矿山地质灾害治理及生态修复研究
李钟麟 李奎锋
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李钟麟 李奎锋,. 矿山地质灾害治理及生态修复研究[J]. 矿山工程与技术,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157289.
摘要:
随着近些年来矿山资源开采工作的不断开展与落实,环境问题、地质灾害给矿山开采周边区域居民带来了较为严重的影响,这也给当地的生态、经济等方面发展造成了一定限制。虽然近些年来我国对矿山开采工作进行了规范与要求,制定了管理规章制度,转变了矿山周边生态环境恶化趋势。但是依旧存在一些地质灾害治理不到位、生态环境修复不完善等问题。本文主要针对矿山地质灾害治理以及生态修复工作进行分析,希望可以起到参考的作用。
关键词: 矿山地质灾害治理生态修复
DOI:10.12721/ccn.2023.157289
基金资助:

在日常生活期间,矿山资源现如今已经成为较为重要的资源体系,同时矿山资源开发与社会经济之间也产生了紧密的直接联系。但是在矿山资源开采以及生产期间,势必会给生态环境带来一些不利影响。除此之外,如果没有对矿山开采及失衡的生态环境进行优化与改进,势必会造成更加严重的问题。因此在开采之余,也需要对矿山生态环境以及地质灾害问题进行有效处理,这具有重要意义。

一、矿山开采造成的地质灾害特点

矿山开采导致地下岩层受到扰动和削弱,造成岩层塌陷。这可能会导致地表的凹陷或坍塌,对地上建筑物、道路和基础设施造成破坏。矿山开采过程中的爆破、挖掘和排水等活动可以引起地壳运动,进而导致地震。尤其是在深部矿井中进行的大规模开采,其地震活动可能对周围地区产生影响。矿山开采会干扰地下水流系统,导致水涌入矿井或矿洞中。这可能会引发洪水或涌水事故,威胁到矿工的安全,并给地下和地表设施带来风险。矿山开采中,由于岩石变形和应力释放,存在岩爆的危险。在高压、高温和高湿度条件下,岩体会突然破裂和释放能量,可能造成矿工伤亡和设备损坏。矿山开采中常有可燃气体的积聚,如瓦斯(甲烷)和煤尘等。一旦这些气体与火花或明火相遇,可能引发爆炸事故,并对人员和设施造成严重威胁。由于地下岩层的剥离和压实,矿山开采可能导致地表沉降。这会影响建筑物、道路和地下管道的稳定性,对城市基础设施造成破坏[1]

二、矿山地质灾害成因

(一)岩体形变导致矿山地质灾害

在开采过程中,岩层受到剥离和应力变化的影响,可能发生滑动。这会导致岩层的位移和错动,使得矿体或矿洞失去稳定性,进而引发崩塌、塌陷和滑坡等地质灾害。矿山开采过程中,岩层承受着剧烈的压力和变形。当承载能力超过岩层的极限时,岩层可能会发生断裂,造成矿体破碎和崩塌。岩层断裂还会引起岩爆和地震等其他地质灾害。另外,长期的矿山开采活动会导致岩体产生蠕变现象。蠕变是指岩石在持续加载下发生的时间依赖性变形。这个过程会导致岩体内部的应力重新分布,从而增加岩体的应变和变形,可能引发岩体破裂和崩塌[2]

(二)地下水位变化导致的矿山地质灾害

矿山开采过程中,地下水位的变化可能会导致水涌入矿井或矿洞中。如果矿井或矿洞没有适当的排水系统,水涌入会使工作面和巷道被淹没,严重威胁矿工的生命安全。地下水位的升高或波动可能会对岩层稳定性产生影响。特别是当矿体中存在易溶解或可膨胀的岩石时,地下水的渗透和变化可能导致岩层的溶解、膨胀或软化,最终引发坍塌和塌陷。当矿山开采导致地下水抽取或排水不足时,地下水位下降可能会导致地面沉降。这种沉降可以在矿山附近形成凹陷或坑洼,损害地表建筑物、道路和基础设施的稳定性。

三、矿山地质灾害与生态环境修复具体路径

(一)地面减沉技术

在矿山开采过程中,地下空洞的形成会导致地表沉降,对建筑物、道路和基础设施造成损害。地面减沉技术可以通过填充材料、加固工程或地基处理等方式,恢复地表的稳定性和平整度。另外,地下水位是地表沉降的主要原因之一。利用地面减沉技术,可以进行地下水位调控,以避免过度提取地下水或保持合理的水位,减少地表沉降的风险[3]

还需要开展加固,原因在于地面沉降往往与岩体变形和岩层断裂有关。地面减沉技术可以应用于岩体的支护和加固工程,如钢筋混凝土衬砌、锚杆加固等,以增强岩体的稳定性和防止进一步沉降。地表沉降对生态环境带来负面影响,如湿地退化、土壤贫瘠和植被破坏。通过地面减沉技术,可以进行土壤改良、湿地恢复和植被重建等工程措施,修复受损的生态环境。

(二)恢复植被种植

由于矿山开采会破坏土壤结构和营养平衡,首先需要对矿区土壤进行改良。这可以通过添加有机物质、施加肥料、调节土壤pH值等方式来增强土壤肥力和水分保持能力。根据当地的生态条件和土壤特性,选择适合该地区生长的本地或适应性强的植物品种。考虑到植被的功能,可以选择具有固定土壤、抵抗风蚀和防治水土流失的特性的植物。在进行植被种植时,建议采用多种植物组合,形成植物群落和生态系统的复杂性。这有助于提高植被的稳定性和生态功能,并促进植物之间的相互作用和共生。为新种植的植被提供适量的水源,以促进其根系生长和生态恢复。合理的灌溉管理有助于提高植物的存活率和生长状况,同时节约水资源[4]

(三)完善法律法规

在完善法律法规的过程中,首先需要完善矿产资源法,该法规定了对矿产资源的开采、利用和管理的原则和要求,并明确了矿山开采后的环境修复责任和义务。其次,则是环境影响评价法,该法规定了对矿山开采项目进行环境影响评价的程序和要求。矿山开采项目需要进行环境影响评价,并提出相应的环境保护措施和环境修复方案。另外,则是水土保持法,该法规定了在矿山开采过程中保护水土资源和防治水土流失的措施和要求。矿山开采后必须进行水土保持工作,包括植被恢复、建设护坡和排水系统等。最后,则是生态环境保护法,该法规定了对生态环境保护和修复的原则和要求。矿山开采后需要进行生态环境修复和植被恢复,以实现矿山区域的生态功能和生态系统的恢复。

(四)对开采技术进行优化

在开采之前,进行充分的地质勘察和工程评估工作,获取准确的地质信息和矿体特征。这有助于了解潜在的地质灾害风险,并制定相应的应对方案。根据地质条件和岩层特性,合理设计开采方案。考虑到地质灾害的可能性,如滑坡、塌陷和地震等,采取有效的措施来避免或减轻灾害的发生,例如合理的巷道布置、支护措施以及合理的爆破方案。利用现代技术手段,如遥感、地震监测、岩石力学模拟等,对矿山进行实时监测和评估。这可以帮助及早发现地质灾害的迹象,预警并采取相应的措施。定期进行矿山设施的检修和维护工作,确保设备的正常运行。定期检查巷道、支护结构、排水系统等,发现并修复潜在的地质灾害隐患。最后,加强矿工的安全培训和意识,提高他们对地质灾害的认识和应急处理能力。同时,建立完善的安全管理体系,制定相应的操作规程和紧急预案。

结束语:

矿山地质灾害治理及生态修复是保护环境、促进可持续发展的重要课题,通过对矿山地质灾害的深入研究和有效治理,可以减少矿山开采对自然环境和人类社会的负面影响,并实现矿山区域的生态恢复与可持续利用。要实现可持续发展,必须在矿山开采中重视环境保护和生态恢复。只有通过坚持科学、规范、可持续的开采方式,以及积极采取地质灾害治理和生态修复措施,才能最大限度地减少矿山地质灾害的发生。

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