淺析某廢棄礦山環(huán)境治理方案范文
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摘要：通過對(duì)新安縣某廢棄礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀的研究，給出了合理、可行、經(jīng)濟(jì)的環(huán)境治理方案，為與之相似的露天開采廢棄礦區(qū)的環(huán)境恢復(fù)治理提供參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：礦山環(huán)境治理；礦渣；生物工程
河南省礦產(chǎn)資源整體比較豐富，是我國南方現(xiàn)階段最豐富的礦產(chǎn)資源省份之一。現(xiàn)如今已經(jīng)逐漸形成了將煤炭、有色金屬等作為主要礦產(chǎn)資源的省份[1]。隨著國家對(duì)煤炭資源開采逐步重視起來，煤炭企業(yè)的興起也使得該類企業(yè)在國民總經(jīng)濟(jì)中占有了一席之地[2]。礦產(chǎn)開發(fā)給企業(yè)帶來巨額利益，但為了節(jié)省成本，企業(yè)往往會(huì)破壞原有的山體和植被，建設(shè)生產(chǎn)運(yùn)輸裝置[3]，同時(shí)還會(huì)將碎石廢渣隨意堆放在礦山附近，這給礦區(qū)帶來很多地質(zhì)環(huán)境問題[4]。目前我國的經(jīng)濟(jì)雖然已經(jīng)有了極大的進(jìn)步，但仍離不開礦產(chǎn)資源的作用。因此不管是在經(jīng)濟(jì)層面，還是在生態(tài)環(huán)境層面，都需要加強(qiáng)對(duì)礦山環(huán)境的治理，使得惡化的礦山環(huán)境有所好轉(zhuǎn)，礦山資源可以得到科學(xué)有效地利用，走可持續(xù)發(fā)展之路[5]。
一、工程概況
1．工程概述研究區(qū)位于河南省新安縣北冶鎮(zhèn)石山村內(nèi)，北臨黃河小浪底庫區(qū)，距新安縣約42km，鄰近省道S246，交通十分便利。區(qū)域礦山主要為硫鐵礦、鋁土礦礦山，始采于二十世紀(jì)50年代末60年代初，開采方式為露天開采占地面積1.03km2，目前該礦區(qū)資源枯竭，礦山已于90年代末閉坑，礦山責(zé)任主體滅失，屬無主礦山。歷經(jīng)幾十年的開采，小規(guī)模、無序的開挖破壞了礦區(qū)的地形地貌景觀，原始的山地被占用破壞，露天開采冶煉后的廢渣堆多沿溝谷自然堆放，由于礦渣結(jié)構(gòu)松散，將誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。為保證礦區(qū)居民生命財(cái)產(chǎn)安全，推動(dòng)新安縣整體形象及小浪底庫區(qū)旅游資源的開發(fā)，本次治理以因地制宜，經(jīng)濟(jì)合理為原則，采取邊坡整治、危巖體清除、截排水、道路、支擋、拆除、回填、覆土、生物等措施，對(duì)礦區(qū)采礦范圍進(jìn)行綜合治理，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，建立治理工程數(shù)據(jù)庫。
2．地質(zhì)概況研究區(qū)屬于丘陵地貌，采礦場地勢西北高，東南低，西南、東北高，中間低呈簸箕型；最高標(biāo)高364.8m，最低標(biāo)高249.3m，最大高差115.5m。該區(qū)及周圍地區(qū)出露地層主要有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和第四系。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，礦體因受斷層的影響而受到不同程度的破壞與控制，距礦區(qū)較近斷層有F1斷層。F1斷層位于石山頭地段，長3km，走向45°，傾向SW，傾角63°左右，為一正斷層，斷距20m左右。區(qū)域地下水類型根據(jù)地下水賦存的條件、水理性質(zhì)及水力特征劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和碎屑巖類孔隙裂隙水。
二、礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀
礦產(chǎn)資源的開采為國家創(chuàng)造了大量的財(cái)富，但是由于缺乏統(tǒng)一的礦產(chǎn)資源開發(fā)和礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，小規(guī)模的、無序的亂采濫挖現(xiàn)象特別嚴(yán)重，采出的礦石，以土法冶煉的加工方法，不僅破壞了礦山的整體規(guī)模，而且廢渣亂放，造成水土流失加劇，生態(tài)環(huán)境日益惡化。根據(jù)礦區(qū)區(qū)存在的地質(zhì)環(huán)境問題和危害程度以及周邊景區(qū)的實(shí)際情況，可將該區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題分為三個(gè)方面：地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)、地形地貌景觀破壞和土地資源影響和破壞。
1．不穩(wěn)定渣坡地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)區(qū)域內(nèi)堆積的廢棄礦渣結(jié)構(gòu)松散，且是沿溝谷堆積，坡度較大，在40~43°之間，在暴雨條件下，可能誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)2處不穩(wěn)定渣坡，都處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，不穩(wěn)定渣坡體礦渣量共為7,465m3（表1），威脅房屋12間，居民20人。
2．地形地貌景觀破壞治理區(qū)位于小浪底水庫庫區(qū)的南側(cè)，歷經(jīng)30多年的開采冶煉，區(qū)內(nèi)遺留下大量的廢棄爐窯，這些爐窯大多已毀損，由于礦山開采冶煉不規(guī)范，技術(shù)落后，冶煉后的礦渣無序的堆積在治理區(qū)內(nèi)，治理區(qū)內(nèi)已被礦渣覆蓋，廢棄礦渣為冶煉硫磺礦渣，雨后形成的硫磺水，污染當(dāng)?shù)氐耐恋睾退Y源，目前治理區(qū)內(nèi)滿目瘡痍，景觀破壞。植被破壞較嚴(yán)重，坡面破碎、凌亂，使原本視覺上較為協(xié)調(diào)的地質(zhì)景觀、秀美山川遭到了嚴(yán)重的破壞，嚴(yán)重影響著新安縣的形象及小浪底水庫范圍內(nèi)旅游資源的開發(fā)。
3．土地資源影響和破壞該區(qū)原為八一硫鐵礦，歷經(jīng)30多年的開采冶煉，區(qū)內(nèi)遺留下大量的廢棄爐窯和廢棄的礦渣，占?jí)捍罅客恋兀卫韰^(qū)內(nèi)土地破壞面積為11.24hm2，土地類型為荒山地。
三、治理方案研究
1．治理原則（1）因地制宜、因害設(shè)防、重點(diǎn)突出的原則；針對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境破壞的特點(diǎn)、方式、分布及危害程度，抓住重點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因地制宜，因害設(shè)防。（2）經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的原則；區(qū)內(nèi)礦渣堆分布較為密集，且存在較大安全隱患。工程措施應(yīng)精心布置，合理設(shè)計(jì)力求以較小的工程量換取較大的工程治理效益。另一方面，治理工程必須安全可靠，最大限度地消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。（3）工程措施與生物措施相結(jié)合的原則；礦山地質(zhì)環(huán)境治理只有將工程措施與生物措施緊密結(jié)合，才能達(dá)到礦山地質(zhì)環(huán)境治理的最終目標(biāo)。工程措施最大限度降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育及危害程度，生物措施在恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)，美化環(huán)境成效顯著，兩者結(jié)合，使礦山治理效益更加顯著。
2．治理方案設(shè)計(jì)礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程屬公益性、社會(huì)性項(xiàng)目，應(yīng)遵循生態(tài)社會(huì)效益優(yōu)先的同時(shí)，爭取最大的經(jīng)濟(jì)效益。注重因勢利導(dǎo)、順坡就勢，以爐窯拆除、礦渣堆平整為主，輔以覆土、植樹綠化等措施，修復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境。本次治理方案對(duì)技術(shù)合理性、施工的可行性和經(jīng)濟(jì)等三方面綜合考慮，選擇最佳的結(jié)構(gòu)形式與布置方案，擬擬采用擋渣墻工程、礦渣堆平整工程、爐窯處理工程、排水工程、并實(shí)施生物工程。（1）擋渣墻工程設(shè)計(jì)；在通向小浪底庫區(qū)的沖溝下游邊緣處及礦區(qū)內(nèi)房屋后修建擋渣墻。擋渣墻為M10漿砌石結(jié)構(gòu)，高4m，頂寬1.06m，底寬1.99m，外側(cè)墻體傾斜坡比1：0.2，長210m。基礎(chǔ)采用直立式擴(kuò)展基礎(chǔ)。（2）礦渣堆平整工程設(shè)計(jì)；針對(duì)治理區(qū)內(nèi)礦渣、棄石根據(jù)現(xiàn)狀地勢，采用挖高填低分級(jí)平整的方式，因地制宜，中間平整為臺(tái)地，允許有緩坡起伏，緩坡角度不得大于5˚。臺(tái)地上部邊坡附近山坡主要依山勢進(jìn)行平整，削掉的棄渣廢石主要推向渣堆低洼處以及沖溝內(nèi)，達(dá)到以最小的工程量對(duì)礦渣堆進(jìn)行綜合整治的目標(biāo)。（3）爐窯處理工程；主要是針對(duì)治理區(qū)內(nèi)以漿砌塊石修建的成片土法煉硫窯爐，治理區(qū)內(nèi)主要有2片保留修整區(qū)，共修整爐窯63座；針對(duì)治理區(qū)內(nèi)以漿砌塊石修建的單獨(dú)的土法煉硫窯爐，計(jì)劃對(duì)其進(jìn)行拆除，挖方總方量約5,180m3；（4）排水工程設(shè)計(jì)；為了防止坡面匯水沖刷覆土，減少水土流失，治理區(qū)內(nèi)設(shè)置排截水溝，將坡面匯水引出治理區(qū)。主排水溝采用矩形斷面，溝底寬1.5m，設(shè)計(jì)水深0.9m，過水?dāng)嗝?.35m2；截水溝底寬0.5m，設(shè)計(jì)水深0.5m，過水?dāng)嗝?.25m2。過路涵管長度14m。（5）生物工程設(shè)計(jì)；生物措施主要起到覆蓋地表、穩(wěn)定邊坡、控制水土流失、美化環(huán)境的作用。首先對(duì)整理好的廢棄礦渣平臺(tái)、擋渣墻臺(tái)背及邊坡間馬道進(jìn)行覆土，覆土厚度0.5m。覆土應(yīng)為適宜植物生長所需理化性能的自然界中的土壤，含砂量不大于5%。覆土面積72,546.32m2，覆土36,273.16m3。本之后選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)厣L的速生樹、草種植，以迅速恢復(fù)植被，達(dá)到美化環(huán)境的目的。生物工程計(jì)劃植樹約4,650棵，種草8,500m2。
四、結(jié)語
該治理方案的實(shí)施將優(yōu)化當(dāng)?shù)芈糜苇h(huán)境，項(xiàng)目實(shí)施后，將消除礦區(qū)廢棄采坑所引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患，礦山地質(zhì)環(huán)境得到明顯改善，有力保障附近群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，為當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)、生活創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，提高當(dāng)?shù)鼐用袷杖搿Ａ硗猓殡S著小浪底庫區(qū)新安縣境段生態(tài)環(huán)境的不斷改善，使新安縣境內(nèi)旅游景區(qū)的社會(huì)形象得到提升，將吸引更多地游客到新安觀光游覽，必將有力的推動(dòng)新安旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
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作者：鄭廣宇 李海俠 史玉成 謝夢謙 單位：昆明理工大學(xué)