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刍议历史遗留矿山综合治理技术

2025-03-26 68 上传者：管理员

摘要：废弃露天矿山作为历史遗留矿山的典型，长时间处于露天环境下不仅占据大片土地，加剧资源浪费，还对生态发展造成不可言说的影响。本文根据废弃露天矿山可能引发的灾害，提出多种针对性治理措施，避免生态质量持续恶化，对当地经济建设具有积极意义。

关键词：
矿山
矿山资源
综合治理
综合治理技术
露天废弃矿山
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1、概括废弃露天矿山综合治理

所谓露天废弃矿山,主要是指开采活动结束之后,长时间闲置在露天环境下的矿山,内部储藏资源被挖掘殆尽,矿山整体环境受到严重破坏｡而经过综合治理之后,矿山可以进一步开发应用,合理规划土地资源应用,彰显资源应用价值｡具体可细分成下述几种情况:其一,矿山土地资源被剥离,并存储于单独区域,剥离期间在现场遗留大量废弃土壤;其二,矿山资源开采过程中,现场遗留大量岩石,岩石碎块堆积在某一区域;其三,矿产开采结束之后,现场出现大量采空区与塌陷区,土地资源无法继续应用;其四,矿采活动完成之后,大量矿藏深藏地底深处,但因矿藏中存在含量不一的金属元素,土壤无法用于种植;其五,矿产开采过程中使用大规模机械设备,占据部分土地资源,但开采结束之后,设备没有及时撤离开采现场,土地资源依旧被设备占用;其六,部分矿井开采阶段受地表土壤影响,难以进行二次开发｡

除此之外,废弃矿山综合治理过程中,如何处理其中毒性成分也是治理人员必须考虑的问题｡矿山治理复杂性突出,矿石毒性危害较大,关乎综合治理成效及技术选用｡为此,正式治理之前,需要通过抽样方式测量矿山毒性成分占比,这既是为矿山综合治理负责,也是为治理人员自身安全考虑｡为提高测量准确性,一般情况下治理人员习惯采取水浸或酸浸两种不同的方式加以检测,详情如表1､表2｡

表1废石､尾砂浸出毒性鉴别结果(酸浸)

表2废石､尾砂浸出毒性鉴别结果(水浸)

2、露天矿山可能引起的地质灾害

矿山废弃之后会出现不同的场地,包括露天边坡面､废石堆等｡矿产开采阶段,需要对地表进行全面清理,尤其是绿植,并将矿山表层剥离,之后按照由上至下的顺序进行挖掘作业｡这表明,矿山初始环境会随矿产开采发生改变｡操作期间,地表斜坡坡度逐渐增加,致使矿山岩石层长期裸露在外｡此外,某些开采工作无法按照章程与制度进行｡

开采期间,因斜坡过于陡峭,导致矿山边坡结构出现一系列事故,如崩塌､滑坡等｡然则,因矿山习惯通过阶梯方式进行掘进作业,导致现场分布标高不一的深坑,以至于边坡土壤养分储备不足,无法有效修复因采矿而破坏的自然环境｡矿山范围下,原有土层被完全破坏之后,因坡面表层土壤被剥落,大量废弃石料因此倾泻而下,在作业现场形成大小不一的堆积｡废弃的矿山土地会对生态环境造成严重破坏,降低土壤抗腐蚀性,加剧水土流失现象,破坏当地生态体系平衡｡

2.1崩塌灾害

崩塌是废弃矿山经常出现的自然灾害,究其原因,开采单位习惯通过立面方式挖掘资源,操作期间涉及一些危岩领域,这种情况会加大坍塌出现概率,且某些开采单位选用方式及技术缺少合理性,加剧岩石风化速度｡如果基于软质矿山进行开采作业,因岩体长时间受雨水侵蚀,致使矿山内部出现蠕动的情况,外部作用力影响下,岩石结构出现失稳,进而出现滑坡现象｡而废弃之后的矿山之所以出现坍塌情况,是支撑临空区的岩石分布较为松散,且岩石出现裂缝,岩溶出现之后,在临空区范围内生成部分岩浆与块状岩,稳定性因此下降｡矿山部分区域出现破碎岩层,小粒径悬石密布｡总而言之,崩塌灾害发育时间缓慢,潜在危害突出｡一旦发生,无论是灾害规模还是影响都无法控制,威胁民众生命安全｡为此,要重视此类灾害防范工作开展,积极落实应对措施,减少因此造成的损失｡

2.2滑坡灾害

斜坡环境下,露天采矿作业结束之后,会在现场形成高坡度边坡,降低矿山边坡结构稳定性｡在雨水冲击及地心作用力影响下,矿山表层土壤稳定性受到影响,且碎石会沿表层土壤较为薄弱的区域滚落,沿着斜坡下滑,最终引起泥石流｡譬如,我国某地区曾爆发大规模山体滑坡,事后分析事故成因,地心作用力使矿山较为薄弱的结构出现位移,进而出现岩石楔状滑坡｡事故发生之后,滑坡体前缘均被清理,调查之后发现,滑坡面积约为6203m2,滑坡体厚度控制在8~20m范围内,测量之后发现厚度约为11.4m｡

2.3泥石流

针对露天环境下的矿山进行资源开采,必然要破坏矿山表层植被,而随着开采范围不断扩大,开采工作持续进行,开采范围下的水土稳固能力会持续下降｡部分矿山为提高开采效益,剥离之后的矿山废料直接堆积在矿山附近,如果开采阶段降雨量骤增,很容易引起滑坡事故｡例如,可控区域内存在沟渠,地势较为陡峭,且降水量较多,开采过后在现场遗留大量堆积物｡这种情况下,如果出现暴雨天气,会加大滑坡事故发生概率[1]｡

3、治理废弃露天矿山地质灾害的措施

3.1崩塌的治理措施

3.1.1基于崩塌发生概率较高的陡峭立面进行开采时,可以通过机械与人工相结合的方式进行清理,主要清除矿山危岩｡如果清理规模较大,或者人工方式无法清理岩石,可以将上述两者与爆破结合在一起,通过综合手段清理其中危岩｡

3.1.2如果开采区域存在过深的崩塌立面,为避免发生崩塌事故,可根据矿山高度及地质结构分布情况设定落石平台,这一举措方便打造拦截设施｡

3.1.3对中小型废弃矿山来说,可选择合适材料修复因矿山开采形成的采空区,之后对回填材料进行碾压,提高材料厚度与密度,随后栽种绿植,扩大矿山范围下绿化覆盖面积｡

譬如,结合现场条件通过重力挡墙､框架锚固等手段防止灾害发生,避免造成过于严重的影响｡针对矿山进行削坡时,需使削坡后补充格构锚固与已完成区连接在一起｡对岩石结构进行综合分析,确定结构分布规律及自然条件,基于此调整削坡角度及规模,最好不超过35°｡削坡完成之后,为加快当地生态环境恢复速度,引进本地绿植,壮大绿化规模,清理尚未进行削坡的矿山表面｡利用浇筑结构､锚杆稳定性强的优势进行固定作业｡常见结构为方形,长宽比一致｡一般情况下,格构骨架是通过钢筋混凝土浇筑制成的作业结构,其横截面积维持在400×300mm,强化结构承载力,提升作业稳定性｡挡土墙施工期间,要全面分析现场条件,包括地质结构特点与规律､岩石牢固程度,通过科学有效的方式判断崩塌风险发生可能性,并基于此确定防护措施,进一步完善操作方案｡另外,崩塌治理过程中,可结合岩层内部结构及组成,通过剥离矿山的方式进行填充,充分发挥填充材料作用｡同时,这一举措可以控制对周围环境造成的影响,提高防治水平[2]｡

譬如,某矿区通过上述措施,避免矿山存在期间发生崩塌事故,除此之外,科学处理矿山开采阶段遗留废弃物,效果十分理想,为类似矿区治理提供参考建议｡

3.2滑坡､泥石流的防治措施

面对废弃矿山山体滑坡时,可以根据矿山实际情况采取相应措施开展综合治理作业｡

3.2.1地质条件明确的情况下,分析山体滑坡构成,掌握其中要素,基于此判断滑坡规模,针对堆积规模较大的区域进行削坡处理,通过这种方式从根源控制山体滑坡,减少因这一事故造成的损失;

3.2.2如果山体滑坡规模较大,可以基于矿山通过分层的方式设置作业平台｡结合矿山实际高度,科学控制相邻平台高度,并基于滑坡表面栽种绿植;

3.2.3针对矿山底部增设一定规模挡土墙｡严格来说,要在了解矿山实际情况下选择挡土墙｡

如此,不仅可以控制山体滑坡影响范围,同时能提高边坡结构稳定性,调整滑体形态｡面对危险程度较高的矿山,可以通过改变边坡形态的方式控制边坡标高,控制矿山作用力分布｡有关文献资料表明,此种方式在强化边坡稳定性方面发挥了十分重要的作用｡应用价值较高｡迄今为止,拦截与排泄疏导是治理泥石流的主要方式,实用效果突出｡即在泥石流发生概率较大的废弃矿山下,结合地理位置与现有条件,设置规模合适的拦截坝,拦截过于松散的堆积物体,综合治理的支持下,泥石流可在短时间内排走,不会对矿山环境造成严重破坏｡

3.3其他防治措施

某些废弃矿山规模较大,部分山体没有经过任何开采,但是从文件及时权限划分角度来看,山体开采已经彻底完成,这种情况下,得到有关部门授权许可之后,可以通过爆破方式粉碎矿山,或者用作林业种植或工程建设｡其次,依托本土绿植生态优势恢复自然环境,结合矿山基本条件,种植经济类作物｡这样既可以减轻环境承担的压力,同时避免生态质量持续恶化,对当地经济建设而言具有积极意义[3]｡

4、矿山环境治理技术

4.1遥感技术在矿山环境治理中的应用

4.1.1快速识别矿山环境问题

遥感技术作为科学技术不断发展的产物,在废弃矿山综合治理方面,可以高效获取环境修复所需信息条件,同时可以及时发现矿山范围内不合理的情况,通过直接客观的方式呈现出来｡因此,大量无人机广泛用于矿山综合治理,协助治理人员第一时间获取信息｡之后,无人机被广泛用于矿山环境治理,协助工作人员采集数据资料｡矿山暴露出的环境问题可细分为两个方面,即地表与地下｡地表环境问题主要包括生态环境及资源破坏严重,地下环境问题主要是指水资源污染严重｡遥感数据信息中,这一问题可利用目视解译快速确定具体范围,与附近影像之间差异显著｡

4.1.2提升矿山数字化水平

对矿山建设来说,提高数字化水平可最大程度控制环境问题造成的影响,抑制矿山破坏,随着科技革新进程加快,矿山发展理念随之转变,数字化技术是提高矿山信息化管理水平,实施绿色采矿的关键,也是矿山主要发展方向｡遥感技术可以协助工作人员获得更为精准且全面的数据资料,是实现数字化建设目标的有效手段｡无人机､实时控制等技术引入之后,使矿产开采呈现出标准化､规范化等特点｡因此,面对矿山环境治理,要在问题成型之处进行干预,减少后续阻碍｡

4.2依托植物修复技术治理矿山环境

所谓植物修复技术即依托植物吸收､挥发等功能吸收土壤中的金属,为此要选择耐金属性植物,修复受损土壤｡另外,这类植物不仅可以抑制金属元素侵害,还能在条件恶劣的环境下实现逆生长｡并且,植物可以将土壤中的金属元素集中于某一点,这也是该技术可以修复污染土壤的主要原因[4]｡

5、结论

结合上述分析内容可以看出,历史遗留矿山治理是项难度较高､专业突出､内容复杂的工作｡对其进行综合治理的过程中,必须慎重分析矿山环境､资源储备､技术选用､经济条件等不同方面因素造成的影响｡经过上述内容探讨,废弃矿山治理不仅要解决自然灾害带来的问题,更要逐步恢复矿山生态环境,重新塑造平衡稳定的生态体系,进而实现可持续发展目标｡

参考文献:

[1]张三翔.露天矿山地质环境问题及其综合治理技术的探讨[J].世界有色金属,2024(01):109-111.

[2]王军忠.探究矿山地质环境现状与生态修复技术的应用[J].世界有色金属,2023(12):191-193.

[3]姜斌.矿山地质勘查技术与地质环境综合治理措施分析[J].世界有色金属,2023(11):97-99.

[4]夏南.矿山生态修复技术与成效综合研究[J].中国金属通报,2023(04):128-131.

文章来源:刘婷婷.刍议历史遗留矿山综合治理技术[J].中国井矿盐,2025,56(02):33-35.