礦山地質環境整治有哪些方法
1. 礦山地質環境恢復治理
2011 年,中央財政投入礦山地質環境治理專項資金 47.32 億元,用於解決礦山地質環境歷史遺留問專題。重點支持 38 個資源枯屬竭城市 33.3 億元,占總資金的 70% ;一般礦山地質環境治理安排資金 14.02 億元,占總資金的 30%。
開展一般礦山地質環境治理項目 112 個。其中,金礦 18 個,支持資金 18081 萬元;煤炭 22 個,支持資金 27534 萬元;建材非金屬礦 29 個,支持資金 38868 萬元;鐵礦 6個,支持資金 9125 萬元;其他類礦山治理項目 37 個,支持資金 48478 萬元(圖 4-1)。
圖4-1 一般礦山地質環境治理項目資金分類統計
2. 礦山地質環境保護與治理研究
以上治理實例表明,有的礦山地質環境雖然遭受嚴重破壞,但只要認真研究其破壞對象,有針對性地實施治理,礦山地質環境仍是可以恢復的。為使全省礦山地質環境恢復治理工作具有可操作性,本次根據前述的湖南省礦山地質環境質量評價成果,在全面分析湖南省主要礦山地質問題現狀、成因、發展趨勢、保護現狀的基礎上,根據社會、經濟發展規劃對礦山地質環境保護與治理工作的需求,對全省礦山地質環境保護與治理進行綜合研究。
一、礦山地質環境保護分區研究
(一)礦山地質環境保護原則
1.堅持「在保護中開發,在開發中保護」的總原則
從全國和湖南省經濟建設出發,促進資源開發與生態環境保護的協調發展,正確處理好當前與長遠、整體與局部、開發與保護的關系,實現礦業經濟持續、快速、健康發展。
2.堅持礦山生態環境保護和地質災害防治與礦產資源開發同時進行的原則
加強礦產資源開發全過程的生態環境綜合整治,做到邊開發、邊治理恢復,礦山閉坑後不留遺留問題的原則。
3.堅持「監測、治理與科學研究、科學管理相結合」的原則
實施可持續發展戰略和科教興國戰略,對重點地區、重要生態環境問題做好實驗研究工作,以監測、科研、管理保治理,以治理促進科研與管理工作的發展。
(二)礦山地質環境保護分區
根據地質環境保護的需要,將全省劃分為禁止開采區、限制開采區和允許開采區(圖6-34)。
1.禁止、限制開采區的確定標准
根據《湖南省礦產資源總體規劃(2008—2020)》的劃分標准如下。
(1)禁止開采區的確定標准
開采會對生態環境造成不可恢復影響的;存在難以防範的礦山安全隱患的;法律法規規定不得進行采礦活動的地區。以下地區應劃分為禁止開采區:省級以上風景名勝區、自然保護區、森林公園、地質遺跡保護區、重點保護單位;城市規劃區和國家重點工程所在地。
(2)限制開采區的確定標准
國家規定實行保護性開採的;開發技術條件不成熟、資源利用方式不合理的;礦產品供過於求、市場前景差的;礦產資源量有限、需要保護的;開發利用對環境影響較大,但可治理恢復的;為保障礦產資源持續供給而確定的資源儲備礦區。以下地區應限制開采:重點水土保持區、水源保護區;地質環境脆弱區、地質災害危險區;主要交通干線兩側一定范圍內。
2.禁止、限制開采區的劃分情況
(1)禁止開采區
根據《湖南省礦產資源總體規劃(2008—2020)》,全省共劃分103個禁止開采區,總面積16427.37km2。禁采區內不得新建礦山,已有開采礦山由縣級以上政府予以關閉。
(2)限制開采區
根據《湖南省礦產資源總體規劃(2008—2020)》,全省共劃分22個限制開采區,總面積58268.98km2。限采區內,未經國家和省政府授權部門批准,不得新建礦山,不得擴大礦山開采規模。
上述區域以外的區域為允許開采區。
3.湖南省礦山地質環境保護分區見圖6-34。
二、礦山地質環境治理分區研究
(一)礦山地質環境治理原則
1.堅持「因地制宜,突出特點,全面規劃,分步實施」的原則
結合湖南省礦產資源分布情況及礦山生態環境現狀來制定礦山生態環境保護與治理規劃,因地制宜,突出特點,把中長期保護與解決當前重大問題結合起來,區點結合,重點突破。
2.堅持「誰開發、誰保護,誰破壞、誰恢復,誰使用、誰付費」的原則
建立和健全礦山生態環境保護的相關法規及管理體制,逐步建立起以礦山企業為主體的礦山生態環境保護與恢復治理的投資體制;探索新的控制礦山生態破壞和環境污染的有效途徑,加大對閉坑礦山遺留的生態環境的恢復治理力度。
圖6-34 湖南省礦山地質環境保護分區示意圖
3.堅持「輕重緩急」的原則
根據全省礦山地質環境質量評價結果,綜合考慮社會效益、經濟效益、環境效益,本著「輕重緩急」的原則,開展礦山地質環境整治工作。
(二)礦山地質環境治理分區及治理方案建議
根據以上原則,結合全省礦山地質環境質量評價結果,將礦山地質環境治理分區劃分為亟待恢復治理區、一般恢復治理區和加強保護區。
1.分區標准
(1)亟待恢復治理區的劃分標准
礦產資源開發利用程度高、地質環境破壞嚴重、社會經濟影響大、治理後將產生良好的社會效益、經濟效益和環境效益的礦山(區),作為亟待恢復治理區加以重點整治。如原計劃經濟時期的大中型國營礦山和群采礦區等,特別是有色金屬礦區和煤礦區。
(2)一般恢復治理區的劃分標准
礦產資源開發利用程度較高、地質環境破壞較嚴重、治理後將產生較好的社會效益、經濟效益和環境效益的礦山(區),作為一般恢復治理區。如群採煤礦區、非金屬建材類礦區等。
(3)加強保護區的劃分標准
對於礦產資源開發強度較輕地質環境狀況尚好的礦山(區)和零星分散的、對社會經濟影響相對較小的、目前無須急於整治的礦山(區)劃為加強保護區。
2.礦山地質環境治理分區
(1)亟待恢復治理區(H)
根據以上原則和標准,全省共劃分45個亟待恢復治理區,其治理對象,主要是各個歷史時期礦產資源開發對環境造成極大破壞,礦山地質環境問題對生態環境、工農業生產和區域與地方經濟社會發展造成較大影響的區域。主要包括下列幾個方面:省境內在新中國成立前和新中國成立後計劃經濟時期建設的國有大中型老礦山、閉坑礦山和無法找到責任人的礦山,礦山環境問題嚴重的;礦產資源開發已造成環境問題嚴重,對當地人民生命財產構成嚴重威脅的礦山;礦山地質環境恢復治理後,對地方或區域社會、經濟與環境效益有明顯促進的礦山。詳細情況見圖6-35、表6-1。
(2)一般恢復治理區(Y)
根據以上原則和標准,全省共劃分21個一般恢復治理區。區內礦產資源開發對地質環境造成較大的破壞,但其破壞程度不如省內劃分的亟待恢復治理區強烈;已產生的礦山地質環境問題對生態環境、工農業生產和經濟發展造成了一定影響,其影響程度較亟待恢復治理區弱。詳細情況見圖6-35、表6-1。
(3)加強保護區(J)
除上述區域以外的其他區域為加強保護區。
3.分區治理方案建議
分區方案建議詳見表6-1。
圖6-35 湖南省礦山地質環境治理分區圖
表6-1 湖南省礦山地質環境治理分區一覽表
續表
續表
續表
續表
3. 礦山地質環境監測內容與方法
礦山地質環境監測分為兩大類:一是根據已發生的地質環境問題,監測其變化情況,如數量、危害程度等動態變化;二是根據已掌握的地質環境問題的隱患情況,監測其變化趨勢,及時預警預報,減少財產損失。
根據湖南省礦山地質環境現狀,結合主要的地質環境問題,確定全省礦山地質環境監測內容包括四個方面:礦山地質災害(地面塌陷、地裂縫、地面不均勻沉陷、崩塌、滑坡、泥石流);礦山地形地貌景觀及土石環境,包括破壞地形地貌景觀類型、土地資源的佔用和破壞、固體廢棄物的排放、水土流失的情況等;礦山水環境,包括地下水水位、水質、廢水廢液的排放等;礦山地質環境恢復治理及效果,包括尾砂庫、廢石堆的復墾復綠等。由於礦山地質災害影響范圍廣,危害大,直接威脅到人民的生命及財產安全,因此,目前一般將礦山地質災害、水環境作為重點監測內容,而礦山土石環境、礦山環境恢復治理作為次重點監測內容。
一、礦山地質環境監測內容
(一)礦山地質災害監測內容
1.地面塌陷(采空塌陷、岩溶塌陷)監測
發生時間、塌陷坑數量、塌陷區面積、塌陷坑最大直徑、最大深度、危害對象、直接經濟損失、治理面積;采空區岩移范圍或岩溶地下水強行疏干影響區內的民居建築、井泉點、農田、道路交通等。
2.地裂縫監測
發生時間、地裂縫數量、最大地裂縫長度、寬度、深度、地裂縫走向、危害對象、直接經濟損失、治理面積等。
3.地面不均勻沉陷監測
發生時間、沉降區面積、累計最大沉降量、年平均沉降量、危害對象、直接經濟損失、治理面積;采空區岩移范圍或岩溶地下水強行疏干影響區內的民居建築、井泉點、農田、道路交通等。
4.崩塌監測
潛在的崩塌數量、崩塌體方量、危害對象、危險程度,崩塌隱患體上的建築物變形特徵及裂縫變化情況。
5.滑坡監測
潛在的滑坡數量、滑坡體方量、危害對象、威脅資產、危險程度、治理情況,滑坡隱患體上的建築物、構築物變形特徵及地面微裂縫的變化情況。
6.泥石流監測
潛在的泥石流易發區數量、泥石流物源方量、危害對象、威脅資產、危險程度、治理情況。
(二)礦山水環境監測內容
1.地下水均衡破壞監測
礦區地下水水位最大下降深度、地下水降落漏斗面積、對人、畜、土地的影響;采空區岩移范圍或岩溶地下水強行疏干影響區內的井泉點、農田。
2.地下水水質污染監測
地下水污染物種類、地下水污染物含量;礦區內出露的主要泉眼或主要的居民飲用水水井。
3.廢水廢液排放監測
廢水廢液類型、年產出量、年排放量、主要有害物質及含量、年循環利用量、年處理量;廢水廢液排污口,廢水廢液與溪溝、河流、水庫或重要水源地的匯合處等。
(三)礦山地形地貌景觀及土石環境監測內容
1.地形地貌景觀監測
破壞地形地貌景觀類型、方式、區位、面積、破壞程度及恢復治理難易程度。
2.佔用破壞土地監測
侵佔破壞土地方式、侵佔破壞土地類型、面積、土地復墾面積、恢復治理難易程度。
3.固體廢棄物排放監測
固體廢棄物類型、佔地面積及類型、主要有害物質及含量、年產出量、年排放量、年循環利用量、年處理量。
4.土壤污染監測
污染的土壤類型、面積、主要污染物及含量。
5.水土流失監測
礦區水土流失面積、土壤流失量、危害程度。
(四)礦山地質環境恢復治理及效果監測內容
主要監測已治理的礦山地質環境問題、投入治理的資金及資金來源、治理措施、治理面積、治理效果(社會效益、環境效益、經濟效益)等。
二、礦山地質環境監測方式
根據監測手段的差異,礦山地質環境監測方式分為常規監測、專業監測、遙感監測和應急監測四類。具體方式的採取,根據其監測面積、地域、重點監測對象的差異性而定。
(一)常規監測
常規監測主要是指監測責任人對監測對象及監測點採取定期巡查監測,並填寫技術表格的方式。
根據礦山類型,劃定監測責任人。一般來說,采礦權人作為最大的受益人,也是破壞地質環境的責任主體,是常規監測的責任人。上級管理機構應該指派專員,對礦山企業開展指導,並適時開設培訓班,分期催交監測技術表格,匯總分析技術資料,形成年報後再上報。對於責任主體滅失的礦山,其監測責任人應歸咎於當地的國土資源主管部門,通過委託專業機構的方式開展監測。
此類監測通常採用簡易的監測方法,如目測、尺測、貼片、埋簡易樁等,少數引用專業設備進行監測。
(二)專業監測
專業監測主要是指通過專門的監測機構,採用先進的技術設備,對礦山地質環境問題開展監測,以監測示範區的形式推廣。該監測方式與科學技術的發展緊密相連,並逐步向自動化、智能化靠攏。
以全省地質環境問題突出的大中型閉坑礦山和部分大中型國有生產礦山為單元,建立礦山地質環境監測示範區,開展礦山地質環境監測技術方法研究。原則上每個市(州)可建立1~2個礦山地質環境監測示範工程,根據「應急優先、典型示範」原則,作為示範區試點,由專門的監測機構具體實施,工作方法如下:
1)在開展示範區1∶5000精度礦山地質環境問題調查的基礎上,以礦區地面沉陷變形、水環境、土石環境污染、佔用破壞土地為主要監測內容,採用高新技術手段對礦區主要環境地質問題進行監測。
2)建立示範區地表塌陷監測網和深部位移監測點:廣泛應用微電子技術、感測技術、通信技術和自動控制等技術監測礦山地質環境。採用多種監測技術(GPS、全站儀、水準儀、裂縫計、位移計、應變儀)定期開展地表塌陷與地表裂縫監測;採用鑽孔傾斜儀、TDR定期開展深部位移監測;採用光纖光柵應變技術,三維激光掃描技術,實時監測礦山邊坡、房屋開裂等的變化情況。
3)建立示範區水土污染監測網:合理布設監測網點,定期取水土樣分析測試。引進先進的水環境自動檢測技術,實時監控礦區水環境,分析礦區水土的污染原因、污染途徑、污染程度,預防水土環境污染事故。
4)開發建立礦山地質環境示範區監測預警管理信息平台,實現自動監測、傳輸、管理、分析為一體的信息系統,實現遠程無人自動化監控綜合管理。
5)發現突變數據及時反饋地方政府,有效預防礦山地質災害及水土環境污染事故。
6)開展多種監測技術方法研究和比較,優化監測技術手段,開展技術交流,對於各種監測方法的精度、優缺點進行比較,對各種監測技術方法進行總結及推廣應用。提交年度成果和成果審查。
(三)遙感衛星監測
遙感衛星監測是指採用多波段、多時相和高解析度遙感影像(Quick bird或SPORT衛星數據)InSAR技術,開展典型礦區地質環境動態遙感監測,建立基於遙感波譜的具有一定精度保證的主要礦山地物類型、土地與植被破壞、地面塌陷等自動識別模型與方法,實現地物面積變化監測。主要適用於大范圍、礦業活動程度高、破壞大的密集型重點礦山集中開采區。
其工作步驟如下:
1)選取要監測的重點區域,充分了解研究區的地質環境背景,結合區內礦山分布,確定遙感監測方案。
2)遙感影像選取高解析度衛星影像(QuickBird或SPORT)數據。
3)通過遙感影像對礦產開采區侵佔土地、植被破壞、固體廢物堆放、尾礦庫分布、采空區地面沉陷、滑坡、泥石流、崩塌等地質災害、礦產開發引發的水土流失和土地沙化、礦區地表水體污染、土壤污染等礦山環境地質問題進行解譯和判讀。
4)收集研究區1∶10000地形圖數據,將遙感影像配准到地形圖上,採用目視解譯、人機結合解譯和計算機自動提取等方法將解譯的內容按實際規模大小標在地形圖上,並填寫遙感解譯記錄表。
5)對衛星監測數據進行實地驗證,總結遙感監測技術方法,開展技術交流,對於各種監測方法的精度、優缺點進行比較,對各種監測技術方法進行總結及成果推廣。提交年度成果和成果審查。
(四)應急監測
礦山地質環境應急監測適用於湖南省采礦因素引發的重大突發地質災害事件和礦山地下水污染事件。
1.應急監測響應分級
對應地質災害和地下水污染事件分級,應急響應分為特大(Ⅰ級響應)、重大(Ⅱ級響應)、較大(Ⅲ級響應)和一般(Ⅳ級響應)四級。市、縣分別負責較大(Ⅲ級)與一般事件(Ⅳ級)應急監測工作。特大(Ⅰ級)與重大(Ⅱ級)由省應急監測指揮部決策並指揮省級地質環境監測機構實施。
2.應急監測響應程序
省應急監測指揮部接到特大(Ⅰ級)與重大(Ⅱ級)突發性礦山地質災害和地下水污染事件信息並確認需要監測的,立即向省政府和國土資源部報告,啟動並實施應急監測預案。
3.應急監測組織
成立應急監測指揮部,設立應急監測中心,應急監測中心下設現場調查組、監測組、技術分析組、綜合管理組、後勤組等五個工作組。
應急監測中心接到指令後立即啟動應急監測工作,組織各工作組迅速趕赴現場開展應急監測工作,各工作組的任務職責如下:
1)現場調查組與監測組:立即趕赴現場開展調查,根據災害事件的形成條件,制定監測方案,圈定監控范圍、布置監測網點、監測項目、監測方法,制定應急監測實施方案並交技術組審核。監測人員按應急監測實施方案進行監測。
2)技術分析組:根據現場情況和技術條件及時審核應急監測實施方案並報上級批准後,交現場監測組實施,提出應急對策建議和方案,編制應急監測報告交綜合管理組。
3)綜合管理組:組織、協調所有人員按其職責開展應急工作;及時接轉電話和傳送文件、報告,認真做好值班記錄,保持24小時聯絡暢通。及時向上級有關部門報告應急調查結果、應急監測結果、事態進展、發展趨勢、處置措施及效果等情況。
4)後勤保障組:負責調度車輛運送應急監測人員、設備和物質,做好後勤保障以及現場監測人員的安全救護工作;開展攝影、攝像和信息編報工作。
4.應急監測處置
(1)信息接收
省應急監測中心綜合組設專人專線電話負責全省礦山地質環境突發事件的信息接收,並及時向省應急指揮部報告。
(2)應急監測
1)向地方指揮部提出開展群測群防的建議。發動群眾,針對應急監測對象以及毗鄰區域開展群測群防監測。定期目視檢查地質災害體有無異常變化,如建築物變形、地面裂縫擴展及地下水異常等;利用簡易工具,採用埋樁法、埋釘法、上漆法或貼片法等監測裂縫變化。
2)對險情重、規模大、表象識別困難的滑坡體,結合目視監測和簡易監測,布設專業監測網觀測地質災害體的動態變化情況,監測周期盡可能加密。專業監測對象以表層位移和地下水地表水為主。在阻滑段或者滑坡周緣的擴展部位,採用激光掃描、定點測量等方法,監測關鍵位置的位移及其變化情況。
3)對礦山地下水污染事件,應急監測有毒有害物種類、含量變化過程,水質狀況變化過程、污染范圍;污染事件造成河流嚴重污染導致下游地下水遭受嚴重威脅或污染的,說明污染水體前鋒入境、污染水體過境和出境過程及有毒有害物含量變化過程。
5.信息報送
(1)報告時限和程序
確認發生特別重大(Ⅰ級)與重大(Ⅱ級)突發性礦山地質災害事件後,應急監測指揮部立即向省政府和國土資源部報告有關應急監測信息。
(2)報告方式與內容
突發的礦山地質災害和礦山地下水污染事件應急監測報告分為初報、續報和監測結果報告三類。
1)初報從發現事件後起4小時內上報,初報主要內容包括:突發災害事件發生的時間、地點、災害類型、受害或受威脅人員情況等初步情況以及初步採取的防範措施、應急監測對策和預期效果。
2)續報在查清有關基本情況後隨時上報,續報內容是在初報的基礎上,根據應急監測進程,報告有關確切數據、事件發生的原因、過程、進展情況、採取的應急措施和效果。
3)監測結果報告在事件處理完畢後上報,採用書面報告的形式,在總結初報和續報的基礎上,詳細報告下列內容:應急監測項目、監測頻率、監控范圍、採取的監測技術方法、手段等應急監測方案;應急監測預警技術所確定的關鍵地段,選定的預警模型與判據,校驗復核;災害體的成因、變化數據,變化趨勢、危害特徵、社會影響和後續消除或減輕危害的措施建議;對應急監測實施方案、採取的應急對策、措施和效果進行評價,總結經驗教訓。
三、礦山地質環境監測方法
(一)礦山地質災害監測方法
1.地面塌陷
礦區塌陷面積較大的,採用遙感技術監測;重點礦區採用高精度GPS、鑽孔傾斜儀、全站儀等監測;其他採用人工現場調查、量測。具體方法為:
1)地面和建築物的變形監測,通常設置一定的點位,用水準儀、百分表及地震儀等進行測量,或可採用埋樁法、埋釘法、上漆法、貼片法等進行簡易監測。
2)塌陷前兆現象的監測內容包括:抽、排地下水引起泉水乾枯、地面積水、人工蓄水(滲漏)引起的地面冒氣泡或水泡、植物變態、建築物作響或傾斜、地面環形開裂、地下土層垮落聲、水點的水量、水位和含沙量的突變以及動物的驚恐異常現象等。
3)地面、建築物的變形和水點的水量、水態的變化,地下洞穴分布及其發展狀況等需長期、連續地監測,以便掌握地面塌陷的形成發展規律,提早預防、治理。
4)採用測距儀或皮尺測量塌陷區面積、塌陷坑最大深度、直徑等;現場調查塌陷坑數量及危害程度。
2.地裂縫
主要監測方法有大地測量法、GPS全球定位系統、簡易人工觀測、應力計、拉桿、光柵位移計自動監測等技術。
人工現場調查,現場調查地裂縫數量及危害程度,測量採集數據。測距儀、羅盤和皮尺測量最大地裂縫長度、寬度、深度、地裂縫走向;最大裂縫處兩側埋水泥墩、鋼筋樁。
3.地面沉降
人工現場測量採集數據。重點礦山採用現場埋設基岩標自動監測,其他採用高精度GPS監測。
4.崩塌、滑坡
人工現場調查、測量採集數據。一般採用GPS定位(坐標、高程),測距儀和皮尺測量崩塌、滑坡體積,現場調查崩塌、滑坡數量及危害程度;對於危害嚴重的或大、中型規模的崩塌、滑坡隱患體由礦山企業監測其空間位移變化,具體方法根據實際情況確定。
滑坡裂縫採用的簡易監測方法有埋樁法、埋釘法和貼片法。
埋樁法:如圖7-11,在斜坡上橫跨裂縫兩側埋樁,用鋼捲尺測量樁之間的距離,可以了解滑坡變形滑動過程。
埋釘法:如圖7-12,在建築物裂縫兩側各釘一顆釘子,通過測量兩側兩顆釘子之間的距離變化來判斷滑坡的變形滑動。這種方法對於臨災前兆的判斷非常有效。
貼片法:如圖7-13,在橫跨建築物裂縫粘貼水泥砂漿片或紙片,如果紙被拉斷,說明滑坡發生了明顯變形,須嚴加防範。與上面三種方法相比,這種方法是定性的,但是,可以非常直接地判斷滑坡的突然變化情況。
5.泥石流
泥石流監測採用測距儀和皮尺測量潛在的泥石流物源方量、現場調查泥石流易發區數量、危險程度;對於危害嚴重的或大、中型規模的泥石流易發區,由礦山企業監測降雨量大小與沖刷攜帶物體積,具體方法根據實際情況確定。
監測的目的和任務是為獲取泥石流形成的固體物源、水源和流動過程中的流速、流量、頂面高程(泥位)、容重及其變化等,為泥石流的預測、預報和警報提供依據。監測范圍包括水源和固體物源區、流通段和堆積區。泥石流的監測方法,在專門的調查研究單位已採用電視錄像、雷達、警報器等現代化手段和普通的測量、報警設備等進行觀測。如目前國內採用超聲波泥位計對泥位進行監測的方式取得了較好的效果,圖7-14。
圖7-11 埋樁法監測示意圖
圖7-12 埋釘法監測示意圖
圖7-13 貼片法監測示意圖
圖7-14 泥石流泥位自動監測裝置
群眾性的簡易監測,主要應用經緯儀、皮尺等工具和人的目估、判斷進行,簡易監測的主要有以下對象與內容。
(1)物源監測
1)形成區內鬆散土層堆積的分布和分布面積、體積的變化。
2)形成區和流通區內滑坡、崩塌的體積和近期的變形情況,觀察是否有裂縫產生和裂縫寬度的變化。
3)形成區內森林覆蓋面積的增減、耕地面積的變化和水土保持的狀況及效果。
4)斷層破碎帶的分布、規模及變形破壞狀況。
(2)水源監測
除對降雨量及其變化進行監測、預報外,主要是對地區、流域和泥石流溝內的水庫、堰塘、天然堆石壩、堰塞湖等地表水體的流量、水位,堤壩滲漏水量,壩體的穩定性和病害情況等進行觀測。
(3)活動性監測
泥石流活動性監測,主要是指在流通區內觀測泥石流的流速、流位(泥石流頂面高程)和計算流量。各項指標的簡易觀測方法如下:
1)觀測准備工作。
建立觀測標記。在預測、預報的基礎上,對那些近期可能發生泥石流的溝谷,選擇不同類型溝段(直線型、彎曲型),分別在兩岸完整、穩定的岩質岸坡上,用經緯儀建立泥位標尺,作好醒目的刻度標記。劃定長100m的溝段長度,並在上、下游斷面處作好斷面標記和測量上、下游的溝谷橫斷面圖。
確定觀測時間。由於泥石活動時間短,一般僅幾分鍾至幾十分鍾,故自開始至結束需每分鍾觀測一次,特別注意開始時間、高峰時間和結束時間的觀測。
2)流速觀測。
浮標法。在測流上斷面的上方丟拋草把、樹枝或其他漂浮物(丟物時注意安全)分別觀測漂浮物通過上、下游斷面的時間。
陣流法。在測流的上、下斷面處,分別觀測泥石流進入(龍頭)上斷面和流出下斷面的時間。
流速計算。
3)流位觀測。在溝谷兩岸已建立的流位標尺上,可讀出兩岸泥石流頂面高程。
4)流量計算。流量可用下式概略計算。
湖南省礦山地質環境保護研究
式中:Qs為泥石流流量,m3/s;Vs為泥石流流速,m/s;As為斷面面積,m2。
上面各項觀測資料均應做好記錄,主要包括觀測時間和各種觀測數據,並繪制時間與觀測值之間的相關曲線和計算有關指標。反映變化情況,作為預測、預報和警報的依據。
(二)礦山佔用破壞土地監測方法
1.固體廢料場、尾礦庫、地面塌陷區、露采場
人工現場調查、測量採集數據及採用遙感監測手段。採用GPS定位、測距儀和皮尺測量固體廢料場、尾礦庫、地面塌陷區、露采場壓占土地面積;現場調查壓占土地類型;壓占面積較大的重要礦區輔以遙感影像監測其面積變化。
2.礦區土壤污染及水土流失監測
人工現場調查、測量、取樣室內分析,輔以土壤污染自動監測儀採集數據及遙感監測。測距儀和皮尺測量土壤污染及水土流失面積;取樣分析污染物的種類、含量;現場調查污染土地類型及年土壤流失量;對於重要礦區採用遙感技術監測和人工現場調查、測量相結合的方式進行監測。
(三)礦山水環境監測方法
1.地下水均衡破壞監測
人工現場調查採集數據。採用水位自動監測儀及測繩監測水位變幅;採用GPS定位監測井泉乾枯的坐標、高程;現場調查乾枯井泉的數量,以及對人、畜、土地的影響和地下水降落漏斗面積。具體做法為定期進行觀測,參照國家地下水動態監測方法,監測人員每月逢五逢十對區內泉眼、觀測井進行觀測,泉點主要是紀錄泉水的流量變化情況、是否乾枯;觀測井主要是紀錄觀測井水位變化情況。定期對收集的數據進行統計分析,確定地下水位變化趨勢,確定采礦活動對區內地下水位超常下降影響范圍。
2.廢水廢液排放監測
現場調查、取樣,室內分析。採用流速儀或堰板監測礦坑水、選礦廢水、堆浸廢水、洗煤水的排放量;定期對礦山對外排放的廢水進行水質檢測,檢查廢水的pH、重金屬元素、放射性元素、砷等有害組分含量是否達到相關排放標准;定期檢查礦山廢水影響范圍內農作物生長狀況、水塘中魚類活動是否正常。
四、礦山地質環境監測技術要求
1)礦山地質災害監測應採用專業監測與群測群防相結合的方法。專業監測方法有水準儀、全站儀、GPS及衛星遙感測量。監測網點布設及監測周期應符合《崩塌、滑坡、泥石流監測規范》(DZ/T0221—2006)和《地面沉降水準測量規范》(DZ/T 0154—1995)的相關規定。
2)土地資源佔用破壞監測採用地面測量、衛星遙感測量和土壤取樣分析方法。佔用土地面積可一年監測一次。土壤污染取樣分析應符合《土壤環境監測技術規范》(HJ/T166—2004)的相關規定。
3)地形地貌景觀破壞監測採用地面測量、衛星遙感測量和地面調查方法,可一年監測一次。
4)地下水資源破壞監測採用布點量測和取樣分析方法,布點及監測頻次應符合《地下水動態監測規程》(DZ/T0133—1994)規定。
五、礦山地質環境監測成果應用
(一)礦山地質環境監測成果
礦山地質環境監測應形成如下成果:
1)單個礦山地質環境監測表、監測半年報、年報;
2)省、縣兩級礦山地質環境監測匯總表及監測網路圖;
3)省、縣兩級礦山地質環境監測半年報、年報;
4)省、縣兩級礦山地質環境監測通報。
(二)成果應用
1)作為行政機關掌握全省礦山地質環境的資料依據;
2)作為行政主管部門獎勵、處罰礦山企業或督促、安排礦山地質環境恢復治理的依據;
3)作為相關政策制定、規劃編制的依據;
4)作為相關科研工作的資料依據。
4. 礦山地質環境管理
2009 年,國土資源部發布第 44 號令《礦山地質環境保護規定》,對礦山地質環境保護的規劃、治理恢復、監督檢查和有關法律責任做出明確規定。分別建立了礦山地質環境保護與治理恢復方案編制制度和礦山地質環境統計報表制度,實行了礦山地質環境保證金制度,這些制度規定了采礦權人礦山地質環境保護和治理的義務,明確了各級國土資源管理部門保護礦山地質環境的職責。從根本上解決礦山地質環境問題。
礦山地質環境保護與治理恢復方案編制制度要求采礦權人按照《礦山地質環境保護與治理恢復方案編制規范》(DZ/T0223 - 2011),編制礦山地質環境保護與治理恢復方案,經批准後,作為采礦權審批或變更的要件之一。同時,作為收取礦山地質環境保證金依據。
礦山地質環境統計報表制度是各級國土資源部門按照要求,加強礦山地質環境動態監測,及時掌握全國礦山地質環境狀況,履行礦山地質環境的職責。
目前,全國有 30 個省(區、市)均建立了礦山地質環境治理恢復保證金制度,按照「企業所有、政府監管、專款專用」的原則,礦山企業全面履行礦山環境治理義務,實行邊開采、邊治理,最大限度減少環境破壞。
5. 加強礦山地質環境保護與治理
昌樂縣礦山地質環境問題分為兩大類:一是礦業開發過程中廢氣、廢水及廢渣排放對礦山地質環境的污染,如大氣污染、水環境污染、土壤污染等;二是礦體開采、地下水疏排及廢渣堆放過程中,對礦山地質環境產生的破壞,如采空地面塌陷、水土流失、崩塌、滑坡、渣石流等重力地質災害等。目前,昌樂縣礦山地質環境污染和破壞較為突出的礦種主要為煤、建材礦產、藍寶石等。
主要礦山地質環境保護和恢復治理方向:礦山地質環境保護和恢復治理工作要按照「以防為主、防治結合;因地制宜、綜合治理」和「全面規劃,分步實施,突出重點,注重實效」的原則進行,在做好政策、措施、制度的制定和落實工作的基礎上,重點做好採煤地面塌陷區的土地復墾,城區、著名風景區、旅遊區以及主要交通沿線(鐵路、國道、省道、高速公路、高等級公路)兩側可視范圍內的採石場、採石坑的關停和地質環境恢復治理,礦山地質災害隱患區的調查、防治,煤矸石、尾礦及礦山廢水的污染防治和綜合利用。
煤礦、鐵礦等礦產資源開發區,應當加強礦山地質環境保護和綜合整治工作。礦產資源的開採在經濟合理和技術可行的前提下,要合理布置采區和開采順序,採用先進的開采技術,以減少對地面的破壞和土地復墾整理的難度,逐步實現開采與治理一盤棋。推廣閉路循環生產和清潔生產,提高廢水重復利用率。采空地面塌陷區村莊搬遷工作應結合當地開發和小城鎮建設,統一規劃,相應向小城鎮集中;塌陷區的土地復墾和綜合整治工作,要科學規劃,因地制宜,綜合開發,優先發展高效生態農業。煤矸石的綜合利用目前應以鋪路、製作建築材料為重點,在綜合利用措施實施之前應進行其對地下水的污染研究,防止新的污染產生。在取締了黏土磚瓦生產後,煤礦開采地區可利用煤矸石生產磚瓦。
露天建材礦產開發區,嚴格執行統一規劃、合理布局、合理開採的方針。有條件的地區,應當將開采與造景結合起來。河砂開采要與河道綜合整治相結合。
藍寶石是昌樂縣的特色礦種,其開采為露天開采。其中砂礦一般採用挖掘後用激水流沖刷淘洗手段進行采選,原生礦多採用爆破法採掘。藍寶石礦山開采所帶來的地質環境問題主要為水土流失、破壞地質地貌景觀等。目前,由於對藍寶石礦山實施限采、禁采措施,其地質環境破壞有所遏制,土地復墾情況良好。
城區、風景名勝區、各類自然保護區、地質地貌景觀保護區、旅遊區、沿海地區、主要交通沿線兩側可視范圍內等禁采區、限采區內的露天採石場、採石坑的恢復治理工作,要因地制宜,採取綠化、植樹、噴塗、造景(觀賞景點或建築)等多種方式進行。平原地區重點做好取土坑、取土塘的土地復墾整理工作。到2020年,露天開采礦山地質環境恢復治理率要達到80%以上,「三區兩線」可視范圍、著名風景區、旅遊區已破壞的地質地貌景觀得到全面恢復治理。
6. 煤礦礦山地質環境治理有哪些方式
水文方面就是防疏堵排截。地質條件方面就是加強支護。。
7. 礦山地質環境恢復治理原則
1.堅持「因地制宜,突出重點,全面規劃,分步實施」原則
根據西南地區礦產資源分布情況及礦山地質環境現狀制訂恢復治理規劃。因地制宜,突出重點,把中長期保護與解決當前重大問題結合起來,全面規劃,分步實施,重點突破,點面結合。再據西南地區礦山地質環境破壞程度,綜合考慮社會效益、經濟效益、環境效益,開展礦山地質環境恢復治理工作。
2.堅持「誰開發,誰保護;誰破壞,誰恢復;誰使用,誰投入」的原則
健全礦山地質環境保護的相關法規及管理體制,逐步建立起以礦山企業為主體的礦山地質環境保護與恢復治理的投資體制。探索新的控制礦山地質環境破壞的有效途徑,加大對閉坑礦山遺留的礦山環境問題恢復治理力度。采礦權人在領取采礦許可證時,必須與地質礦產行政主管部門簽訂礦山地質環境恢復治理責任書,並繳納礦山地質環境保護和恢復治理履約金。明確礦山生態環境保護的責、權、利,充分運用法律、經濟、行政和技術手段保護生態環境。
3.堅持「統一規劃,分類指導,分級治理,分區推進」原則
綜合考慮西南地區不同地質背景資源開發特點和社會經濟發展水平,統一規劃,分類指導,分級治理,分區推進,將礦山地質環境保護與區域經濟布局、社會經濟發展等有機結合起來。選擇礦山環境地質問題突出的國有礦山、受礦山環境地質問題影響嚴重的城鎮、重要風景區作為重點防治地區,集中力量加以突破,進而帶動和推進全區礦山地質環境保護工作。
4.堅持「依靠科技進步與創新」的原則
礦山生態環境保護必須緊緊依靠科技進步與創新,深化對礦山環境地質問題作用機理的認識,提高對礦山環境地質問題防災減災效率、能力和水平。應用新理論研究礦山環境地質問題發生、發展和演變規律,利用新技術、新方法防治礦山環境地質問題,建立一套適合西南地區礦山地質環境保護與治理工作的科學防災減災體系。
8. 不同開采方式礦山地質環境防治建議
5.6.4.1 地下開採的礦山
主要恢復治理目標是采空區塌陷、內地裂縫等,相應的恢復治理措容施見前述采空區塌陷、地裂縫等防治對策。
5.6.4.2 露天開採的礦山
主要恢復治理對象是露天采礦場、外排土場、邊坡滑坡、采礦場粉塵污染等,相應的技術措施見露天采礦場、外排土場等恢復治理的相關部分。
5.6.4.3 水力開採的礦山
主要恢復治理的目標對象是河道、草地的復墾治理。據統計,西北地區14936座礦山中,小型礦山企業佔98%,環保意識淡薄,急功近利,往往無意解決、也沒有能力解決開發造成的環境地質問題。同時,面對眾多的小型礦山企業,政府監管亦感力不從心。如果能將西北地區的鄉鎮及個體礦山壓縮20個百分點,礦業開發帶來的環境地質問題將大為改觀。因此,建議修改礦產資源法,提高企業進入礦業行業門檻的條件限制、取締小礦山,鼓勵聯合辦大礦,走規模、科技開發之路。