估礦山建設造成的地質災害危害對象、影響程度、發展趨勢、治理難度。礦山地質環境影響評估主要包括:評估采礦活動造成的地質環境問題種類、原因、規模、危害程度;分析采礦活動引起的地質環境問題的恢復治理難度等。
4礦山地質環境治理措施
4.1礦山廢棄物治理
礦山廢棄物治理是礦山地質環境治理的基礎,礦山廢渣、棄土、廢石等對礦山的地質環境有很大的影響,礦山廢棄物的長期堆積很容易對礦山周圍的植被、土地造成破壞,對礦山原來的地形地貌及水文環境造成影響。同時重金屬的廢棄物經過長期的雨林、曝曬,會逐漸析出重金屬元素,從而對礦山周邊環境造成影響,因此,加強礦山廢棄物治理是十分重要的。在實際工作中,可以利用廢棄物回填礦坑,同時還可以配制廢氣礦石和砂石混合物,進行礦坑回填,這樣不僅能減少礦坑回填的成本,還能達到礦山廢棄物治理的目的,對礦山地質的恢復有很大的幫助。
4.2礦山地質災害治理
在以往的礦山開采中,很少對礦坑進行回填處理,極容易引起地質坍塌等現象,根據礦山地質災害的發生快慢程度,可以將礦山地質災害分為突變性地質災害和緩變性地質災害兩種情況,突變性地質災害包括地震、山體崩塌、泥石流、水土流失等,緩變性地質災害包括地裂縫、地面塌陷、土地沙漠化等。在采礦過程中,地下巖石的應力會發生變化,巖石的應力平衡受到破壞,加上礦山廢棄物的隨意堆放,當外力誘發時,很容易發生泥石流、崩塌等災害。對于礦山地質災害的治理,首先應先查明該地質災害的成因和發展趨勢,科學合理地采取相對應的地質災害防治措施。其次要加快礦山植被的恢復速度,可以采用移植樹木的方式恢復礦山周圍的植被,從而減少泥石流、水土流失等災害的發生。土地沙漠化也是礦山地質環境問題的一種,引起土地沙漠化的主要原因是在采礦過程中,水資源逐漸減少,河流干枯,植被的生存環境受到破壞,植被逐漸減少,造成土地沙漠化,土地沙漠化的治理是一個長期的工程,需要緩慢恢復礦山周邊的土壤水分和植被。為保證礦山環境治理工作的順利進行,還要加快礦山環境保護與治理人才的培養,從而利用先進的科學技術進行礦山環境治理,這不僅能提高礦山環境治理效率,還能減少礦山環境治理過程中的資源浪費。
5總結
礦山地質環境影響評估對礦山地質環境治理有十分重要的意義,通過礦山地質環境影響評估,掌握采礦活動引起的礦山地質環境問題的危害程度、發展規模,并制定相應的地質環境治理措施,從而促進我國礦山環境保護的進步。
作者:賈胡萍單位:山西春暉工程勘察設計檢測研究院有限公司
1系統總體設計
1.1系統開發的目標(1)將礦山地質環境相關的空間數據和屬性數據進行錄入,檢索,查詢和更新,并利用礦山地質代價核算評價技術,實現礦山地質環境損失核算,礦山環境污染損失核算,資源損毀、損失核算等功能模塊的開發。(2)利用云計算技術構建高度靈活可擴展,標準化,自動化的基礎架構平臺,實現資源共享,提高資源利用率,確保系統的“零”中斷。(3)探索礦山地質信息技術與云平臺融合方案,為解決礦山地質信息技術“孤島”問題,積累更多經驗。
1.2系統開發的原則(1)先進性原則。采用微軟最新開發平臺.net4.0框架進行開發,采用系統工程思想,滿足系統性能可靠,易于維護的要求。并充分考慮礦山企業的業務發展和信息技術的進步空間,將業務和信息技術有效結合。(2)統一性與規范性原則。在結構上實現開放,基于業界開放式標準,在國家相關標準和行業標準的指導下,采用遵循統一、規范的信息編碼和坐標系統、規范的數據精度與符號系統等。(3)可擴展性原則。系統在設計的過程中,采用標準的API接口,滿足客戶后續的定制需求。同時底層數據接口已經預留了擴充升級的余地,為今后系統升級奠定了基礎。(4)適應性原則。為應對今后不斷發展和完善的統計核算方法、調查方法和指標體系,系統采用了組合建模方式,具有廣泛的適應性。(5)實用性原則。系統結構應簡潔,功能方便、靈活,用戶界面友好,便于操作。
1.3系統體系結構設計
1.3.1系統基礎設施架構設計礦山地質環境代價核算系統是以融合基礎架構(HPCloudSystemMatrix)作為基礎進行設計,從邏輯上劃分為3層,普通用戶通過資源請求層獲取資源,包括創建或者訪問礦山地質環境代價核算業務系統,管理員用戶通過資源請求層實現對礦山資源地質環境代價核算業務系統實例的生命周期管理,包括增加CPU、內存、硬盤空間、啟動關閉實例等。當用戶確定提交服務目錄的資源時,云控制器會調用工作流引擎檢查資源的有效性,反之,則返回錯誤提示資源不足。如果資源滿足要求,資源交付層將會通過工作流引擎,通知資源供應層供應資源。資源供應層根據資源交付層的要求分配計算資源、網絡資源以及存儲資源,同時會調用相應的安裝源自動完成系統的安裝與部署。底層的資源管理器利用虛擬化資源層將具體的硬件資源(服務器,存儲,網絡)進行池化,形成服務器資源池,存儲資源池和網絡資源池供上層使用。資源的池化利用VMware的ESXi或者Mircosoft的HyperV以及Linux的KVM實現的,因而本設計方案支持客戶多種虛擬化選擇,資源的監控借助HP的InsightDynamic軟件實現。
1.3.2系統邏輯業務架構設計(1)礦山地質環境損失核算。在礦產資源勘查開發利用過程中,由于采礦活動的影響而產生的地質環境變異或破壞事件,主要包括礦區地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡,含水層破壞損失補償,地形地貌景觀破壞造成的經濟損失等。(2)礦山環境污染損失核算。在礦產資源開發過程中,所產生的廢水、廢氣、廢渣對環境造成損害,由此帶來的經濟損失。(3)水土流失損失核算。在礦產資源開發利用過程中,因施工或者開礦所產生的廢石和礦渣引起土壤退化和植被破壞,造成土壤養分、水分損失等,由此帶來的經濟損失。
1.3.3系統空間數據庫架構設計作為一個完整的礦產地質數據庫系統,從業務的角度應該包含地質損害數據,未用礦產資源破壞數據,土地資源損失數據,森林生態系統破壞數據等,涵蓋幾乎全部進行地質環境代價核算業務技術工作數據。同時考慮到數據的易維護性和性能,將每個專題分別建庫。另外,針對云平臺的系統維護數據,譬如主機信息,系統資源池分配與回收信息等專門引入了一個云平臺數據庫進行保存。通過對整個系統進行總體分析,對數據進行層次劃分,分別為基礎數據層、專題代價核算數據層、專題空間數據層。基礎數據層由云平臺基礎信息庫、系統管理模塊庫組成,云平臺基礎信息庫由HP云平臺管理引擎自動維護和處理,主要維護數據包括云平臺資源池信息,系統資源利用率信息,基礎設施的生命周期信息等,系統管理模塊庫中主要包含用戶權限信息,礦產資源信息,礦種信息,工業產值信息,人均GDP信息等;專題空間屬性數據層能夠對進行業務系統代價核算的成功數據進行查詢,檢索和保存。
2系統實現與自動化部署
2.1系統軟件、硬件平臺該平臺采用HPCloudSystemMatrix(version7.2)作為底層資源平臺,以C#作為主要開發語言實現,
2.2數據庫設計
2.2.1空間數據庫空間數據庫存儲圖形數據,圖形數據分為平面圖形數據和遙感數據。建立平面圖件庫,首先利用計算機將平面圖件數據柵格圖形進行矢量化。平面圖形數據又被拆分為3層———“圖幅—層—目標”,根據地物分類和用戶的實際需要,設計出相應的圖層。并根據圖形上不同的要素類型,將圖形要素分為道路、水域、塌陷地、林(草)地、耕地、工礦用地、復墾區、地面建筑物、井下巷道、采掘工作面等10類,在矢量化過程中,將相同類別的圖形要素放置在同一圖層上,因此,一個平面圖件被分為10個圖層。遙感圖像庫存儲的數據來源于利用遙感技術對礦山環境進行長期的動態監測獲得的遙感數據,遙感數據包涵了地面物體的各種特征量,通過提取與分析這些數據實現對環境的監測與環境變化的反演,可為礦山環境管理提供直接、客觀的數據支撐。
2.2.2屬性數據庫屬性數據庫主要存儲礦山地質環境代價核算邏輯運算相關的數據和空間數據庫中的圖形上每一地物對應的若干屬性數據。根據礦山地質環境代價核算的要求,設計各種表格,并規定各個數據項的類型、長度等,屬性數據庫具體的結構與礦山地質環境代價核算的邏輯業務關系表格一致。各數據表間通過ID號建立查詢關系。
2.2.3成果數據庫成果數據庫主要為某地區礦產資源開發代價核算的成果數據,如:礦山地質環境損失代價核算、礦山環境污染損失代價核算、水土流失損失代價核算等。通過建設成果數據庫可以系統地檢查前期礦產資源開發環境影響評價工作過程中資料收集的完備性,提高下一步綜合研究工作目標的清晰度,從而可以對該地區礦產資源開發的整體情況進行代價核算,為礦山地質環境保護工作奠定基礎,為礦產資源開發和礦山環境的恢復治理工作提供決策依據。
2.3系統云圖設計與自動化部署系統將業務處理模塊部署在一臺虛擬機(Min-eralApplication)上,將數據庫服務器部署到另一臺虛擬機(MineralDatabase)上,實現系統的自動化部署和升級。登錄到云平臺后,通過拖拽圖標完成系統基礎設施的構建,進行簡單的連線與配置。通過該云圖(礦產地質環境代價核算業務系統),普通用戶就可以利用該云圖進行自動化部署。系統自動化部署成功后,登錄系統,進入各個系統模塊進行相應業務的代價核算。
3系統安全設計
私有云計算安全涉及數據異地訪問風險、數據存放地風險、信息管理風險、數據隔離風險、法律調查支持風險、持續發展和遷移風險等內容。結合該系統特性,云平臺的安全控制方案為:(1)硬件層次上,將服務器、網絡、存儲采用冗余技術,保證運算平臺的高可靠性,同時利用HPVC虛擬化技術來實現整個刀片的“熱插拔”,提高系統的可用性。(2)在軟件層次上,由于所涉及的礦業數據安全級別要求較高,將不同運行模塊的數據分別建立子數據庫,既確保數據的安全,又有利于數據的備份和維護。引入設置權限域和角色的方式,有效管控權限域內的數據源,根據權限隔離數據,防止誤操作和越級行為,還可以采取數據加密和身份認證作為進一步的安全管控措施。(3)利用HP云平臺提供的安全監控技術,實時監控平臺的數據流向,記錄操作日志,并定期分析數據異常,防止機密數據或信息被竊取或篡改,防止網絡被惡意滲透或監聽,確保系統安全穩定運行和數據安全。
4結語
通過將礦產地質環境代價核算業務特點與云計算技術相融合,提出了有效的系統架構設計方案,并驗證了其可行性。下一步的工作重點是將大量的礦產資源信息系統進行架構的調整、遷移到云平臺中,在保證系統高可用性的前提下,提高資源利用率,實現礦產資源信息系統的“大集中”。
作者:楊耀紅單位:中國國土資源經濟研究院
1、礦山地質環境保護與治理現狀分析
我國相關法律法規中對礦山地質環境進行了明確規定,作為礦山采礦權人有責任對礦山開發中破壞的地質環境進行治理,但是由于受到我國國情及社會形態影響,只有很少一部分礦山企業會對礦山地質環境進行保護與治理,再加上我國小型礦山的比例近95%,所以礦產資源開發中的不合理開發、無視礦山地質環境保護工作等現象十分普遍,導致部分礦山地質環境及周圍生態環境都遭到了嚴重破壞。本文認為礦山地質環境保護與治理主要存在以下幾點問題:
1.1礦產資源開發與環境保護之間的矛盾地方政府及礦山企業大力開發礦產資源的主要目的在于創造經濟效益,而大部分礦產資源開發過程中由于過于強調經濟效益最目標,而嚴重忽略了礦山地質環境保護和土地資源節約利用的重要性,從而導致礦山企業運行中沒有對礦山地質環境進行保護與治理,從而使礦業開發中不斷衍生出新的地質環境問題,從而使其進入到一個惡性循環中。現階段我國礦山地質環境保護與治理依舊處于較低水平,礦產資源開發創造的經濟效益與環境保護創造的綜合效益一直處于相互矛盾狀態。
1.2礦山地質環境保護法律法規不完善現階段我國相關法律法規對礦山地質環境保護的管理相對較為薄弱,雖然很多法律條文中要求礦產資源開發中必須對礦山地質環境進行保護與治理,但是相關法律法規中沒有對具體的地質環境保護管理制度和規章進行界定。礦產資源開發管理部門的分散導致其環境執法管理存在職責交叉現象,管理體系的不完善是限制礦山地質環境保護與治理工作的主要原因,而且該項工作在開展中嚴重缺乏完善法制保障,難以威懾一些礦山企業對礦山地質環境的破壞行為。一些開采時間較長的礦山已形成了較為嚴重的地質環境問題,但是在追責過程中難以找到主要責任人,或礦山地質環境保護與治理資金來源的不持續性,使其難以形成一個長期有效的保護與治理機制,從而導致礦山地質環境保護與治理工作的成效普遍較差。
1.3礦山地質環境保護與治理應用技術落后我國礦山企業主要以小型礦山企業為主要成分,由于這類礦山企業在礦產資源開發中,存在礦坑設計不合理、采礦方法不當以及工藝技術落后等問題影響,甚至一些小型礦山企業還在使用“崩塌法”“放大炮”等傳統開采技術進行礦產生產,導致礦山地質環境保護的嚴峻性和提高礦山地質環境治理工作的難度。再者,礦山地質環境保護與治理工作是一項技術性很強的工作,而一般的環境治理與保護技術無法滿足礦山地質環境實際需求,在治理過程中由于受到礦山地質環境復雜、調研工作不到位以及經費不足等問題影響,導致礦山地質環境保護與治理中存在治理不徹底、治標不治本等問題,這勢必會對我國社會經濟的穩定發展產生影響。
2、加強礦山地質環境保護與治理工作的對策建議
2.1加強相關法律法規的建設與實施現階段我國有關部門必須要將完善礦山地質環境保護與治理的法律法規、監督管理機制作為主要內容,只有健全的法律法規才能使礦山地質環境保護與治理向法制化、制度化、規范化以及科學化方向發展,以便于可以在新時期實現礦山企業的可持續發展。各地方政府應結合本地區礦山地質環境特點來完善環保的法律法規,并要基于可持續發展角度來建立產業政策和技術規范,將監督管理貫穿到各類礦產資源開發全過程,這樣才能使我國礦山地質環境保護工作盡快走上法制化道路。再者,我國政府及有關部門必須要完善礦山地質環境保護監督管理體系,確保主管部門后要求其不斷加大對礦山地質環境保護與治理工作的監督與管理,通過執法力度來徹底消除該項工作中所存在的問題及不足,并進一步落實礦山地質環境保護與治理責任制,確保通過礦山環境保護與治理工作來提高礦山環保力度。
2.2依靠科技進步來提高礦山開采技術水平礦山地質環境保護與治理工作的順利開展必須依靠先進采礦技術作為支撐,因此,這便要求我國礦山企業及相關領域要不斷加大技術創新與技改力度,全面推動我國礦山生產領域進入新一輪產業技術升級,這對實現我國社會生產領域的可持續發展有著重要意義。礦山企業要在國家的宏觀調控下不斷提高科學技術水平,逐步施行強化技術改造和技術革新政策來推動其不斷改造設備及生產工藝,積極采用國內外先進的新技術、新工藝、新設備以及新材料投入到礦產資源開發中,確保礦山企業在提高經濟效益的基礎上降低對礦山地質環境產生的影響。
2.3加大科學技術在礦山環境保護中的應用先進的科學技術是加強礦山地質環境與保護工作的重要保障,所以礦山企業要不斷加大礦山環境保護及治理技術的研究應用,尤其是要不斷加大對礦山的綜合利用、尾礦、礦渣等開發利用的科技投入和生產開發研究工作,這樣不僅可以有效提高礦山企業的整體生產效率,也可以降低礦山開發中對地質環境產生的影響。礦山企業要根據實際情況來積極引進和使用礦區損毀土地復墾及生態重建技術,通過加大礦山環境治理與土地復墾力度來提高我國礦山地質環境保護工作水平。
2.4境保護的經濟政策,通過建立一個多元化、多渠道的投資機制來調動社會各領域的積極性,這樣才能有效解決礦山地質環境保護與治理工作資金難得問題。各地方政府要制定礦山地質環境保護與治理的優惠政策,調動礦山企業和全社會積極投入到礦山地質環境保護與治理工作中,將礦山環境治理納入到經濟市場機制中,通過我國經濟市場的調節作用來促進礦山地質環境保護與治理,這對實現我國社會各領域的可持續發展戰略有著重要意義。
3、結語
綜上所述,礦山資源開發對促進我國社會經濟穩定發展有著重要意義,但是由于礦山地質環境承載容量畢竟有限,這便要求社會各領域都要意識到礦山地質環境保護的重要性,通過建立完善的礦山地質環境監管體系與法規體系,并不斷提高礦山地質環境保護與治理相關技術水平,才能確保礦山地質環境保護與治理工作的順利開展。
作者:王成松單位:西藏地勘局第二地質大隊
1礦山地質環境問題
凡口鉛鋅礦地下水動、靜儲量大,水文地質條件極復雜。在礦山建設早期,曾多次發生突水、涌泥、淹井、地面塌陷、河水倒灌等水害,一度使礦山基建工作停滯。1958—1984年完成淺部截流疏干治水工程,使得礦區形成了一個降深120m、半徑約2900m、影響范圍達7.75km2的穩定疏干漏斗,有效地消除了地下水對采礦的威脅,保證了礦產資源的開發,但由于礦山長期疏干排水,主要導致以下地質環境問題:(1)在疏干漏斗范圍內,地面塌陷活動頻繁,從建礦以來,共產生塌陷3616個(不包括老塌陷復活),個別區域塌陷規模大,復活率高,由此毀壞水田、旱地、宅地共80.6萬m2。同時塌陷也影響到礦區主要生產設施的安全運行,如加壓站、風井、壓風機站、充填站等,危及礦山安全生產。(2)塌陷使得局部土層喪失隔水性,成為溝通地表水和地下水的直接通道。在塌陷高發期,礦坑涌水量上升明顯,平均每天增加5000~10000m3。2011年5月凡口河發生塌陷,河水全部導入井下,瞬時涌水量超過了50000m3,比正常涌水量增加了1倍。地面水通過塌陷向地下水轉化的同時,其沖刷、搬運作用一方面將塌陷擴大,增加通道的過水能力,另一方面帶走了大量的泥沙,使得礦井涌水的含沙量增加,井下水倉每年沉積泥沙達9390m3。從以上分析可以看出,礦區的主要地質環境矛盾為疏干排水引發的大范圍地面塌陷,而地面塌陷又導致井下涌水量和泥沙量增加,從而引發塌陷擴大或者發生新的塌陷,在周而復始的惡性循環影響下,礦區的環境地質問題越來越惡化。
2礦山地質環境綜合治理方案
2.1局部治理通過對塌陷的分布規模、活動規律及成因進行研究,發現礦區的塌陷頻發區主要集中在4種地方:第一種是金星嶺背斜軸部和F3、F4等斷層局部破碎帶附近,由于下覆地層完整性差,地下水活動頻繁,導致塌陷相對密集;第二種是淺部礦體附近,由于受到硫化礦體氧化影響,地下水呈酸性,導致巖溶特別發育,該地段塌陷相對密集;第三種是地下水主要徑流通道,巖溶含水層原排泄方向上(金星嶺至鐵石嶺)塌陷特別發育;第四種是河床地段及附近,巖性以松散的砂卵石為主,塌陷最容易發生。從以上塌陷密集區的特點分析,發生塌陷必須具備2個條件:地下水活動頻繁和下覆地層巖溶發育。針對以上2個特點,制定如下措施:①對已經發生的塌陷和未暴露洞口的塌陷,先用塊石、碎石回填,接近地表時用黏土回填,并夯實高出地面0.5m,防止周邊水流向塌陷區;對暴露巖溶洞口的塌陷,先清除塌陷松散土層,然后在洞底打10~15cm厚的混凝土底板,徹底封堵基巖洞口后,分層回填;②礦區主要河床進行塊石護坡,混凝土鋪底加固防滲,局部取直改道,對流經塌陷區內地表水系進行截流改道。
2.2整體治理礦區水文地質條件平面特點:西部和北部為隔水層,東部和南部為含水層,是主要進水通道,西部、北部隔水層對巖溶含水層構成“”型的隔水邊界。礦區水文地質條件在垂直面上特點:上部為10~20m的黏土層,其下為灰巖,是礦區的主要巖溶含水層,巖溶發育標高為-20~-40m,灰巖以下為隔水層。利用礦區有利的水文地質條件,橫切礦區南部和東部的主要進水通道,實施帷幕注漿截流,從根本上解決礦床充水的問題,最大限度地減少礦坑排水量,消除巖溶塌陷的誘發因素。但是凡口鉛鋅礦地下動水強烈,且為生產礦山,要求帷幕工程施工時不能影響礦山的正常生產,而且必須有成熟的帷幕設計及施工經驗。礦山地面帷幕在我國經過近30多a的實踐發展,工藝技術已日趨完善,目前已完成了近40多條礦區截流帷幕,如濟南張馬屯鐵礦帷幕長480m,堵水率達到了53%;水口山鉛鋅礦帷幕長560m,堵水率達到了55%;新橋硫鐵礦帷幕長690m,堵水率達到了78%;大紅山礦帷幕長530m,堵水率達到了60%。在借鑒以往成功經驗的基礎上,經過多年的現場調查,2007年8月在凡口鉛鋅礦進行工業試驗,2009年下半年開始大規模建設,于2012年底竣工,累計完成地面帷幕軸線1560m,施工鉆孔240個,注漿量18.6×104m3,耗用水泥6×104t,黏土6.5×104t,水玻璃3800t。
3綜合治理效果
3.1塌陷防治效果可以看出,2006—2010年累計塌陷個數為850個,年平均塌陷170個,2011年的塌陷個數就下降到118個,2012年帷幕工程竣工,2013年礦區全年的塌陷僅為14個,說明帷幕注漿效果明顯,塌陷得到了有效控制。結合礦區地下水位觀測,凡口鉛鋅礦帷幕注漿施工后,疏干漏斗回縮到帷幕線范圍內,涌水量及含泥量大幅降低,水質較清,幕外水位基本恢復到疏干前的狀態,雨、旱季涌水量和地下水位相對穩定,有效地消除了地面塌陷產生和活動的因素,進而從根本上解決地質環境恢復治理的難題。
3.2礦區地下水資源保護1997—2007年凡口鉛鋅礦-40m截流巷道(礦區的主要疏干巷道)平均排水量為928×104m3/a。2012年底礦區地面帷幕工程竣工后,-40m截流巷的水量明顯減少,現在排水量約為7801m3/d,地下水涌水量減少70%,估計年平均減少在66%以上,每年減少排水量612.5×104m3。同時按照礦區的實測涌水含水率的平均值反算,每年減少地下水沖刷搬運泥沙量6490m3,所以該技術從根本上解決了因疏干地下水導致水位下降和地面沉降等問題,同時為保護區域地下水資源起到積極作用。
4礦坑水資源綜合利用
地下水是一種量大、質優的水資源,但由于采礦活動使得區域的地下水資源受到了污染和破壞,極大的浪費了水資源。對礦坑水資源充分利用,一方面可以減少排水及礦坑排水對地表、地下水的污染,另一方面可以減少生產對地表水的需求。結合礦山實際情況對礦區的礦坑涌水進行綜合利用。0m中段水質清澈,流量穩定,約3000m3/d,在井下沉淀后用于生產;-160m中段有一裂隙水,水質清澈,流量穩定,約800m3/d,直接用于井下生產;帷幕施工完后,擬對-40m中段地下水管路進行改造,約2000m3/d地下水用于生產,井下生產全部利用地下水。
5結論
凡口鉛鋅礦因地下水疏干引發地面塌陷等地質災害,長期以來投入大量的人力、物力恢復治理地質環境。2007年開始采用以帷幕注漿為主的技術方法,從根本上解決了地面塌陷等地質環境問題,同時對礦坑涌水進行統籌安排、綜合利用,進一步節約了水資源,取得了顯著的社會效益和經濟效益,值得同類礦山借鑒。
作者:熊萬勝單位:深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦
一、礦山采后地質環境預測
1礦山開采影響范圍
1.1放炮影響范圍根據開發方案,采場每次布置3排鉆孔,每排10個孔,排距4.6m,孔距5.6m,共布置30個孔,每孔深16.5m,超深1.5m,以確保爆破后臺階高度達15m。
1.2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采,高度為15m;開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述:礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。
2地質災害危險性預測根據開發技術方案,礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡,邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF,邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖
3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段(T1j3)石灰巖礦層,開采標高均高于當侵蝕基準面;開采范圍內無河流、水庫等地表水體;地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小,礦山開采后不會對含水層結構破壞,不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。
4地形地貌預測按照開發利用方案,礦山開采后將形成高度0~105m的邊坡,礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。
5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦不單獨設置料場及廢渣場,在礦區東側采區50m外設置破碎站及運輸道路,占用耕地資源4.41ha;工業廣場修建占用耕地資源1.59ha;礦區為露天采場,占用耕地資源43ha;石灰巖礦山開采共占用耕地49ha。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對土地資源影響嚴重。
6建(構)筑物影響預測礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞。根據計算的爆破地震波安全距離為158.45m,計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m;對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對建(構)筑物影響嚴重。
二、礦山地質環境防治
針對礦山開采影響范圍及采后地質環境因素的影響預測結果,將礦山地質環境保護與治理恢復劃分為重點區、次重點區、一般區,設計以下防治工程:1)礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊,特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發生局部掉塊。2)對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡;對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3)對礦區道路、破碎站和工業廣場區域進行環境恢復。4)修建截排水工程。
1邊坡防治工程
1.1邊坡放坡根據開發方案礦山開采的最終邊坡角為55°,自上而下臺階式分層開采,采高15m,臺階寬度約10.5m;AB邊坡長約600m,高2~50m;BC邊坡長約440m,高50~106m;CD邊坡長約360m,高40~96m3;DE邊坡長約526m,高17~42m3;EF邊坡長約210m,高2~17m;放坡處理各段邊坡。
1.2清理危石及時清理采場邊坡上的危石,避免發生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則,對各邊坡上的危石清理完成后,才能進行下一臺階的開采。
1.3截水溝礦區位于瀝鼻峽背斜軸部,地形呈渾圓狀的小型獨立山包,自然排水條件良好,匯水面積小,在礦區DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m,以防治地表水進入礦區。在其余每個臺階坡面每隔50m,高差10~20m,設置橫向和豎向的截排水溝,將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝,避免對坡面草籽植物造成沖刷,豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。
2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當地侵蝕基準面,對地下水的影響小。對礦山地質環境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水,需在工業廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m,墻體寬度為0.3m,預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水,設計每個污水處理池采用尺寸為2.5m×2.5m×1.6m,容積10m3污水處理池3個,墻體寬度為0.3m。預計開挖工程量30m3;砌筑工程量約為14.4m3,污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業點應實行濕式作業和噴霧灑水,對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵,防止粉塵飛揚。
三、地形地貌景觀防治工程礦山環境恢復治理設計方案圖。
1露天采場采坑地貌景觀恢復根據劃定礦界和開發方案,露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2,礦山開采前礦區土地主要為耕地,以種植果樹為主;礦山開采難以恢復原來的地面植物,故礦山環境恢復治理主要以綠化為主。可采取治理方案如下:(1)回填土壤,平均厚度不得小于0.8m,預計回填方量為241610m3;(2)平整場地,場地平整應采坑中間高,四周低,便于地表水排入排水溝中;(3)植樹,行距×株距為5m×5m,預計12080株,建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木(4)排水,沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝,保證采坑內地表水排泄通暢,將礦區的地表水有序的排放到礦區東側地形較低地段,用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面,底寬400mm,頂寬700mm,高800mm,壁厚300mm,預計長度約2350m。排水溝每隔10~15m設置一道伸縮縫,用瀝青麻絲進行有效止水。
2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化+截排水的礦山環境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡+綠化處理。每級邊坡分階高度取15m,每階平臺寬度取10.5m,種植蔓藤類植物綠化坡面,在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體,墻體嵌入基巖0.1m,墻體截面0.3m×0.5m(寬×高)。墻背回填0.3m厚的土壤,蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。
3礦區公路及破碎站礦區公路兩側及破碎站區域的空地進行植樹綠化,預計植樹60株。待礦山閉坑后,建筑垃圾清除干凈,將表層1.0m范圍土地掘松,種植樟樹等經濟類樹木。礦區公路和破碎站的平面面積約為4410m2,可采用挖掘機松土,植樹綠化,行距×株距為5m×5m,預計176株。
4土地資源的采后處理礦區主要的土地資源占用和破壞為礦區范圍內的采場、礦區東側的破碎站及工業廣場,礦山閉坑后,采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復,工業廣場建(構)筑物提供給當地使用,不進行處理。
5地表建(構)筑物的處理礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞,對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全,對在影響范圍內的村民實施搬遷。
四、結論
1)分析了礦山地質條件,認為礦山開發技術條件的級別為中等;
2)根據礦山開采方式,采用赤平投影的方法,對礦山采后地質環境進行評估,得出礦山開采影響范圍為露天采場外延215m;水泥用石灰巖礦采礦活動誘發地質災害的可能性大,造成的損失小,危險性中等,影響嚴重;對含水層影響較輕;對地形地貌景觀影響嚴重;對土地資源影響嚴重。因此,預測礦山采礦活動對礦山地質環境影響嚴重。
3)結合露采對石灰石礦區各地質要素的影響程度,提出相應的防治措施,對采后礦區環境的恢復起到指導作用。
作者:尹小波張云鵬邵靜靜任翔單位:河北聯合大學河北省礦業開發與安全技術實驗室四川科技職工大學
1地質環境質量影響因素分析
影響因素分析從淺層地溫能的兩類開發方式分析,淺層地溫能地質環境質量的優劣主要取決于地質環境背景條件、區域環境地質問題、淺層地溫能開發層的儲水空間(第四系及含水層)、淺層地溫能開發層的儲水能力(水量環境)及影響淺層地溫能開發設備運行的地下水水質環境。地質環境背景條件、區域環境地質問題包括的內容很多,在拉薩市對淺層地溫能開發有影響的因素主要地形坡度、區域地殼穩定性、各種地質災害。人類生存與工程活動適宜在一定的地形坡度區域,在這個區域內,人們耕種、建筑各類構筑物都適宜。地形坡度大于這個區域,人類的生活成本就會大幅增加,甚至是不可能生存。對于淺層地溫能的開發也不例外,淺層地溫能開發的適宜坡度應為0-35°,在這個地形坡度內,其坡度越小,其開發成本也會越小。區域地殼穩定性對淺層地溫的開發影響也比較顯著,在地震活動頻繁,地震烈度較大的區域內,開發淺層地溫能的建設及各種設施均會受到影響。地質災害存在及其危險區域影響地面地表的各類建筑物,同樣也影響淺層地溫能的開發區。因此,地質環境背景影響因素中,地形坡度越小,其淺層地溫能的開發條件越好;地震活動頻率越小、地震烈度越小,越適宜于淺層地溫能的開發。在滑坡、崩塌、泥石流、塌陷及不穩定斜坡等地質災害發生地段及其危險區內,淺層地溫能的開發條件差,地質災害的影響區外,淺層地溫能的開發條件好。淺層地溫能蘊藏于地表以下一定深度范圍內巖土體、地下水和地表水中,第四系松散層其儲水能力強,滲透系數大,便于熱交換;其厚度越大,熱交換量越多。因此第四系厚度及含水層總厚度對淺層地溫能開發的影響較大,其厚度大,有利于淺層地溫能的開發。但是第四系中卵石層的存在對地埋管熱泵式開發較為不利,地埋管熱泵式開發要求第四系中卵石層厚度要小,卵石層厚度越小對地埋管熱泵式開發條件越好。淺層地溫能開發層的儲水能力(水量環境)方面,在儲水能力強的巖土體中,直接利用地下水中蘊藏的熱量,進行淺層地溫能開發,因此含水層的單位涌水量越大,越有利于淺層地溫能的開發。當第四系松散層有一下厚度,含水層厚度小,單位涌水量小時,可利用第四系松散層的儲水能力,利用地層吸水能力,交換巖土體中的熱量,達到開發淺層地溫能的目的。因此巖土體的回灌率越大,越利于開發淺層地溫能。地下水位年下降幅大小對淺層地溫能開發也有一定影響,其降幅越大,淺層地溫能的開發條件越差。地下水水質環境情況對淺層地溫能開發影響主要在設備運行方面。國家地下水質量標準中將地下水質量劃分為五類,一、二、三類水中各組分含量適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。隨著水質類別的提高,水質變差,水中渾濁度以及其它組分含量大,易沉淀于開發設備中,影響開發設備的運行,對開發淺導溫能也不利;同樣地下水受污染與地下水易結垢也是影響開發設備的運行,從而影響淺層地溫能的開發。
2地質環境質量因素層次分析法
2.1地質環境質量影響因素的層次性影響地質環境質量的因子具有層次性特征。地質環境背景條件、區域環境地質問題、淺層地溫能開發層的儲水空間(第四系及含水層)、淺層地溫能開發層的儲水能力(水量環境)及地下水水質環境是第一層次的因子,它們又包含有幾個第二層次的因子,如地質環境背景條件包含地形坡度、區域地殼穩定性、地質災害等,而第二層次因子中又可能包含幾個第三層次甚至更低層次因子。為避免參評因子過多,致使各因子的權重分配過小,主要因子作用不突出,進而造成評價結果失真,本次評價采用兩個層次評價(二級評價)即可。由于影響淺層地溫能開發地質環境質量的因素較多,為突出主要因子的作用,避免參評因子過多造成評價結果失真,每個一級評價因子下以選取3個二級評價因子,共選取12個二級評價因子進行評價。
2.2評價指標的量化分級評價因子按其對地質環境質量正負效應的不同可分為正效應因子(正因子)和負效應因子(負因子)。所謂正效應因子指地質環境質量隨因子指標值的增大而變好,如單位涌水量等;負效應因子指地質環境質量隨因子指標值的增大而變差,如地形坡度、區域穩定性的地震烈度等等。正、負因子指標的量化方法不同,負因子直接采用其特征值,正因子采用特征值倒數或其它變數。
2.2評價因子權值的確定地質環境質量評價因子的貢獻大小不同,對各因子具有權衡輕重作用程度的數值稱為權值,因此求權值的過程就是對不同因子間重要性程度的分析過程。權值的確定有多種方法,如層次分析法、專家直接經驗法、調查統計法等。其中層次分析法是較為理想的分析方法,它是通過組織經驗豐富的專家,集中群體智慧,對各評價因子的相對重要性進行評估打分,然后通過層次分析運算得出各評價因子權重。拉薩市淺層地溫能開發綜合地質環境質量評價因子權值采用層次分析法確定。
3模糊質量指數與模糊數學模型的構建
3.1模糊質量指數利用GIS的屬性賦值與空間分析,對地質環境質量評價區進行網格劃分,在劃分出的每個網格內,根據選定的地質環境因子,建立因子隸屬度函數和評價矩陣,并進行模糊綜合運算,計算出各網格單元的模糊質量指數(FQI)值,模糊質量指數(FQI)值的大小反映劃分的網格內地質環境質量的優劣,FQI值越小,評價網格內的地質環境質量越好,反之FQI值越大,評價網格內地質環境質量越差。
3.2評價因子隸屬度的確定隸屬度是反映評價指標隸屬于各種地質環境狀態的程度,一般由隸屬函數確定,它是用來定量描述評價因子對地質環境質量級別隸屬程度大小的函數形式。由于影響地質環境質量因素的相互作用、影響及地質環境本身的復雜性和模糊性特點,針對拉薩市地質環境質量影響因素特征,構造半梯形分布隸屬函數。下面以地質環境背景與環境地質災害中的二級因子地形坡度為例構建的隸屬函數。
4評價結果
通過對拉薩市淺層地溫能開發利用地質環境影響因素的分析,構建模糊數學模型,計算劃分的各網格單元的模糊質量指數值(FQI),利用MAPGIS的數字地面模型子系統,對拉薩市評價區繪制了模糊質量指數等值線,劃分出環境質量評價分區圖。從拉薩市淺層地溫能地質環境質量評價圖看出,開發淺層地溫能的地質環境質量差和較差區分布在山前和溝谷內的滑坡、泥石流及崩塌分布區前緣,易于受地質災害的影響區。地質環境質量中等區位于較差區的外圍,少量位地山前,該區受地質災的影響為中等。而地質環境質量良好和優等區分布于拉薩河谷兩岸,該區內地形相對平坦,區域地質環境穩定,地質災害少,第四系厚度大,水量豐富,地下水水質較好,適宜于淺層地溫能開發。
5結語
1)影響淺層地溫能開發的地質環境因素很多,本次評價第一層次考慮了地質環境背景與環境地質災害、第四系及含水層環境、水量環境及水質環境四大因素,第二層次選擇地形坡度、地質災害等十二個因素的影響。
2)本次評價的地質環境質量是針對淺層地溫能開發利用方面而進行,因其考慮的因素不同,針對的問題不同,因此與一般意義上的地質環境質量有所區別,評價的結果也不同。
3)本次評價是在分析各種因素、構建模糊數學模型,通過大量的網格單元計算作出的,評價結果具有連續分布的特點,且利用計算機成圖,其結果對淺層地溫能的開發具有一定的指導意義。
作者:羅水蓮馬利群謝烈平單位:成都水文地質工程地質中心
1、礦山地質環境保護與治理現狀分析
我國相關法律法規中對礦山地質環境進行了明確規定,作為礦山采礦權人有責任對礦山開發中破壞的地質環境進行治理,但是由于受到我國國情及社會形態影響,只有很少一部分礦山企業會對礦山地質環境進行保護與治理,再加上我國小型礦山的比例近95%,所以礦產資源開發中的不合理開發、無視礦山地質環境保護工作等現象十分普遍,導致部分礦山地質環境及周圍生態環境都遭到了嚴重破壞。本文認為礦山地質環境保護與治理主要存在以下幾點問題:
1.1礦產資源開發與環境保護之間的矛盾地方政府及礦山企業大力開發礦產資源的主要目的在于創造經濟效益,而大部分礦產資源開發過程中由于過于強調經濟效益最目標,而嚴重忽略了礦山地質環境保護和土地資源節約利用的重要性,從而導致礦山企業運行中沒有對礦山地質環境進行保護與治理,從而使礦業開發中不斷衍生出新的地質環境問題,從而使其進入到一個惡性循環中。現階段我國礦山地質環境保護與治理依舊處于較低水平,礦產資源開發創造的經濟效益與環境保護創造的綜合效益一直處于相互矛盾狀態。
1.2礦山地質環境保護法律法規不完善現階段我國相關法律法規對礦山地質環境保護的管理相對較為薄弱,雖然很多法律條文中要求礦產資源開發中必須對礦山地質環境進行保護與治理,但是相關法律法規中沒有對具體的地質環境保護管理制度和規章進行界定。礦產資源開發管理部門的分散導致其環境執法管理存在職責交叉現象,管理體系的不完善是限制礦山地質環境保護與治理工作的主要原因,而且該項工作在開展中嚴重缺乏完善法制保障,難以威懾一些礦山企業對礦山地質環境的破壞行為。一些開采時間較長的礦山已形成了較為嚴重的地質環境問題,但是在追責過程中難以找到主要責任人,或礦山地質環境保護與治理資金來源的不持續性,使其難以形成一個長期有效的保護與治理機制,從而導致礦山地質環境保護與治理工作的成效普遍較差。
1.3礦山地質環境保護與治理應用技術落后我國礦山企業主要以小型礦山企業為主要成分,由于這類礦山企業在礦產資源開發中,存在礦坑設計不合理、采礦方法不當以及工藝技術落后等問題影響,甚至一些小型礦山企業還在使用“崩塌法”“放大炮”等傳統開采技術進行礦產生產,導致礦山地質環境保護的嚴峻性和提高礦山地質環境治理工作的難度。再者,礦山地質環境保護與治理工作是一項技術性很強的工作,而一般的環境治理與保護技術無法滿足礦山地質環境實際需求,在治理過程中由于受到礦山地質環境復雜、調研工作不到位以及經費不足等問題影響,導致礦山地質環境保護與治理中存在治理不徹底、治標不治本等問題,這勢必會對我國社會經濟的穩定發展產生影響。
2、加強礦山地質環境保護與治理工作的對策建議
2.1加強相關法律法規的建設與實施現階段我國有關部門必須要將完善礦山地質環境保護與治理的法律法規、監督管理機制作為主要內容,只有健全的法律法規才能使礦山地質環境保護與治理向法制化、制度化、規范化以及科學化方向發展,以便于可以在新時期實現礦山企業的可持續發展。各地方政府應結合本地區礦山地質環境特點來完善環保的法律法規,并要基于可持續發展角度來建立產業政策和技術規范,將監督管理貫穿到各類礦產資源開發全過程,這樣才能使我國礦山地質環境保護工作盡快走上法制化道路。再者,我國政府及有關部門必須要完善礦山地質環境保護監督管理體系,確保主管部門后要求其不斷加大對礦山地質環境保護與治理工作的監督與管理,通過執法力度來徹底消除該項工作中所存在的問題及不足,并進一步落實礦山地質環境保護與治理責任制,確保通過礦山環境保護與治理工作來提高礦山環保力度。
2.2依靠科技進步來提高礦山開采技術水平礦山地質環境保護與治理工作的順利開展必須依靠先進采礦技術作為支撐,因此,這便要求我國礦山企業及相關領域要不斷加大技術創新與技改力度,全面推動我國礦山生產領域進入新一輪產業技術升級,這對實現我國社會生產領域的可持續發展有著重要意義。礦山企業要在國家的宏觀調控下不斷提高科學技術水平,逐步施行強化技術改造和技術革新政策來推動其不斷改造設備及生產工藝,積極采用國內外先進的新技術、新工藝、新設備以及新材料投入到礦產資源開發中,確保礦山企業在提高經濟效益的基礎上降低對礦山地質環境產生的影響。
2.3加大科學技術在礦山環境保護中的應用先進的科學技術是加強礦山地質環境與保護工作的重要保障,所以礦山企業要不斷加大礦山環境保護及治理技術的研究應用,尤其是要不斷加大對礦山的綜合利用、尾礦、礦渣等開發利用的科技投入和生產開發研究工作,這樣不僅可以有效提高礦山企業的整體生產效率,也可以降低礦山開發中對地質環境產生的影響。礦山企業要根據實際情況來積極引進和使用礦區損毀土地復墾及生態重建技術,通過加大礦山環境治理與土地復墾力度來提高我國礦山地質環境保護工作水平。
2.4為礦山地質環境治理提供充足的資金支持礦山地質環境保護與治理工作的開展需要充足的資金支持,只有強有力的經濟支持才能有效解決礦山地質環境問題,因此,我國政府及有關部門要完善礦山環境保護的經濟政策,通過建立一個多元化、多渠道的投資機制來調動社會各領域的積極性,這樣才能有效解決礦山地質環境保護與治理工作資金難得問題。各地方政府要制定礦山地質環境保護與治理的優惠政策,調動礦山企業和全社會積極投入到礦山地質環境保護與治理工作中,將礦山環境治理納入到經濟市場機制中,通過我國經濟市場的調節作用來促進礦山地質環境保護與治理,這對實現我國社會各領域的可持續發展戰略有著重要意義。
3結語
綜上所述,礦山資源開發對促進我國社會經濟穩定發展有著重要意義,但是由于礦山地質環境承載容量畢竟有限,這便要求社會各領域都要意識到礦山地質環境保護的重要性,通過建立完善的礦山地質環境監管體系與法規體系,并不斷提高礦山地質環境保護與治理相關技術水平,才能確保礦山地質環境保護與治理工作的順利開展。
作者:王成松單位:西藏地勘局第二地質大隊
1礦山地質條件分析
璧山縣周家槽水泥用石灰巖礦位于重慶市璧山縣275°方位,直距9km,礦山CaO最低含量45.33%,最高含量52.55%,平均49.72%。礦區無常年性河流,年平均降雨量1072.7mm,季節性沖溝不發育,雨季降水后以分水嶺為界,沿坡面或溶蝕槽谷向西流入小安溪,向東流入周家槽,礦山范圍內無溪、河、水池、魚塘等地表水體。礦區范圍內植被分布不均,且無明顯界限;礦區內基巖裸露與土壤分布無明顯界限,土層在溶溝、溶槽或低洼地段較厚,厚度一般為2~3m,其余地段土層較薄,厚度一般為0~1.0m;巖性為紅粘土,土壤類型為黃壤、黃棕壤;土地利用主要為耕地、林地、住宅用地、工礦倉儲用地、交通用地、水域及難以利用的裸地,各種作用的土地之間無明顯界限。如圖1所示。礦區位于瀝鼻峽背斜軸部,為一大致呈南北向嘉陵江組石灰巖巖溶槽谷地帶,其間時有渾圓狀小型獨立山包。地形坡角一般10~25°,屬巖溶丘陵-低山地形地貌。評估區內由于原開采形成高度3~38m的邊坡,坡角45~80°,坡長約46~100m,邊坡均未采取支護。邊坡巖性均為嘉陵江組三段的石灰巖,巖石堅硬,抗風化能力強。巖礦體結構面主要有巖層面、裂隙面、松散層界面等,斜坡穩定性良好少許順層坡礦山開采中可能產生局部崩滑等不良現象。綜上所述:本礦山工程地質條件中等。
2礦山采后地質環境預測
2.1礦山開采影響范圍
2.1.1放炮影響范圍根據開發方案,采場每次布置3排鉆孔,每排10個孔,排距4.6m,孔距5.6m,共布置30個孔,每孔深16.5m,超深1.5m,以確保爆破后臺階高度達15m。
2.1.2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采,高度為15m;開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述:礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。
2.2地質災害危險性預測根據開發技術方案,礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡,邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF,邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖。分析邊坡穩定性:AB邊坡位于礦區南東側,邊坡坡向301°,坡角55°,坡高約2~50m,長約600m。巖層傾向108°,傾角7°。據地面調查,巖體中發育兩組高角度構造裂隙,第Ⅰ組裂隙產狀為25°∠84°;第Ⅱ組裂隙產狀為102°∠73°。作赤平極射投影分析AB邊坡的穩定性,如圖3所示;按照相同的方法,分析BC、CD、DE、EF邊坡的穩定性。
2.3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段(T1j3)石灰巖礦層,開采標高均高于當侵蝕基準面;開采范圍內無河流、水庫等地表水體;地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小,礦山開采后不會對含水層結構破壞,不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。
2.4地形地貌預測按照開發利用方案,礦山開采后將形成高度0~105m的邊坡,礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。
2.5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦不單獨設置料場及廢渣場,在礦區東側采區50m外設置破碎站及運輸道路,占用耕地資源4.41ha;工業廣場修建占用耕地資源1.59ha;礦區為露天采場,占用耕地資源43ha;石灰巖礦山開采共占用耕地49ha。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對土地資源影響嚴重。
2.6建(構)筑物影響預測礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞。根據計算的爆破地震波安全距離為158.45m,計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m;對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對建(構)筑物影響嚴重。
3礦山地質環境防治針對礦山開采影響
范圍及采后地質環境因素的影響預測結果,將礦山地質環境保護與治理恢復劃分為重點區、次重點區、一般區,設計以下防治工程:1)礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊,特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發生局部掉塊。2)對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡;對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3)對礦區道路、破碎站和工業廣場區域進行環境恢復。4)修建截排水工程。
3.1邊坡防治工程
3.1.1邊坡放坡根據開發方案礦山開采的最終邊坡角為55°,自上而下臺階式分層開采,采高15m,臺階寬度約10.5m;AB邊坡長約600m,高2~50m;BC邊坡長約440m,高50~106m;CD邊坡長約360m,高40~96m3;DE邊坡長約526m,高17~42m3;EF邊坡長約210m,高2~17m;放坡處理各段邊坡。
3.1.2清理危石及時清理采場邊坡上的危石,避免發生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則,對各邊坡上的危石清理完成后,才能進行下一臺階的開采。
3.1.3截水溝礦區位于瀝鼻峽背斜軸部,地形呈渾圓狀的小型獨立山包,自然排水條件良好,匯水面積小,在礦區DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m,以防治地表水進入礦區。在其余每個臺階坡面每隔50m,高差10~20m,設置橫向和豎向的截排水溝,將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝,避免對坡面草籽植物造成沖刷,豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。
3.2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當地侵蝕基準面,對地下水的影響小。對礦山地質環境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水,需在工業廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m,墻體寬度為0.3m,預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水,設計每個污水處理池采用尺寸為2.5m×2.5m×1.6m,容積10m3污水處理池3個,墻體寬度為0.3m。預計開挖工程量30m3;砌筑工程量約為14.4m3,污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業點應實行濕式作業和噴霧灑水,對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵,防止粉塵飛揚。
3.3地形地貌景觀防治工程礦山環境恢復治理設計方案圖。
3.3.1露天采場采坑地貌景觀恢復根據劃定礦界和開發方案,露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2,礦山開采前礦區土地主要為耕地,以種植果樹為主;礦山開采難以恢復原來的地面植物,故礦山環境恢復治理主要以綠化為主。可采取治理方案如下:(1)回填土壤,平均厚度不得小于0.8m,預計回填方量為241610m3;(2)平整場地,場地平整應采坑中間高,四周低,便于地表水排入排水溝中;(3)植樹,行距×株距為5m×5m,預計12080株,建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木;(4)排水,沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝,保證采坑內地表水排泄通暢,將礦區的地表水有序的排放到礦區東側地形較低地段,用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面,底寬400mm,頂寬700mm,高800mm,壁厚300mm,預計長度約2350m。排水溝每隔10~15m設置一道伸縮縫,用瀝青麻絲進行有效止水。
3.3.2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化+截排水的礦山環境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡+綠化處理。每級邊坡分階高度取15m,每階平臺寬度取10.5m,種植蔓藤類植物綠化坡面,在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體,墻體嵌入基巖0.1m,墻體截面0.3m×0.5m(寬×高)。墻背回填0.3m厚的土壤,蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。
3.3.3礦區公路及破碎站礦區公路兩側及破碎站區域的空地進行植樹綠化,預計植樹60株。待礦山閉坑后,建筑垃圾清除干凈,將表層1.0m范圍土地掘松,種植樟樹等經濟類樹木。礦區公路和破碎站的平面面積約為4410m2,可采用挖掘機松土,植樹綠化,行距×株距為5m×5m,預計176株。
3.4土地資源的采后處理礦區主要的土地資源占用和破壞為礦區范圍內的采場、礦區東側的破碎站及工業廣場,礦山閉坑后,采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復,工業廣場建(構)筑物提供給當地使用,不進行處理。
3.5地表建(構)筑物的處理礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞,對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全,對在影響范圍內的村民實施搬遷。
4結論
1)分析了礦山地質條件,認為礦山開發技術條件的級別為中等;2)根據礦山開采方式,采用赤平投影的方法,對礦山采后地質環境進行評估,得出礦山開采影響范圍為露天采場外延215m;水泥用石灰巖礦采礦活動誘發地質災害的可能性大,造成的損失小,危險性中等,影響嚴重;對含水層影響較輕;對地形地貌景觀影響嚴重;對土地資源影響嚴重。因此,預測礦山采礦活動對礦山地質環境影響嚴重。3)結合露采對石灰石礦區各地質要素的影響程度,提出相應的防治措施,對采后礦區環境的恢復起到指導作用。
作者:尹小波張云鵬邵靜靜任翔單位:河北聯合大學河北省礦業開發與安全技術實驗室四川科技職工大學
一、礦山地質環境保護與治理現狀分析
我國相關法律法規中對礦山地質環境進行了明確規定,作為礦山采礦權人有責任對礦山開發中破壞的地質環境進行治理,但是由于受到我國國情及社會形態影響,只有很少一部分礦山企業會對礦山地質環境進行保護與治理,再加上我國小型礦山的比例近95%,所以礦產資源開發中的不合理開發、無視礦山地質環境保護工作等現象十分普遍,導致部分礦山地質環境及周圍生態環境都遭到了嚴重破壞。本文認為礦山地質環境保護與治理主要存在以下幾點問題:
1礦產資源開發與環境保護之間的矛盾地方政府及礦山企業大力開發礦產資源的主要目的在于創造經濟效益,而大部分礦產資源開發過程中由于過于強調經濟效益最目標,而嚴重忽略了礦山地質環境保護和土地資源節約利用的重要性,從而導致礦山企業運行中沒有對礦山地質環境進行保護與治理,從而使礦業開發中不斷衍生出新的地質環境問題,從而使其進入到一個惡性循環中。現階段我國礦山地質環境保護與治理依舊處于較低水平,礦產資源開發創造的經濟效益與環境保護創造的綜合效益一直處于相互矛盾狀態。
2礦山地質環境保護法律法規不完善現階段我國相關法律法規對礦山地質環境保護的管理相對較為薄弱,雖然很多法律條文中要求礦產資源開發中必須對礦山地質環境進行保護與治理,但是相關法律法規中沒有對具體的地質環境保護管理制度和規章進行界定。礦產資源開發管理部門的分散導致其環境執法管理存在職責交叉現象,管理體系的不完善是限制礦山地質環境保護與治理工作的主要原因,而且該項工作在開展中嚴重缺乏完善法制保障,難以威懾一些礦山企業對礦山地質環境的破壞行為。一些開采時間較長的礦山已形成了較為嚴重的地質環境問題,但是在追責過程中難以找到主要責任人,或礦山地質環境保護與治理資金來源的不持續性,使其難以形成一個長期有效的保護與治理機制,從而導致礦山地質環境保護與治理工作的成效普遍較差。
3礦山地質環境保護與治理應用技術落后我國礦山企業主要以小型礦山企業為主要成分,由于這類礦山企業在礦產資源開發中,存在礦坑設計不合理、采礦方法不當以及工藝技術落后等問題影響,甚至一些小型礦山企業還在使用“崩塌法”“放大炮”等傳統開采技術進行礦產生產,導致礦山地質環境保護的嚴峻性和提高礦山地質環境治理工作的難度。再者,礦山地質環境保護與治理工作是一項技術性很強的工作,而一般的環境治理與保護技術無法滿足礦山地質環境實際需求,在治理過程中由于受到礦山地質環境復雜、調研工作不到位以及經費不足等問題影響,導致礦山地質環境保護與治理中存在治理不徹底、治標不治本等問題,這勢必會對我國社會經濟的穩定發展產生影響。
二、加強礦山地質環境保護與治理工作的對策建議
1加強相關法律法規的建設與實施現階段我國有關部門必須要將完善礦山地質環境保護與治理的法律法規、監督管理機制作為主要內容,只有健全的法律法規才能使礦山地質環境保護與治理向法制化、制度化、規范化以及科學化方向發展,以便于可以在新時期實現礦山企業的可持續發展。各地方政府應結合本地區礦山地質環境特點來完善環保的法律法規,并要基于可持續發展角度來建立產業政策和技術規范,將監督管理貫穿到各類礦產資源開發全過程,這樣才能使我國礦山地質環境保護工作盡快走上法制化道路。再者,我國政府及有關部門必須要完善礦山地質環境保護監督管理體系,確保主管部門后要求其不斷加大對礦山地質環境保護與治理工作的監督與管理,通過執法力度來徹底消除該項工作中所存在的問題及不足,并進一步落實礦山地質環境保護與治理責任制,確保通過礦山環境保護與治理工作來提高礦山環保力度。
2依靠科技進步來提高礦山開采技術水平礦山地質環境保護與治理工作的順利開展必須依靠先進采礦技術作為支撐,因此,這便要求我國礦山企業及相關領域要不斷加大技術創新與技改力度,全面推動我國礦山生產領域進入新一輪產業技術升級,這對實現我國社會生產領域的可持續發展有著重要意義。礦山企業要在國家的宏觀調控下不斷提高科學技術水平,逐步施行強化技術改造和技術革新政策來推動其不斷改造設備及生產工藝,積極采用國內外先進的新技術、新工藝、新設備以及新材料投入到礦產資源開發中,確保礦山企業在提高經濟效益的基礎上降低對礦山地質環境產生的影響。
3加大科學技術在礦山環境保護中的應用先進的科學技術是加強礦山地質環境與保護工作的重要保障,所以礦山企業要不斷加大礦山環境保護及治理技術的研究應用,尤其是要不斷加大對礦山的綜合利用、尾礦、礦渣等開發利用的科技投入和生產開發研究工作,這樣不僅可以有效提高礦山企業的整體生產效率,也可以降低礦山開發中對地質環境產生的影響。礦山企業要根據實際情況來積極引進和使用礦區損毀土地復墾及生態重建技術,通過加大礦山環境治理與土地復墾力度來提高我國礦山地質環境保護工作水平。
4為礦山地質環境治理提供充足的資金支持礦山地質環境保護與治理工作的開展需要充足的資金支持,只有強有力的經濟支持才能有效解決礦山地質環境問題,因此,我國政府及有關部門要完善礦山環境保護的經濟政策,通過建立一個多元化、多渠道的投資機制來調動社會各領域的積極性,這樣才能有效解決礦山地質環境保護與治理工作資金難得問題。各地方政府要制定礦山地質環境保護與治理的優惠政策,調動礦山企業和全社會積極投入到礦山地質環境保護與治理工作中,將礦山環境治理納入到經濟市場機制中,通過我國經濟市場的調節作用來促進礦山地質環境保護與治理,這對實現我國社會各領域的可持續發展戰略有著重要意義。結語:綜上所述,礦山資源開發對促進我國社會經濟穩定發展有著重要意義,但是由于礦山地質環境承載容量畢竟有限,這便要求社會各領域都要意識到礦山地質環境保護的重要性,通過建立完善的礦山地質環境監管體系與法規體系,并不斷提高礦山地質環境保護與治理相關技術水平,才能確保礦山地質環境保護與治理工作的順利開展。
作者:王成松單位:西藏地勘局第二地質大隊
一、地質災害與地質環境的形成
1地質災害。地質災害,是因為自然地質的變化,作用,或者是人為因素導致的地質環境惡化,從而對人類的生命以及財產造成的損失,人們稱之為地質災害。地質災害,來自于自然,可以說是一種不可抗的災害,預測以及治理都相對困難,一旦災害發生,所帶來的后果也是十分嚴重的,所以,我國政府在這個方面一直重視,但是因為,經濟基礎以及技術水平的制約,目前為止,也不能對地質災害進行全面的防預。面對大自然的力量,人類所能做的就是盡最大的努力,減少災害所帶來的損失,全面分析地質環境,對其各種運動規律都分析掌握透徹,這樣就能夠對可能出現的災害有所預測,并有針對性的制定相關防治措施,地質災害的種類有很多,其中比較常見的為泥石流,山體滑坡,地面塌陷,地震,土地退化等等。
2地質環境。從廣義上講,地質環境就是指巖石、水以及大氣等物質所構成的體系,那么從狹義來說,則是巖石團與其所產生的風化物,地球在不斷變化和運動過程中,其地質環境也是在不斷更改的,因此,地質環境,就是地球演化的結果,巖石團與水圈以及大氣圈等進行作用,相互交換能量,從而形成了目前人們所看到的地質環境。它們是最后一次造山運動與冰期后形成的。地質環境是再一個相對開放的環境中發生的,其中會有水圈,生物圈以及大氣圈等進行參與,各個圈層的相互作用與影響,形成了最終的地質環境。所以說,從地質環境中能夠分析出地質運動的規律,從而對可能發生的地質災害進行科學預測,減少損失。
二、地質災害與地質環境的關系
通過對地質災害與地質環境之間的關系,能夠看出,想要有效控制地質災害的發生,首先就是要對地質環境的規律進行全面分析和掌握,只有建立在這個基礎之上,制定防治措施,才能夠取得更好的治理效果,具體分析如下:
1地質災害總是發育在一定的地質環境中。地質環境是地球自身運動與人類活動的相互作用的結果,而地質環境在不斷演變過程中,會帶來不同程度的地質災害,尤其是在近些年來,我國的地質環境變化比較快速,人類改造自然的速度以及強度都在增加,追求經濟效益的腳步越來越快,因此,地質環境的變化速度,也超過人們的想象,并超出了環境本身所能承擔的范圍,這樣的結果,就是地質災害頻發,地質災害的發生必然是在一定的地質環境中,它不可能脫離地質環境而獨立存在,地形、地貌以及地質構造一起構成了地質災害的發生的條件,它們的變化以及相互作用,成為了地質災害發生的誘因。
2地質災害影響地質環境質量的優劣。按環境學的定義,所謂環境質量一般是指:“在一個具體的環境內,環境的總體或環境的某些要素,對人類的生存和繁衍以及社會經濟發展的適宜程度。”對地質環境而言,環境質量就是指構成地質環境的各要素對人類的生存和發展的適宜程度。如前所述,如果地質環境的改變超過了地質環境的自適應能力,就會產生某種地質災害。從地質災害的危害程度來看,地質災害的發生給人類社會的發展造成難以估量的損失。在中國這樣一個地域遼闊、地質條件復雜、氣候因素繁多的國家,每年地質災害造成的損失是以百億元計的。總體來說,地質災害的影響主要體現在兩個方面:一方面影響人類的生命財產安全,另一方面是間接地影響整個人類經濟與社會的健康發展。從地質環境保護角度來說,地質災害的產生與發展,影響了反映地質環境質量優劣的地質環境各要素對人類生存和發展的適宜程度。地質災害越嚴重,發展速度越快,危險性越大,對地質環境質量的影響也就越大。
三、地質災害防治與地質環境保護
進行地質災害的綜合防治,必然要遵循地質環境發展規律,在災害發生之前,采取可持續的防預措施,減少其發生的幾率,或者是在災害發生之后,在第一時間內采取治理措施,減少災害所造成的損失,這兩者就是人們常說的“防”與“治”。只有采取防治結合的手段,才能受到更好的治理效果。防止受災對象與致災作用遭遇的方法也有兩種,一是防止將擬建工程設施(含居民點)放進有致災作用存在或有其發生危險的危險區,這是“避”;二是將已處于致災作用威脅之下的人、物、設施撤離危險區,這是“撤”。
在科技力量的支持下,我國在地質災害的預測方面已經取得令人欣喜的成績,但是這還遠遠不夠,由于人類活動不會停止,因此,不斷完善和創新地質災害防治方法,是非常必要的,是維護人們生命健康以及減少財產損失的關鍵。結合地質環境,從其規律出發,科學預測,合理的制定治理措施,是文章所以表達的主旨,相關的技術人員,也要堅持將地質災害治理與地質環境相結合,科學分析之后,再制定防治措施,從而提高治理效果。
作者:楊洪馮薪霖周芙蓉單位:四川省核工業輻射測試防護院
一、我國礦山地質環境問題
(一)礦山開發破壞原有土地資源露天開采直接導致原有土層受到破壞;容易導致土地失去原有的自然性質,排土場和工業場地建設也會占用大片土地;井工開采易出現地面塌陷、地裂縫等災害,極大地破壞原有土地的性能。
(二)地質地貌受到破壞近年來,越來越多的人意識到了礦山開采對交通干線兩側景觀破壞的嚴重性。例如,由于在京藏高速公路兩側有很多礦山,礦山開采形成了許多的大坑,人工堆積物也相對較多,直接嚴重影響了道路兩側的地貌景觀。
(三)井工開采引發地面塌陷、危巖體等地質災害井工開采常遇到的地質災害問題有:地裂縫、地面塌陷等。在包頭市石拐礦區經常出現上述災害,還出現了十幾處危巖體,對開采的影響特別大,目前有幾處地表已形成了巨大的塌陷坑,如賽烏素金礦和白洞山鐵礦。
(四)固體廢棄物占用土地、破壞植被露天開采剝離廢棄石、土、礦渣、尾礦構成了主要固體廢棄物。固體廢棄物的大量堆放,無序且雜亂,嚴重地破壞了當地的生態環境,此外,有些堆積物隨意堆放于河道旁或河道內,雨季固體廢棄物很容易成為泥石流產生的主要來源。
二、我國礦山地質環境治理模式
(一)山前黃河沖積平原粘土礦治理模式山前黃河沖積平原粘土礦開采主要是用于制磚,治理模式為可以分為兩種。第一種模式:(1)對采坑內垃圾及廢棄磚瓦進行清理。(2)削坡,深度超過2.0m需要削坡。(3)將采坑底部整平。(4)覆土,依據恢復植被要求確定覆土厚度。(5)優先恢復為耕地,也可自然恢復植被,再改造為耕地。第二種模式:(1)對采坑內垃圾及廢棄磚瓦進行清理。(2)將采坑建設為魚塘。(3)魚塘周邊,自然恢復生態或種植莊稼。綜上,山前沖積平原黏土礦的最終治理目標是恢復為耕地和魚塘。
(二)京藏高速公路兩側砂石場治理模式京藏高速兩側砂石場是為城市建設而專門設立的,其治理模式亦有兩種。第一種模式,治理對象地處京藏高速公路北側、大青山與烏拉山山前的沙坑,其為:(1)削坡,消除存在的地質災害隱患。(2)采坑內平整、恢復地表土地功能。(3)種植松樹使其與烏拉山南坡及大青山綠化工程相一致。第二種模式,治理對象為京藏高速公路南及遠離山前的沙坑,其為:(1)削坡,消除存在的地質災害隱患。(2)將采坑內平整。(3)覆土,覆土厚度0.20m-0.30m。(4)恢復為草地。
(三)石拐煤礦區治理模式包頭市石拐礦區經過長期開采,資源枯竭,礦井老化,多數礦井已閉坑,地質環境問題多且復雜。治理模式:(1)采用爆破方式消除地質災害治理區的危巖體,而后設置圍欄。(2)修復河道,清理河道內垃圾,疏通河道,建設河道兩岸,恢復植被。(3)清理城市建筑物,整平清理區域。(4)石拐舊區城鎮邊坡護理。主要包括清理建筑垃圾,恢復植被,切塊護坡。
(四)白云鄂博區稀土礦治理模式包頭市白云鄂博稀土礦區為生產礦區,資源儲量豐富,因此,白云鄂博稀土礦的恢復治理為治理與保護并舉。治理模式:(1)已達到設計高度的排土場,在其周邊設置擋土墻,墻高1.5m,寬1.0m,并用砌塊護坡。(2)沿路排土場,需在沿路一側設置擋土墻。擋土墻高0.70m,寬1.0m,并用砌塊護坡。(3)沿排土場護坡墻外種植松樹,行株距2×2,相間種植,共種植五行。(4)排土場堆滿后,其頂部砌塊封頂。
(五)金屬礦山治理模式包頭的金屬礦山主要分布在石拐及固陽地區。(1)對露天采坑,將廢棄原剝離物全部填入坑內,并依據實際情況確定削坡與否。(2)對于井工開采,其治理對象是地面塌陷。已經放頂或形成的塌陷坑的區域,設置網圍欄,并在塌陷區穩定后,簡單平整塌陷區,塌陷區處置后撒播草籽即可。(3)尾礦庫,礦山閉坑后,在尾礦庫上覆土,并結合植被情況,種植草籽或樹木。對于靠近沿路或在村莊邊的尾礦庫,要做護坡工作,以防產生地質災害。(4)工業場地及選廠建筑,礦山閉坑后,工業場地及選廠建筑要拆除及清理,并將建筑垃圾填入采坑內。三、結論通過對包頭市礦山地質環境與治理模式的介紹,根據包頭市礦山開采造成的實際地質環境問題,結合地理位置、開采方式、開采礦種、規模、地質構造等因素,劃分為5類治理模式,通過治理改善了生態環境,消除了周邊地區的安全隱患,對以后我國不同區域地質環境問題的治理具有一定的借鑒意義。
作者:侯曉志劉占寧單位:內蒙古科技大學
1礦山地質環境背景
礦區位于婁煩縣城南西約14km,境內降水特點是年際變化大,年內季節差異大,強度變化大。多年平均降雨量420.2mm,大多集中在6-8月。礦區位于呂梁山區,西臨呂梁山主峰,東近汾河。礦區屬中低山區,最高點位于7號拐點附近,海拔標高1763m,最低點位于礦區東南部,海拔標高1539.1m,相對高差220m左右,總體地勢是中部高南北兩側低。區內地形切割嚴重,近東西向的與礦帶走向基本一致的山梁和溝谷發育。經過多年開采及村民私挖濫采,在礦區內已經形成多處露天采場、高邊坡和采坑。礦區出露為太古界呂梁群袁家村組和第四紀黃土。區內地層多為北西走向、傾向北東,以單斜產出,礦區巖層傾角30°-55°,表現為地表較陡而向深部變緩的趨勢,深部變為15°-20°,礦區斷層主要出現在礦區南部.
2礦山地質環境影響評估
2.1地質災害對于露天采區來說,主要是剝離及開采,未出現地裂縫、地面塌陷。根據現場調查,礦區巖石完整性較好,地表風化層薄,植被發育良好。礦區內各溝谷兩側崩塌、滑坡地質災害不發育。在原羅家岔鐵礦,多年露天開采形成露天采坑深30-50m,邊坡坡角為50°-70°,由于剝離、降水及風化的影響,采坑邊坡發生零星崩塌。現狀條件下,研究區崩塌、滑坡、泥石流地質災害不發育,地質災害危險性小。未來開采,環宇鐵礦共設計有三個采區,先期采用露天開采方式開采一采區上部礦體,露采結束后轉入地下開采,根據礦體賦存條件分三個采區規劃三套開拓系統開采區內剩余資源。預計隨著采礦活動的持續進行,地下采空區面積不斷擴大,頂板的物力力學性質也在發生變化,當達到某個臨界值,就會出現頂板冒落,從而在采空區及其影響范圍出現由開采沉陷引發的地面塌陷、地裂縫。根據礦體頂、底板圍巖的特性及周圍礦井的生產實際,本次確定的地表移動參數為:頂板、端部巖石移動角取65°,第四系沉積層移動角取45°。依據地表移動范圍計算公式得出了地表塌陷范圍面積約47.5hm2。對于各礦體開采沉陷范圍來說,由于地裂縫、地面塌陷的存在,可能造成的直接經濟損失小于100萬元,受威脅人數小于10人。預測評估采礦活動對地裂縫、地面塌陷地質災害影響程度“較輕”。當礦山各礦體采空區達到一定范圍、開采深度逐漸加大,因開采沉陷地表可能出現地裂縫、地面塌陷,從而破壞開采沉陷范圍內坡體的完整性,極易引發溝谷邊坡發生巖體崩塌、滑坡,預測崩塌、滑坡可能造成的直接經濟損失小于100萬元,受威脅人數小于10人。預測評估采礦活動對崩塌、滑坡地質災害影響程度“較輕”。根據婁煩縣氣象資料,多年(1974-2009年)平均降雨量420.2mm,大多集中在6-8月,年最大降水量563.5mm(1988年),年最小降水量為277.1mm(1999年),日最大降水量88mm(1997年7月18日),1小時最大降水量39.4mm(1994年7月23日12時28分),10分鐘最大降水量7.8mm。本區暴雨強度指標為8.23,泥石流發生的機率>0.8,根據《泥石流災害防治工程勘查規范》(DZ/T220-2006)可能發生泥石流的界限值,對比研究區所在區域的降雨量條件,初步判定礦區具備爆發泥石流災害的降雨量條件。排土場所在范圍匯水面積不大,上游所在溝谷植被覆蓋良好,無松散的泥石流物源,且排土場堆積的廢石及礦渣經分層堆放、壓實后一般也不會構成泥石流物源,排土場溝谷在自然條件下遭受泥石流地質災害的可能性小,預測評估排土場遭受泥石流地質災害影響程度“較輕”。綜上所述,現狀條件下,礦區內地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流地質災害均不發育,地質災害危險性小。
2.2含水層影響現狀條件下,經過多年的露天剝離及礦石的開采,對采坑所在范圍的第四系沖洪積砂礫石孔隙含水層、礦帶及頂底板巖石含水層造成徹底破壞,但由于含水層含水微弱或不含水,基本無礦坑涌水,露天開采對評估區地下水資源量影響小,現狀評估采礦活動對含水層影響程度“較輕”。未來該礦采用露天和地下開采方式采礦,預測未來開采條件下,露天采區將形成深近200m的采坑,將會破壞礦體上覆含水層的結構,而采坑以上的含水層主要為礦帶及頂底板巖石含水層、第四系沖洪積砂礫石孔隙含水層,此處均為弱含水層,基本無礦坑涌水或涌水量小,采礦對礦體以上含水層地下水資源影響小。預測評估采礦活動對含水層影響程度“較輕”。
2.3土地資源影響現狀條件下,原羅家岔鐵礦面積6.47hm2,經多年露天剝離及開采,批采標高以上資源基本已開采完畢,其土地類型為采礦用地。露天采礦活動對土地資源影響程度“較輕”。在原私挖濫采區,面積165.31hm2,其中旱地2.45hm2、有林地12.33hm2、灌木林地11.20hm2、其他草地35.31hm2、采礦用地104.03hm2;破壞土地資源面積61.29hm2,破壞土地類型為旱地、有林地、灌木林、其他草地,其中破壞耕地2.45hm2、林地面積23.53hm2、草地35.31hm2。露天采礦活動對土地資源影響程度“嚴重”。采礦活動對土地資源影響程度“嚴重”。未來開采條件下,一采區占地面積約31.74hm2,破壞土地面積約10.82hm2,破壞土地資源的類型主要為旱地、有林地、灌木林地、其他草地,其中旱地0.49hm2、有林地2.91hm2、灌木林地0.09hm2、其他草地7.33hm2;預測評估采礦活動對土地資源影響程度“嚴重”。
3防治對策
3.1礦山地質災害防治對地裂縫、地面塌陷的整治以填埋裂縫、陷坑,恢復地表植被為主,具體應根據地形特點選擇適宜的方法。對較小的裂縫、陷坑,可就地取土回填、夯實、局部整平;對較大的裂縫、陷坑,可先用廢石回填至一定高度后,就近取土局部整平。地裂縫、地面塌陷填埋及崩、滑體清理后,及時恢復地表植被。清除影響區可能對人員及機械等有威脅的斜坡上的巖土體,降低臨空面高度,減小斜坡坡度和上部荷載,提高斜坡穩定性,從而降低危巖(土)體的危險程度。同時加強(巖)土體形變監測,主要通過地面觀察、形變測量等手段監測位移、裂縫變形。建立汛期巡查制度。
3.2礦山地質環境監測工程在礦體開采過程中,可能產生地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡地質災害,對含水層和土地資源等造成破壞,因此必須實施礦山地質環境監測工程。
4結論
第一、現狀條件下,礦區內地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流地質災害均不發育,現狀評估采礦活動對地質災害影響程度“較輕”;現狀評估采礦活動對含水層影響程度“較輕”;現狀評估采礦活動對露天采場土地資源影響程度“嚴重”,對其它區域影響程度“較輕”。第二、預測在礦山開采地表變形范圍地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡地質災害危險性小,廢石場溝谷遭受泥石流地質災害危險性小,預測評估采礦活動對地質災害影響程度“較輕”;預測評估采礦活動對含水層影響程度“較輕”;預測評估采礦活動對采區及廢石場土地資源影響程度“嚴重”。第三、礦山地質環境保護與恢復治理主要措施及工程有:對地裂縫、地面塌陷綜合整治,對崩塌、滑坡易發段進行整治,對廢石堆場進行綜合整治,植被恢復工程等,監測工程。
作者:牛志清單位:山西省煤炭工業廳
1礦山工程現狀
1.1開采現狀分析團結溝采礦場為露天開采方式,采用單一公路開拓、汽車運輸,組合臺階陡幫剝離,緩幫采礦方法開采。采區分東、西兩個露天采場,兩采場封閉圈相距約80m。東采場從1976正式開采,2000年初開采到65m標高后暫停開采,采坑距地表深度達125m;從2008年7月開始對東采場南幫二期工程設計境界外資源進行邊界擴境開采,現開采到100m標高,計劃2015年底開采到70m標高后結束開采。西采場從1994年正式開采,2008年6月開采到10m標高結束開采,采坑距地表深度達180m。1996年9月西采場南幫139~129勘探線間的邊坡巖體發生大面積的滑坡,滑坡量約為130萬m3。雖然該滑體量大,但未形成一般滑體那樣的破碎狀;經過幾年的削坡減載和近10余年的應力釋放,目前處于較穩定狀態。
1.2地質環境存在的問題團結溝采礦場已有30多年開采歷史,形成了一定規模的礦業遺跡景觀。2005年8月國土資源部批準了當地政府上報的《黑龍江嘉蔭烏拉嘎國家礦山公園申報書》,2007年10月礦山公園揭牌開園。公園規劃為礦山公園標志牌、礦業遺跡、地質遺跡、自然河流和生態、鄂倫春民族風情園等5個參觀景觀;其中,礦業遺跡景觀包括采場兩個露天采坑、選礦廠、冶煉廠、尾礦壩等。經專業機構評估,目前采區地質災害危險性以及采礦工程對水資源環境影響程度均較小,但由于30多年的礦山建設及生產,已對礦區內林地資源和地質地貌景觀產生了較大破壞。1)植被荒蕪。采場內石漠化嚴重,沒有可供植物生長的土壤;采場周圍植被也受到破壞,許多地方都被廢石、廢渣掩埋。2)占用大量林地。采剝作業中產生大量的固體廢棄物(巖石),在排土場、廢石堆堆放,占用了大量林地。截至2013年底,采礦場共計占用和破壞荒山及林地面積約1.92km。
2地質環境保護與恢復治理措施
2.1地質環境保護與恢復治理原則1)堅持“誰破壞誰治理、誰投資誰受益”的原則。2)堅持“預防為主,防治結合,在保護中開發,在開發中保護”的原則。3)堅持“邊開采、邊保護、邊治理、邊恢復”的原則。4)堅持社會效益、環境效益、經濟效益的協調統一。
2.2地質環境保護與恢復治理目標針對團結溝露天采場地質環境與恢復治理項目存在的上述問題,擬定地質環境保護與恢復治理總體目標為:在礦山生產的同時,盡可能保護好現有的生態環境和地質環境,對生產中所造成的影響和破壞,一部分可以邊生產、邊保護與恢復,其余部分應在生產結束后及時進行恢復、治理,以實現保護和綜合治理礦山環境為最終目標。
2.3地質環境防治工程鑒于目前團結溝露天采場及選礦廠、冶煉廠、尾礦壩等都已經獲批為國家礦山公園,因此今后應以采坑邊緣治理、廢石堆地質環境治理恢復、排土場地質環境治理恢復為重點開展有關防治工程,使礦山公園更具有觀賞及研究價值。
2.3.1礦山公園保護烏拉嘎國家礦山公園是當地政府在烏拉嘎鎮區域設立的旅游參觀景點,因此應采取圍欄、警示牌、避讓、加固等措施保護現有的礦山公園。該項工作以地方為主,企業予以配合。
2.3.2采坑邊緣治理及綠化工程在采坑周邊15m處設置綠籬帶,綠籬寬0.9m;根據當地氣候條件可種植灌木,規格為0.2m×0.3m,每處種植兩株,總長度約為4.5km,共計種植灌木180000株,需客土約35830m3。在采坑邊緣4~5m處與綠籬圍欄之間覆土植樹,恢復植被,樹坑規格為0.3m×0.3m×0.4m,需覆土約17000m3。根據當地氣候條件可種植生長快、易成活的楊樹,植樹規格為3m×3m,約種植8200株。種植時,采用“三埋兩踩一提苗”的方法。
2.3.3廢石堆地質環境治理恢復工程廢石堆位于東采場北部和南部,占地面積約為82000m2。環境治理恢復措施為平整、削坡,平整厚度約為0.2m,平整量約為16000m3;平整后進行客土植樹,樹坑規格為0.3m×0.3m×0.4m,需客土約940m3。可種植楊樹,植樹規格為3m×3m,約種植9200株。
2.3.4排土場地質環境治理恢復工程排土場位于東采場西南,占地面積約為1050000m2。環境治理恢復措施為平整、削坡,使其與周邊地形坡度基本一致,平整厚度約為0.2m,平整量約為210000m3;平整后場地進行植被恢復,可種植楊樹,樹坑規格為0.3m×0.3m×0.4m,共需客土約3960m3。植樹規格為3m×3m,約植樹116700株。
2.4地質環境監測工程
2.4.1露天邊坡滑體監測露天邊坡滑體是采剝作業中最大的地質災害隱患,因此應對東、西采坑滑體位移情況進行定期監測,尤其在雪融時節和雨季更要加強監測。
2.4.2水質監測由于廢石經長期日曬雨淋及氣候影響,一些有害元素進入地下水,可能引起水質污染,因此應對地下水水質進行定期監測,每季度至少監測1次。
3保障措施與效益分析
3.1保障措施
3.1.1組織保障為保證地質環境恢復治理工程項目的順利實施,企業應以公司法人為項目總指揮,主管領導為副總指揮,主抓項目施工及安全工作,生產部和采礦場負責項目的具體實施,安環部、企管部、紀委等部門負責項目日常監督。
3.1.2技術保障在施工過程中應嚴格按照地質環境恢復治理方案要求進行操作,并定期或不定期聘請有關專家對地質環境恢復治理工程進行專業咨詢,對不當之處及時進行調整,使地質環境恢復治理工程切實有效。
3.1.3資金保障截至2013年底,企業從法律規定上已繳納地質環境恢復治理保證金上千萬元。在以后施工過程中,企業還應按規定定期提取地質環境恢復治理保證金,做到專款專用。
3.2效益分析
3.2.1社會效益地質環境恢復治理工程項目實施后,可以大幅度減少礦區附近的地質環境問題,使礦區的周邊環境得以保護,生態環境得以恢復,使礦區及附近居民能夠安居樂業,從而維護社會的穩定、和諧發展。
3.2.2環境效益地質環境恢復治理工程項目實施后,礦區內的地質環境問題可以得到抑制,基本改善了礦區內不良地質環境和生態環境,并提高了礦區及附近居民的生態環境質量,降低了地質災害和環境污染,使礦區的生態環境發生明顯改變。
3.2.3經濟效益地質環境恢復治理工程雖然不直接產生經濟效益,但項目竣工且通過地方政府主管部門驗收后,可使繳納的地質環境恢復治理保證金得到返還,從而緩解企業資金緊張狀況。該項目實施后,可以最大限度地降低礦山地質環境問題和地質災害發生幾率,其減災增值效益十分明顯。
4結論
1)團結溝采場由于30多年的礦山建設及生產活動,已對礦區內林地資源與地質地貌景觀產生了較大破壞,致使植被荒蕪,大量林地被占用,需要采取有效措施進行恢復治理。2)團結溝采場地質環境恢復治理工程主要措施為礦山公園保護措施、客土植樹綠化工程和露天邊坡滑體監測預警。3)地質環境恢復治理工程項目的實施,需要企業從組織、技術、資金等方面提供保障。該項目實施后,將會產生一定的社會效益、環境效益和經濟效益。4)礦山地質環境恢復治理工程是一項復雜而嶄新的工作,整個項目的實施應嚴格執行工程管理,方可降低風險以及應付不確定的因素。該工程項目實施前,應委托有資質的單位進行勘察設計。
作者:袁鳳斌于愛國單位:黑龍江烏拉嘎黃金礦業有限責任公司
1礦山周圍地質環境簡析
1.1礦山地質環境的重要性眾所周知礦產資源是我國現代化建設中必不可缺的重要資源和重要物質基礎。但是與此同時需要注意的是,礦產資源在為我國的現代化建設做出巨大貢獻的同時,其自身的開發和利用對于周邊環境所造成的負面影響也開始受到了越來越多的關注與重視,并且這一問題在礦山周圍地質環境中表現的最為明顯。另外,隨著我國社會經濟的不斷發展,礦產資源的開發與利用開始進入了一個新的規模并且也提升到了一個新的強度,因此在這一前提系對于礦山周邊的地質環境進行研究與分析也開始引起了我國地質學界的關注與重視。
1.2礦山地質環境的脆弱性礦山周邊地質環境的脆弱性是由于長期濫采濫挖問題造成的,因此這意味著進行礦山周邊地質環境評價已經成為我國社會發展過程中的一個無法回避的沉重現實。因此在這一前提下我國地質工作者應當對礦山周邊地質環境的脆弱性有著深刻的了解,從而能夠礦查明主要的環境地質問題及其帶來的危害。這同時能夠為我國科學開發礦產資源和保護礦山地質環境、整治礦山環境、恢復與重建礦山生態、實施礦山地質環境監視治理等提供非常有用的科學資料和科學依據。
1.3礦山地質環境評價緊迫性眾所周知礦山地質環境評價是一項極其緊迫的工作,這主要是由于這一工作的進行能夠為礦山地質環境的綜合整治提供較為科學的基礎性依據,并且能夠在此基礎上給世人闡述出礦山地質環境評價的重要性同時能夠更加有效的分析其重點評價的內容。另外,通過單元劃分和地質環境評價指標權重的有效確立,我國地質學者和地質工作者可以更加高效的選用合適的數學模型來對我國礦山環境質量做出現狀評價,最終在完成現狀評價的基礎上進行相應的猜測評價,從而使得綜合評價的科學性和可靠性得到進一步的有效提升。
2礦山周圍地質環境評價方法
礦山周圍地質環境評價方法的有效選擇需要許多環節的有效支撐,這主要包括了合理確定礦山地質環境評價重點、結合礦山周圍氣候環境進行分析、區域評價的有效進行、地質環境的精確總結等內容。以下從幾個方面出發,對礦山周圍地質環境評價方法進行了分析。
2.1合理確定礦山地質環境評價重點合理確定礦山地質環境評價重點是提升礦山周圍地質環境評價方法有效性的重要內容。通常來說在礦山周圍地質環境評價過程中,礦業活動引發的水資源減少、水環境變化,例如地表水漏失、地下水資源枯竭、區域水均衡破壞、水質污染問題加劇等都是礦山地質環境評價的重點內容。除此之外,當地礦業活動對于當地的土地資源和土石環境產生影響和破壞時,例如改變了當地土地利用現狀和地面變形時,又或者造成土地荒漠化、土石污染時,這些內容也是礦山地質環境評價的重點之一。另外,礦山地質環境評價重點還包括了礦區存在的各類地質環境問題,例如土石環境污染、崩塌、滑坡等。因此地質工作人員應當在了解災害規模、發育程度、危害對象和生產原因的基礎上,對于其可能產生的影響和可能出現的危害程度進行有效的評價。
2.2結合礦山周圍氣候環境進行分析結合礦山周圍氣候環境進行分析是指地質工作人員在充分把握并且評價該地區的氣象、水文、地形、地貌、地層巖性、地質構造、地震、地下水、工程地質等基礎條件的前提下,通過進一步查明評價區存在的地質環境題目的種類、規模、特征、發育程度,查明與相鄰礦山礦業活動的相互影響特征與程度。除此之外,在結合礦山周圍氣候環境進行分析的過程中地質工作人員應當注重針對各種地質因素在不同局部區域的差異性和復雜性,要做到較為精確的評價,需將整個評價區域劃分成若干個評價單元,同一評價單元在地質環境條件方面具有一致性,而不同的評價單元之間應具有可比性。
2.3區域評價的有效進行區域評價的有效進行對于礦山周圍地質環境評價方法的重要性是不言而喻的。在區域評價的過程中地質工作者應當注重根據礦山周邊各個小區域的具體地質環境條件來分別賦予所選定的評價指標以不同的屬性,從而能夠在此基礎上根據這些不同的屬性來進行合理的區域評價。除此之外,在區域評價的有效進行過程中地質工作者可以采用三角形剖分法和正方形網格劃分法以及不規則多邊形網格劃分法等方法來提升評價精確性,與此同時還能夠依據具有針對性、簡明性、普適性、數據易取性、指標可量化和動態與靜態相結合的原則來對評價地區的基礎條件和基本指標進行有效的選取甚至是礦山周邊環境數據的標準化處理,最終促進評價方法可靠性的持續提升。
2.4地質環境的精確總結地質環境的精確總結是指在現狀評價的基礎上,地質工作人員根據礦山的類型和礦山的具體開發利用方案來確定的接下來的開采范圍和深度以及規模,從而能夠結合的評價礦山地區的地質環境條件以及其變化特征,同時能夠猜測新一輪礦業活動的開展是否會產生并且加劇的地質環境問題的出現。另外,在進行礦山地質環境的綜合評價的過程中,地質工作人員應當根據礦山周邊的實際情況和現狀來進行評價,并并進行相應的礦山地質環境分區,從而能夠在此基礎上對礦區地質環境總體影響程度做出綜合評價結論,在進行礦山建設適宜性評價的同時促進礦山周圍地質環境評價方法精確性的有效提升。
作者:鄭翔單位:江西省核工業地質局二六七大隊