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1地質環境現狀評估及分區
根據國土資源部的《礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范》(DZ/T223—2009),礦山地質環境影響評估范圍應包括礦區范圍、礦業活動影響范圍和可能影響礦業活動的不良地質因素存在的范圍。通過分析影響因素并結合礦區實際情況,對礦山進行現狀評估。根據露天采場、排土場、工業廣場及礦區公路的4項礦山地質環境問題及現狀評估結果,將二采區劃分為3個區:環境影響嚴重區(Ⅰ)、環境影響較嚴重區(Ⅱ)和環境影響一般區(Ⅲ)。由表1可知,現狀條件下礦山二采區開采活動壓覆、破壞土地總面積為74140m2(露天采場破壞土地面積34000m2,排土場破壞土地面積40140m2),對土地資源的占用、破壞比較輕,但是對地形地貌景觀影響破壞相當嚴重;工業廣場破壞土地面積約3170m2,對土地資源占用、破壞比較輕,對地形地貌景觀影響破壞相當嚴重;礦區公路占地面積750m2,對土地資源占用、破壞比較輕;礦山開采對含水層影響及破壞比較輕。
2地質環境影響預測分析
2.1礦山地質災害露天采場礦床屬于工程地質條件簡單類型,開采破壞了巖體的完整性,在構造發育地段有巖石崩塌掉塊的可能,引發崩塌地質災害的可能性中等,地質災害危險性中等;排土場位置較高,匯水面積很小,不會形成泥石流的物源,但西部邊坡較高,滑坡隱患威脅露天采場的正常生產,引發滑坡地質災害可能性中等,地質災害危險性中等;適用期內工業廣場的面積不會增加,其建設未引發或加劇崩塌、滑坡等地質災害,引發或加劇地質災害的可能性小,地質災害危險性小;二采區位于礦區東部,其中400m礦區公路一側開挖山體,出現較大的高陡邊坡,且坡面上浮石較多,存在發生小型崩塌地質災害隱患,發生崩塌地質災害可能性中等,地質災害危險性中等。
2.2地形地貌景觀與土地資源的影響和破壞適用期內露天采場仍采用組合臺階式采礦方法,預測面積116080m2,現已嚴重破壞了原生的地形地貌景觀,治理難度較大,占用、破壞荒地面積0.1~0.2km2,對土地資源的影響和破壞較嚴重;排土場面積將增大到117370m2,采礦廢石的堆集嚴重破壞了植被,壓占土地,對地形地貌景觀影響和破壞嚴重,治理難度較大,占用、破壞荒地面積0.1~0.2km2,對土地資源的影響和破壞較嚴重;工業廣場面積不會增加,建設場地由廢石充填溝谷而成,充填高度一般為1~4m,對原生的地形地貌景觀影響和破壞程度較大,其恢復治理難度較小,占用、破壞荒地小于0.1km2,對土地資源的影響和破壞較輕;礦區道路不會增加,預測評估其對地形地貌影響和破壞較嚴重,占用、破壞荒地面積小于0.1km2,對土地資源的影響和破壞較輕。
2.3含水層影響及破壞在礦山開采過程中,在采場外設防洪溝,采場內設截水溝,自流排水。根據礦區水文地質資料,疏干排水對礦區周圍主要充水含水層破壞較小。礦床開采不產生有毒、有害物質,水質與當地農業生產抽取的地下水基本一致,礦山開采對該區域水資源影響較輕。預測適用期內礦山開采對含水層影響及破壞較輕。根據上述對礦山地質環境問題預測及評估結果,礦山地質環境影響嚴重區的主要問題是對地形地貌景觀的影響和破壞嚴重,土地資源破壞程度嚴重。二采區露天采場發生崩塌、滑坡等地質災害的可能性為中等,災害危險性為中等。地下采場巖石移動范圍發生地面塌陷地質災害的可能性比較大,地質災害危險性比較大。部分排土場邊坡較高,發生滑坡地質災害的可能性中等,地質災害危險性為中等。該部分道路發生崩塌、滑坡等地質災害的可能性為中等,災害危險性為中等。環境影響較嚴重區對地形地貌景觀的影響和破壞比較嚴重,對土地資源破壞比較輕,對含水層的影響和破壞比較輕。礦山地質環境影響一般區治理期內不進行開采活動,可能受到礦山采礦工程的影響輕微,預測評估該部分區域礦山環境影響較輕。礦山地質環境影響程度預測評估見表2。
3礦山地質環境防治工程
3.1地質環境恢復治理分區及措施根據預測評估分區,將治理分區分為重點防治區、次重點防治區、一般防治區(表3)。嚴格控制資源的開發,以便減少對地質環境的擾動和破壞,最大程度地降低或者避免資源開發產生環境問題。目前礦山出現的環境問題,通過采用治理工程和生物工程等措施進行恢復處理,盡量避免礦山環境破壞或將其消除在礦山建設、生產過程中,做到防患于未然;對不可避免占用、破壞土地植被資源,通過各種恢復治理措施,達到礦山環境保護和治理目的。具體措施如下:(1)露天采場防治區。在開采境界范圍設置圍欄,錨固邊坡,在開采平臺砌筑干砌石擋墻、排水溝,并進行覆土、整平及恢復植被。露天采場防護網總長1601m,采用混凝土柱刺網,混凝土柱間距為10m。圍欄外圍間隔50m設立明顯警示標志,標明“崩塌、滑坡危險區,禁止靠近”,共需混凝土立柱160根,警示牌30塊。(2)排土場防治區。對排土場邊坡及所有排土場臺面進行覆土、整平并恢復植被。對排土場的高陡邊坡(邊坡角大于30°)進行削坡,坡度控制為30°;排土場施行梯級堆放,沿排土場等高線每20~25m設一寬4m的平臺,內傾3°~5°,起防沖作用;將上部高低不平的平臺用推土機推平,在排土場下游修建擋土墻。擋土墻墻基為漿砌毛石,基座寬2m,基礎深1.2m,留排水孔;墻體為漿砌毛石,高2.5m,橫截面呈梯形,墻體上部寬1m,下部寬1.6m。共需削坡2100m3,挖方1312m3,漿砌毛石墻身2132m3,漿砌毛石基礎1312m3。(3)工業場地防治區。對高陡邊坡進行削坡,對路面進行覆土、整平及恢復植被。工業廣場占地3170m2,周長225m,按照間距3m種植松樹,共需種植75株。樹坑規格0.6m×0.6m×0.6m,土石方量為16.2m3。(4)礦區道路防治區(重點防治區)。部分礦區道路開挖山體3~10m,形成高陡邊坡,適用期進行削坡治理,工程量為400m3。礦區道路兩側種植松樹,間距為3m,共需植樹267株,樹坑規格為0.6m×0.6m×0.6m,土石方量為57.67m3。(5)礦區公路防治區(次重點防治區)。礦區公路應采用灑水等措施降低粉塵,道路兩側種植松樹綠化。礦區范圍較嚴重區道路長150m,按照間距3m種植松樹,共100株。樹坑規格0.6m×0.6m×0.6m,土石方量為21.6m3。恢復治理后期主要對露天采場開采臺面和部分礦區公路(嚴重區)臺面進行砌筑干砌石擋墻、覆土、整平、植樹綠化及邊坡種植爬山虎;對排土場平臺及邊坡進行覆土、整平及植樹綠化,對露天采場邊坡、礦區公路(嚴重區)邊坡及排土場進行監測,出現問題及時處理;對前期沒有成活的樹木進行補種。二采區地質環境恢復治理布置見圖1。
3.2礦山地質環境監測(1)地質災害監測包括崩塌、滑坡監測與地面塌陷及伴生地裂縫監測。絕對位移監測選用高精度的測角、測距光學儀器和光電測量儀器;采用常規的兩方向或三方向前方交會法進行測量,在崩塌、滑坡裂縫兩側設埋樁,用鋼尺定時測量裂縫變化情況,進行相對位移監測;采用地面人工觀察,定期巡視,對露天采場、排土場的邊坡位置、形態、密實度進行監測,每半個月進行一次,進入雨季要特別關注天氣變化,增加監測次數。(2)含水層破壞監測包括地表水監測、地下水監測。根據礦山所在水系地表水流向及納污水體的有關功能要求,對水污染源和控制點進行監測,主要為工業廣場生活污水與生產廢水排放總口,監測生活污水與生產廢水的水量、水質變化情況;地下水監測設置6個監測點,分別對第四系孔隙和基巖裂隙含水層水位、水量、水質的動態變化情況進行監測,每組含水層的監測點在沉陷區內外各布置1個。采用人工定期監測,以掌握該地區的地下水的動態變化情況,了解礦山開采對地下水資源及水質的影響狀況。(3)地形地貌景觀及土地資源監測主要通過現場實地調查和勘測,采用GPS定位并結合工程地形圖、數碼相機、數碼攝像機、全站儀、水平儀、測距儀等工具,填表記錄水土保持措施實施情況。
4結論
(1)依據黑山鐵礦建設工程概況及環境條件,確定二采區評估區范圍,包括礦區范圍(采區露天采場、排土場、工業廣場、礦區公路)及礦區范圍外公路、工業廣場及排土場等。(2)根據環境影響程度評估,將二采區環境影響分為3類,分別為影響嚴重區、影響較嚴重區和影響一般區。礦山開采活動占壓及破壞土地總面積80061m2。其中露天采場、排土場對土地資源占用、破壞十分嚴重,對地貌景觀影響破壞嚴重;工業廣場、礦區公路對土地資源占用、破壞相對較輕,對地貌景觀影響破壞比較嚴重。二采區露天采場、局部礦區公路及排土場發生滑坡、崩塌地質災害概率比較小,其地質災害危險性比較小。(3)針對環境影響不同的區域,選擇適合各個區域的治理方法,形成了比較完整的露天礦山地質災害治理體系,可為其他采區以及同類礦山的治理工作提供借鑒經驗。
作者:閆巖 任賀旭 陳申方 李力 單位:河北聯合大學礦業工程學院 河北省承德市國土資源局 河北聯合大學遷安學院