山区矿山地质环境恢复治理措施探讨

2021-06-23陈重斌

世界有色金属 2021年21期

陈重斌

（成都岩鹰科技有限责任公司，四川成都 610100）

矿产资源作为一种不可再生资源，在推动社会经济发展方面具有强大的作用。矿产资源开采会破坏周边生态环境，而矿山地质环境的恢复直接影响人类的生存和发展。在我国可持续发展政策下，如何恢复治理矿山地质环境是大众重点关注的问题，只有这样，才能践行我国可持续发展政策，为子孙后代积累更多的资源。

1 影响矿山地质环境的因素分析

1.1 废水对矿山地质环境的影响

洗矿和选矿会排出大量的废水和污水，废水和污水会导致水质恶化、矿泥淤积。一旦遇到下雨天气，大量的废水和污水与雨水、工业废水和生活污水一起污染地表水和地下水，污水和废水如果被用来灌溉农田，将会污染农作物，使生态环境进一步恶化。

1.2 废气对矿山地质环境的影响

导致矿山废气形成的原因较多，废气的处理难度远远高于废水和固体废弃物。矿山废气的发生具有突发性，且治理难度较大。

分析矿山废气出现的原因：一是矿井掘进过程中会用到大量的炸药，炸药爆炸后会产生较多的有毒有害气体。加之施工水平的限制，所使用的机械设备动力来源是柴油，柴油燃烧会产生大量有毒有害物质，进一步加剧了废气污染的程度；二是矿区选矿过程中也会产生大量的化学气体和粉尘。所产生的粉尘颗粒较小，遇到大风天气，粉尘会伴随大风传播开来，进一步扩大了矿区空气污染的范围；三是矿区开采工作一般是全天候作业模式，矿区周围进进出出的车辆较多，车辆运输过程中会产生大量的尾气。汽车排放的尾气也会污染周围空气，降低矿山周围空气质量。由此可见，上述多种因素相互作用下，加剧了矿山周围废气污染的程度，废气污染的较强流动性，也加大了治理难度。废气中含有的细小颗粒物一旦被人体吸收，就会损害呼吸道黏膜，影响人类身体健康[1，2]。

1.3 固体废弃物对矿山地质环境的影响

固体废弃物的危害主要表现在以下三个方面。一是大量固体废弃物堆积占据了更多土地资源，造成了土地资源的浪费。固体废弃物的运输耗费大量的人力、物力以及财力，一些采矿企业为了节省下该方面的费用，会随意堆放固体废弃物，污染周围土壤；二是固体废弃物与空气接触，也会污染矿山周围的空气环境。空气具有流动性，污染范围会慢慢地进一步扩大。此外，固体废弃物风化后会形成大量的可燃性物质，可燃性物质燃烧后会生成有毒有害的气体，对矿区周围的生态环境带来严重影响；三是随意堆放的柜体废弃物，没有固定的形状，承重能力较差，极有可能出现坍塌事故。

2 矿山地质环境恢复治理的原则分析

2.1 以人为本、防灾减灾原则

矿山地质环境恢复治理需要秉持以人为本、防灾减灾的原则。矿山地质环境问题会直接威胁职工和周围居民的人身和财产安全。因此，加强对矿山环境恢复治理是非常重要的。在恢复和治理上，矿山地质环境问题需要凸显以人为本，采取有效措施尽可能避免地质灾害问题的发生，达到防灾减灾的目的。

2.2 注重效益、分期实施原则

注重效益、分期实施也是矿山地质环境问题恢复治理需要遵循的原则。秉持该原则，在有效治理矿山地质环境问题的前提下，也可以获取最大化的经济效益。地质环境治理人员可以根据矿山地质环境的危害程度，制定针对性的治理措施，结合资金条件、污染程度大小、污染轻重缓解确定分期治理、分阶段治理以及综合治理方案。

2.3 因害设防、综合治理原则

因害防治、综合治理也是矿山地质环境问题恢复治理需要秉持的原则之一。矿山开采对周围地质环境带来的破坏力较大，且对地质环境的危害方式较多，危害程度也不一样。因此，在恢复治理的过程中，需要根据地质环境破坏特点、分布条件、危害方式以及危害程度，进一步确定，抓住矿山地质环境问题治理的关键环节。因地制宜落实治理措施，根据破坏程度，采取多种方式的治理措施，完成矿山周边环境综合治理的目标。

2.4 工程措施与生物措施相结合原则

工程措施与生物措施相结合是矿山地质环境恢复治理需要秉持的又一原则。工程措施和生物措施相结合可以弥补两者各自存在的不足，工程措施投资范围较大，配合生物治理措施，可起到减少投资范围的目的，提高矿山地质环境综合治理效果。

3 山区矿山地质环境恢复治理措施分析

3.1 尾矿化学污染治理

矿山中堆放着大量的固体废弃物，侵占了大量的矿山土地资源，对矿山土体造成了严重污染。尾矿总量所占矿石的比重较大，甚至达到了一半以上。如何利用与开发尾矿是相关人员重点关注的问题。尾矿属于高质量原材料，应用价值较高。如果尾矿被用作建筑工程材料，之前需要全面分析尾矿中的化学成分，确认里面所含化学成分对人体无害后，方可利用。尾矿大多用作井下充填材料，且该方面研究也较为成熟，极大提高了尾矿资源的利用率，解决了大量尾矿堆放浪费矿山土地资源的问题。

3.2 矿山地面沉陷和采空区治理

矿山地面沉陷和井下采空区变形或冒顶塌落导致地面出现裂缝和沉降。而导致矿山地面沉陷和采空区的原因是地下水水位下降，原有的径流条件发生改变，水浮力不断降低，充填物在地下水侵蚀作用下逐渐流失，不断发展为地下空洞。山体受到重力和真空吸蚀力的作用，导致矿山塌陷。针对矿山地面沉陷和采空区，可采取以下措施加以治理。一是将支撑覆岩填充到矿山内部采空区中，将矿山地基沉陷隐患彻底消除；二是借助地面构筑物和支撑覆岩的作用，将采空区空间实际跨度进一步减小，避免顶板垮落。目前常见的处理方式包括井下砌墩柱法、注浆法、桩基法和大直径钻孔桩柱法；三是对采空区进行注浆。加固矿山内部结构，需要充填的部位有断裂带、土体剥离层和裂缝，经过注浆加固处理后，岩板支撑结构刚度更大且整体性更高；四是采取有效的预防措施，避免矿山地面沉陷和出现采空区塌陷的问题。矿山工程设计和施工中要注意消除或减轻人为因素的影响，如对已经发生塌陷区域且稳定性差、尚有活动迹象的地段，坚决避让，即开采工作应尽量避开有利于地层塌陷发育的地段，设置完善的排水系统，避免地表水大量入渗，对已有塌陷坑进行填堵处理，防止地表水向其汇聚、注入等。

3.3 放射性矿山环境治理

放射性矿山环境的治理也是矿山地质环境恢复治理的内容之一。采用封堵坑口的方式治理矿山中坑口或者井口，可切断其污染源，促使矿山矿口地貌尽快恢复，能制约放射性物质的扩散，在避免污水外流上也发挥着重要的作用。同时封堵住矿口或者矿井，也可以杜绝周围居民、牲畜的进入，避免放射性物质危害人类以及牲畜身体健康。其中，放射性矿山环境治理前后对比图见图1所示。

图1 放射性矿山环境治理前后对比图

3.4 泥石流治理

泥石流治理也是矿山地质常见环境问题，如何治理大量开采矿山后引发的泥石流是工作人员高度关注的问题。矿山中的矿产资源被大量开采出来，为泥石流的出现创造了条件。大量矿产资源被开采后，周围也会出现大量的固体杂质，固体杂质较为松散，会破坏矿山结构，导致矿山结构出现滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。此外，矿产开采和运输道路的修建也会破坏周围植被，矿山周围地面植被覆盖率明显降低，也进一步加大了泥石流问题的发生几率。到了雨季，矿山地面径流系数较多，洪峰流量也随之增加，在泥石流发生流域内采用多种防治措施，包括拦土、蓄水、拦水以及植树造林等。上游采取引水隧洞和蓄水等治理方式，将上游的水科学引走，避免松散固体杂质与水流接触，消除泥石流发生的条件。此外，也可以修建拦挡坝，截留泥石流，中游可以修建拦渣坝、挡土墙、土钉墙等，降低泥石流对地面构筑物和矿山表面道路的破坏程度。