福建省環(huán)境科學(xué)研究院 張琪敏

目前我國水泥工業(yè)以走新型工業(yè)化道路為目標(biāo)，大力促進(jìn)新型干法水泥的發(fā)展。石灰石資源將為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)保駕護(hù)航。因此，在提倡水泥工藝技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，水泥工作者一定要克服重工藝、輕礦山的思想，把礦山的技術(shù)進(jìn)步納入企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的整體規(guī)劃之中。在開采過程中，對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的粉塵要采取有效措施進(jìn)行控制，同時(shí)要重視礦山的生態(tài)保護(hù)工作。本文以閩西山區(qū)某石灰石礦山露天開采為例，探討其開采過程中產(chǎn)生的主要環(huán)境影響以及應(yīng)采取的環(huán)境保護(hù)及生態(tài)恢復(fù)措施。

1 項(xiàng)目概況

閩西某石灰石礦山位于低山丘陵地帶，礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型，地形坡度大，礦床適于山坡型露天開采。礦山工程建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)石灰石 4.00×106t，采礦作業(yè)為自上而下水平分臺(tái)段的露天采礦方法。石灰石礦山露天開采會(huì)對(duì)礦區(qū)及周邊的大氣、生態(tài)、地下水和聲環(huán)境等產(chǎn)生不利影響。相對(duì)而言，石灰石礦山露天開采對(duì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境兩個(gè)方面。

2 礦山開采對(duì)環(huán)境的主要影響

2.1 大氣環(huán)境影響

露天采礦過程中鉆孔、爆破和礦石運(yùn)輸?shù)忍帟?huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵和粉塵，受地面風(fēng)源氣象條件的影響，采礦產(chǎn)生的粉塵易擴(kuò)散，影響周圍大氣環(huán)境質(zhì)量。

2.1.1 鉆孔粉塵

石灰石礦山露天開采采取潛孔鉆機(jī)打深孔，鉆機(jī)配套干式濾式除塵設(shè)備。95%粉塵可被除塵設(shè)備過濾，擴(kuò)散到大氣中的粉塵量較小，影響局限于鉆孔周圍50m范圍內(nèi)，受影響的主要為現(xiàn)場(chǎng)操作人員，對(duì)周邊環(huán)境影響不大。

2.1.2 爆破粉塵

本項(xiàng)目采取中深孔爆破，相比淺孔爆破，中深孔爆破具有產(chǎn)塵量較少且爆破礦石量大的特點(diǎn)。通過中深孔一次爆破后，還有約 5%的大塊巖石需要進(jìn)行二次破碎處理。二次破碎采用液壓錘頭擊打法破碎爆破遺留下的大塊石頭，會(huì)產(chǎn)生一定量的粉塵。礦山四周開闊，擴(kuò)散條件好，二次破碎粉塵影響范圍局限于開采平臺(tái)內(nèi)。根據(jù)類比調(diào)查，項(xiàng)目正常生產(chǎn)且在未采取抑塵措施的情況下，爆破粉塵主要影響采場(chǎng)下風(fēng)向300m范圍內(nèi)區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量。

2.1.3 自卸汽車運(yùn)輸揚(yáng)塵

自卸汽車在采區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)礦石的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的揚(yáng)塵，其產(chǎn)塵強(qiáng)度與路面種類、季節(jié)干濕以及汽車運(yùn)行速度等因素有關(guān)。本礦山采場(chǎng)上部各開采平臺(tái)的礦石經(jīng)液壓挖掘機(jī)裝車后，由汽車運(yùn)至水平溜井口卸礦，水平卸礦平臺(tái)有道路通往采場(chǎng)上部各開采平臺(tái)，礦石運(yùn)輸過程中會(huì)產(chǎn)生一定的揚(yáng)塵。

根據(jù)對(duì)礦山道路揚(yáng)塵的監(jiān)測(cè)情況，礦山道路為砂石路面時(shí)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)距道路中心分別為 10m、50m和 200m，道路上風(fēng)向設(shè)1個(gè)對(duì)照點(diǎn)，采樣時(shí)間為30min，采樣儀器為空氣/智能TSP綜合采樣器（型號(hào)：嶗應(yīng)2050）。監(jiān)測(cè)布點(diǎn)示意圖見圖1，運(yùn)輸?shù)缆窊P(yáng)塵濃度測(cè)定結(jié)果見表1。

圖1 礦山道路揚(yáng)塵布點(diǎn)示意圖

從表1可見，運(yùn)輸?shù)缆废嘛L(fēng)側(cè)是粉塵污染最嚴(yán)重地帶，當(dāng)路面干燥時(shí)，道路旁10m處的粉塵濃度為5.85mg/Nm3，道路旁50m處的濃度值1.43mg/Nm3，距道路200m的濃度值接近上風(fēng)向?qū)φ拯c(diǎn)。說明礦山道路揚(yáng)塵的影響范圍在道路兩側(cè)200m范圍內(nèi)。采取灑水措施以后，道路的揚(yáng)塵量大幅度降低，10m測(cè)點(diǎn)處與干燥時(shí)相比，粉塵濃度下降78%；50m測(cè)點(diǎn)處與干燥時(shí)相比，粉塵濃度下降63%。

表1 道路揚(yáng)塵濃度測(cè)定結(jié)果

2.2 生態(tài)環(huán)境影響

2.2.1 對(duì)植被的影響

礦山開采前期需將開采區(qū)域的植被剝離，造成植被生物量的損失。運(yùn)營期對(duì)植被的影響主要是礦山開采產(chǎn)生的揚(yáng)塵、飄塵等對(duì)露天開采區(qū)周圍植被的影響。礦山爆破以及礦石的裝載運(yùn)輸過程中若不采取相關(guān)的防塵措施，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的粉塵污染，粒徑較大的粉塵在近距離短時(shí)間內(nèi)沉降，但粒徑較小的粉塵、飄塵等導(dǎo)致露天開采區(qū)周圍一定范圍內(nèi)植被生活環(huán)境中粉塵濃度顯著增加，這可能會(huì)影響到附近植被的光合作用和葉面呼吸，從而影響植物的生長。由于礦區(qū)周圍存在部分農(nóng)田，礦山的這種影響也會(huì)使農(nóng)作物的生長受到一定抑制，使附近的農(nóng)作物產(chǎn)量減少，但其影響不大。

2.2.2 對(duì)土壤環(huán)境的影響

礦山開采破壞了原有地表土壤和植被，由于礦山開采規(guī)模大、年限長，表土層被剝離，地表巖石裸露。在降雨作用下，礦山開采時(shí)產(chǎn)生的泥沙、粉塵和飄塵等隨雨水可能直接流入礦山周圍山腳下的農(nóng)業(yè)用地和林地。由于農(nóng)田的地勢(shì)較緩，被雨水沖入的細(xì)小顆粒泥砂等會(huì)沉積在農(nóng)田中，導(dǎo)致農(nóng)田受水沖砂壓，會(huì)改變農(nóng)田土壤的粒徑組成，導(dǎo)致土壤的理化性質(zhì)惡化，土壤肥力下降，從而影響農(nóng)作物的生長。

2.2.3 礦區(qū)地質(zhì)危害影響

礦山開采將形成人工開采邊坡，由于巖質(zhì)邊坡的巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，其相互切割形成的楔形體局部外傾，且?guī)r石破碎，在爆破的震動(dòng)力和降雨等地表水的作用下，存在發(fā)生局部巖塊崩落、掉塊等地質(zhì)災(zāi)害的可能，因此應(yīng)對(duì)露天開采區(qū)域及周邊高邊坡處或地表存在可能崩塌隱患的地段進(jìn)行削坡減載處理，清除危巖，防止邊坡崩塌，以確保邊坡穩(wěn)定安全。針對(duì)本礦山原有開采過程中遺留的礦硐、巷道等采空區(qū)存在的安全隱患，礦山露天開采至原硐采頂板標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意采空區(qū)對(duì)露天開采的影響，并及時(shí)采取防護(hù)措施，以確保礦山開采安全。礦山開采至今尚未發(fā)現(xiàn)有滑坡、崩塌等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。在加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，對(duì)易造成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害地段做好工程防護(hù)工作等防護(hù)措施的前提下，礦區(qū)范圍內(nèi)發(fā)生地質(zhì)危害的幾率將降低。

2.2.4 對(duì)當(dāng)?shù)鼐坝^的影響

礦山開采過程中對(duì)當(dāng)?shù)鼐坝^的影響主要表現(xiàn)在地形的不斷變化。本礦山按照臺(tái)階自上而下開采，隨著礦體的不斷挖掘礦山臺(tái)面將逐步變低，相應(yīng)的局部地形就不斷下降，地形的改變破壞了山體連綿不斷的視覺效果，因此，在礦山服務(wù)期滿以后，要根據(jù)地形營造與周圍環(huán)境相適應(yīng)的景觀。

3 環(huán)境影響保護(hù)措施

3.1 粉塵防治措施

3.1.1 鉆孔過程

穿鑿中深孔的潛孔鑿巖設(shè)備采用自帶的干式除塵器捕塵。本項(xiàng)目采用潛孔鉆機(jī)阿特拉斯460和宣化CM358A各1臺(tái)，均配套干式除塵設(shè)備，手持式鑿巖機(jī)采用濕式鑿巖除塵，并輔以灑水抑塵的辦法，均可有效控制鑿巖時(shí)的粉塵污染。

3.1.2 爆破過程

爆破作業(yè)粉塵的抑制，除采用合理的炮孔網(wǎng)度、微差爆破以及空氣間隔裝藥，以減少粉塵產(chǎn)生量外，在爆破前向爆破現(xiàn)場(chǎng)灑水，使地面保持潮濕，爆破后對(duì)采石區(qū)進(jìn)行灑水增濕抑塵，并對(duì)爆破礦堆灑水增濕，避免在礦石采裝時(shí)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵飛逸，在灑水時(shí)注意不要使炸藥因受潮而失效。要求有風(fēng)天氣減少運(yùn)輸量、少放炮，在大風(fēng)天氣禁止放炮，在小風(fēng)天人為提高礦巖濕度，以減少粉塵污染。

3.1.3 鏟裝及運(yùn)輸過程

在裝卸前對(duì)礦石和場(chǎng)地進(jìn)行灑水以減少裝卸逸散粉塵的產(chǎn)生。車輛運(yùn)輸路面的防塵措施主要采用灑水為主，非雨季每日灑水 6～10次，始終保持路面濕潤，該方法簡(jiǎn)便及防塵效果好。

3.2 生態(tài)景觀保護(hù)和恢復(fù)措施

3.2.1 生態(tài)景觀保護(hù)措施

根據(jù)礦山工程露天開采的特點(diǎn)以及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，建議采取以下生態(tài)保護(hù)措施：

(1) 施工時(shí)合理布置開挖土石的堆存，不允許亂堆亂填，及時(shí)修整邊坡和擋土墻，以防止水土流失、滑坡和泥石流的產(chǎn)生。

(2) 施工場(chǎng)地布置前先將其表層土開挖運(yùn)至表土臨時(shí)堆場(chǎng)堆放，并采取草包（或紡織袋）填土在堆場(chǎng)周邊進(jìn)行圍擋，施工結(jié)束后進(jìn)行植被恢復(fù)。

(3) 道路選線不應(yīng)位于地質(zhì)不良區(qū)域，礦山公路修筑應(yīng)盡量減少切坡開挖，控制開挖邊坡的坡高與坡度比，切坡開挖產(chǎn)生的廢石土應(yīng)妥善堆放，以減少災(zāi)害的發(fā)生。

(4) 礦山施工地表剝離產(chǎn)生的肥沃表土不能隨意堆放，應(yīng)集中堆置，用于臺(tái)面覆土綠化。

(5) 截洪溝、排水溝和沉淀池應(yīng)與工程同步修建，以降低水土流失帶來的生態(tài)環(huán)境影響。

(6) 應(yīng)采取濕式作業(yè)、定時(shí)灑水等方式降低礦山施工開采粉塵、揚(yáng)塵對(duì)周圍植被、農(nóng)作物和土壤的影響。

(7) 對(duì)長時(shí)間裸露閑置區(qū)域要采取相應(yīng)的臨時(shí)措施或植被綠化措施，防止揚(yáng)塵和水土流失。

(8) 在臨時(shí)堆放場(chǎng)地周邊碼編織袋裝土筑砌攔擋，土袋擋墻外圍設(shè)置排水溝，排水溝末端布設(shè)沉沙池。遇雨季要在堆土表面鋪塑料薄膜覆蓋或鋪防水土工布覆蓋，表土臨時(shí)堆放長時(shí)間不用時(shí)，在堆土表面要進(jìn)行植被綠化，以減少揚(yáng)塵和水土流失對(duì)周圍環(huán)境的影響。

(9) 加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，對(duì)易造成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害地段做好工程防護(hù)工作。對(duì)于山坡現(xiàn)存的散落土石不穩(wěn)定區(qū)域應(yīng)盡快采取在坡腳修建擋攔防護(hù)以確保工程安全。

3.2.2 生態(tài)恢復(fù)和土地復(fù)墾措施

礦山服務(wù)期滿后，直接的生態(tài)破壞活動(dòng)將停止，主要環(huán)境問題是采場(chǎng)的土地恢復(fù)利用和生態(tài)恢復(fù)問題。同時(shí)隨著礦山土地復(fù)墾工作的開展，被擾動(dòng)或破壞的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境將逐步得到補(bǔ)償或恢復(fù)。礦山退役后，遺留部分廢墟及裸露的巖土場(chǎng)地若不加以治理和及時(shí)復(fù)墾，既會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境繼續(xù)產(chǎn)生影響，又會(huì)影響當(dāng)?shù)氐木坝^美感。大風(fēng)天氣容易引起揚(yáng)塵，雨季露天開采區(qū)可能會(huì)發(fā)生水土流失，還可能產(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

礦山開采結(jié)束后應(yīng)根據(jù)礦山的特點(diǎn)加以整治。礦山退役后的裸露采區(qū)是一種極端生境，不具備正常土壤的基本結(jié)構(gòu)和肥力，土壤生物不復(fù)存在，地面碎石間含土量少，水分難以保持，太陽輻射強(qiáng)烈導(dǎo)致高溫、干旱或水澇等極端環(huán)境條件，幾乎沒有具活力植物繁殖體。作為一種極端裸地，植被原生演替過程極其緩慢。因此，應(yīng)以人工手段改良其生境條件滿足某些植物的生存需要，促進(jìn)植被在短時(shí)期內(nèi)得以恢復(fù)，縮短自然生態(tài)系統(tǒng)的演替過程。礦山露天開采后應(yīng)及時(shí)清理，并對(duì)平臺(tái)、平臺(tái)坡面和底盤進(jìn)行人工填土和綠化，種植樹木及花草，恢復(fù)自然景觀。對(duì)于每一平臺(tái)坡面應(yīng)采取設(shè)置網(wǎng)格護(hù)坡的方式，平整、下管、覆土植樹種草及平面擋墻和排水等工程。隨著生態(tài)環(huán)境條件的逐步改良，礦山廢棄地的生態(tài)系統(tǒng)會(huì)逐漸恢復(fù)。

礦山廢棄地的復(fù)墾首先要保證有植被復(fù)綠相宜的立地條件，即需創(chuàng)造和解決土壤條件、營養(yǎng)條件、物理?xiàng)l件和植物物種條件等。因此，礦山開采結(jié)束后應(yīng)根據(jù)礦山特點(diǎn)加以整治、復(fù)墾，具體措施如下：

(1) 對(duì)裸露巖石進(jìn)行土體再塑。進(jìn)行土體再塑時(shí)，要根據(jù)礦山開采結(jié)束后形成廢棄地，占用破壞地的地形、地貌現(xiàn)狀， 按照新復(fù)墾地利用方向的要求，并結(jié)合采礦工程特點(diǎn)，對(duì)破壞土地進(jìn)行順序回填、平整、覆土及綜合整治。將礦區(qū)開采過程中剝離的表土覆上，并通過加入部分客土，摻好土，形成再塑土體。再塑土體構(gòu)造必須遵循“上土下巖，粗下細(xì)上，酸、堿的在下，中性的在上，不易風(fēng)化的在下，易風(fēng)化的在上，肥沃的在上”的原則。

(2) 對(duì)再塑土體進(jìn)行培肥。對(duì)再塑土體培肥要先排除限制植物生長的障礙因素，再加以施肥。根據(jù)生態(tài)適宜性原理，施肥時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：①礦山土中養(yǎng)分的有效性；②種植植物對(duì)養(yǎng)分的需求；③肥料對(duì)礦山土性質(zhì)的影響；④水利條件。在再塑土體的培肥過程中，施用氮素化肥是一項(xiàng)有效的“起步”措施，結(jié)合施農(nóng)家肥等措施改良土壤，可以使土壤有機(jī)質(zhì)含量不斷提高，從而增加土壤微生物的數(shù)量，使養(yǎng)分循環(huán)得以進(jìn)行，提高土壤肥力。

(3) 選用抗逆性和速生性強(qiáng)的植物種類進(jìn)行植被恢復(fù)。覆土培肥以后要進(jìn)行植被恢復(fù)，礦山復(fù)墾地與附近農(nóng)田和生態(tài)林地相比，環(huán)境因子變化很大，其土層薄、土質(zhì)差、微生物活性差，因此應(yīng)選用抗逆性和速生性強(qiáng)的先鋒植物品種。隨著先鋒植物的生長、繁殖，生境逐漸得以改善，再采取草、灌、喬相結(jié)合的方式，構(gòu)成立體保護(hù)的生態(tài)模式。

(4) 加強(qiáng)后期跟蹤管理，保證植被成活率。常言道“種三管七”，因此，必須做好種植以后的植物管理工作。在管理和養(yǎng)護(hù)技術(shù)上，要了解恢復(fù)植被類型和各種品種的特征與特性，抓好澆水、追肥、修剪、除雜、松土和防治病蟲害等工作，使植被適應(yīng)環(huán)境，達(dá)到較高的成活率和保育率。

4 結(jié)論

石灰石礦山的露天開采給礦區(qū)及周邊環(huán)境帶來了生態(tài)破壞和大氣環(huán)境污染等危害，在開采期可通過采取相應(yīng)措施以減緩大氣環(huán)境污染及生態(tài)破壞程度，在礦區(qū)服務(wù)期滿后應(yīng)采取措施進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)和土地復(fù)墾，以加快恢復(fù)整個(gè)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。

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