■孫曉龍
(1南京大學環(huán)境學院 2江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局)
本文以鎮(zhèn)江市山、青龍山關(guān)閉礦山地質(zhì)環(huán)境治理為研究對象,通過對山、青龍山關(guān)閉礦山現(xiàn)狀的調(diào)查以及環(huán)境破壞情況,確定了山關(guān)閉礦山環(huán)境存在的問題,針對這些問題提供了整體修復方法,并跟蹤了解各個分項方案的實施過程,檢測其實施結(jié)果。最后對礦山環(huán)境修復全過程整體進行總結(jié)。
對山開采破壞了原有山體的穩(wěn)定性,形成了最高近135米的高陡邊坡,大塊巖石突出于坡面上,且松動、懸浮于近乎垂直的巖壁之上,甚至為倒勾狀,巖石破碎嚴重,巖石與壁坡間已斷裂開來,兩者間存有裂隙,在雨水和外力作用下極易崩塌。部分宕口的局部地段由于膨潤土化蝕變作用(如膨潤土化等)強烈、風化較為嚴重,珍珠巖化強烈,局部已風化為土質(zhì)狀,遇雨水浸潤易軟化,極易產(chǎn)生邊坡不穩(wěn)定災害。
青龍山東治理區(qū)的巖性為白云質(zhì)灰?guī)r,巖石中所夾砂質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r為軟弱夾層,充填裂隙導致巖壁產(chǎn)生大量松動碎石。在暴雨季節(jié)或有外力作用下,極易引起崩塌災害的發(fā)生,危及周邊居民的生命及財產(chǎn)安全。宕口內(nèi)殘留大面積廢棄采坑,有少量積水,周邊覆蓋層較厚,雨季水土流失現(xiàn)象極為嚴重。
青龍山西治理區(qū)的巖性為白云巖,巖石節(jié)理裂隙較為發(fā)育,巖石破碎松動,多危巖懸石,存在較多崩塌、滑坡地質(zhì)災害隱患;大面積的凹陷采坑嚴重危及周邊工人的生命及財產(chǎn)安全;北部原始緩坡覆蓋層普遍較厚,地形凌亂,雨季水土流失現(xiàn)象嚴重。
因此現(xiàn)狀條件下分析3個關(guān)閉礦山坡面的穩(wěn)定性較差,在外界因素(震動、降雨)的誘發(fā)下,易產(chǎn)生災害,需盡快進行相應的治理。
礦山原開采極不規(guī)范,基本為高架頭、一面墻式開采,所采層位軟硬巖石相間,節(jié)理、裂隙發(fā)育,地質(zhì)災害嚴重,隱患點眾多,嚴重危及周邊居民的生命及財產(chǎn)安全。
通過對山關(guān)閉礦山的實地調(diào)查,按照開采方式和開采礦種歸納出礦山的環(huán)境存在的問題,并劃分出其破壞和影響程度,再用加權(quán)比較法得出礦山環(huán)境存在的主要問題。
按破壞和影響程度進行分級,分為嚴重、較嚴重、一般三個級別。破壞和影響程度根據(jù)四個方面判別,①對原生地形地貌景觀破壞范圍、是否在重要交通于線的可視范圍內(nèi);②對地下水、地表水環(huán)境的影響程度;③地質(zhì)災害隱患和發(fā)育程度,是否危及生命財產(chǎn)安全:④對土地資源的破壞程度和修復難度。
加權(quán)比較法是指環(huán)境問題對礦山環(huán)境的破壞程度賦于分值,同時根據(jù)礦山環(huán)境破壞的重要程度予以加權(quán);分值與權(quán)重的乘積即為某一個環(huán)境問題的實際得分;環(huán)境問題得分最高的即為最主要問題,按分值將其排序,再根據(jù)主次制定恢復治理方案,使方案有針對的解決礦山環(huán)境問題,即為最優(yōu)方案。
礦山環(huán)境破壞程度分為嚴重、較嚴重、一般,將其賦予分值為5分、3分、1分。
再根據(jù)開采礦種的環(huán)境問題賦予權(quán)重(N),最后計算出每種問題的分值。計算公式如下:
Nij=Eij (En+Ei2+Ei7)Nij環(huán)境問題權(quán)重(i一第i個開采礦種;j一第j個環(huán)境問題);Eij環(huán)境問題的破壞程度。
本文以鎮(zhèn)江市山關(guān)閉礦山環(huán)境恢復治理為研究對象,通過野外實地調(diào)查、采樣試驗分析確定山關(guān)閉礦山環(huán)境存在的問題;再對礦山環(huán)境問題進行歸納整理,相應的治理措施學術(shù)論文的研究成果如下:
(1)削坡減載,清坡,對宕口按≤50°進行削坡減載,同時針對個別宕口局部坡面出露的膨潤土易風化形成軟弱夾層的特點,對上述宕口膨潤土區(qū)域按≤45°進行了削坡減載,并將坡頂松軟土質(zhì)的坡面坡度降低至小于35°。徹底清除坡頂及坡面的懸?guī)r、碎石、浮石等不穩(wěn)定巖體,消除崩塌隱患,保證邊坡經(jīng)修整后能保持長期穩(wěn)定。經(jīng)削坡減載后,邊坡修整最終礦山山體穩(wěn)定性得到了提高,坡面上的碎石等雜物得到了有效的清除;
(2)排水設施,為保證洪水來臨時,坡面土壤和植被不受沖擊,在坡頂,結(jié)合地形、地貌狀況在最終邊坡坡頂線向外3米(水平距離)處設置截水溝,其外側(cè)與坡面縱向排水溝相連,并沿邊坡兩側(cè)端部通往宕底排水系統(tǒng)。同時為避免雨水(洪水)沖擊坡面的植被和土壤、避免對坡面綠化植物造成侵害。根據(jù)實際需要,本次設計在治理區(qū)設置坡面縱向排水溝。其兩側(cè)與坡頂截水溝相通,下段與坡腳排水溝相連。坡頂截水溝設計長度是根據(jù)其投影長度,并結(jié)合地形坡度綜合考慮,盡可能按≤5%坡面地形起伏設計。本次治理中山區(qū)域排水溝總體增加了5000m,可以滿足治理區(qū)最大過水流量1.15立方米/秒,坡面最大可以滿足平均降雨強度達到了30mm/h。
(3)山體邊坡復綠包括掛網(wǎng)噴播綠化,魚鱗坑綠化和種植喬灌木等。通過掛網(wǎng)客土噴播綠化,根據(jù)治理區(qū)坡面特征,削坡清坡后,設計對該宕口削坡減載的坡面進行掛網(wǎng)客土噴播綠化。部分區(qū)域出露膨潤土,掛網(wǎng)采用的主錨釘使用φ16毫米鋼筋,長度加長至2米(一般區(qū)域長度為300-350毫米),確保掛網(wǎng)的安全性。砌筑魚鱗坑綠化,高挖低填綠化,普通噴播,種植喬灌木,撒播草種等。復綠工程恢復了礦山的生態(tài)環(huán)境,使得破壞的礦山環(huán)境與周圍自然景觀相協(xié)調(diào)。本次山治理掛網(wǎng)綠化面積達到了5萬多平方米,魚鱗坑復綠558個。通過掛網(wǎng)和魚鱗坑的措施進一步保證了綠化植被所需的營養(yǎng)和水份。最終植被成活率達到98%。
(4)植被養(yǎng)護,植被養(yǎng)護由于其特殊的地理條件,所以它的養(yǎng)護亦具有其特殊性,其養(yǎng)護工作主要包括澆水、施肥、病蟲防治、補種及后期苗木種植。澆灌系統(tǒng)主水管橫向水管順坡頂線方向布置,水管規(guī)格現(xiàn)場采用4吋PVC水管;縱向水管(垂直坡頂線方向)為分水管,布置間隔依據(jù)噴頭的噴射能力,相鄰間不小于5%交叉覆蓋面,水管規(guī)格宜采用2吋PVC水管。
通過本次地質(zhì)環(huán)境修復,之前開采破壞的山體面貌得到了修復。大量裸露的坡面和廢棄地得到了整治?;謴土说V山及周邊的自然景觀及生態(tài)環(huán)境。
[1]哈承佑等.環(huán)境地質(zhì)學的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J].地質(zhì)通報,2002,(3):118-122.