蔣 濤
(1.江西省核工業地質局二六一大隊,江西 鷹潭 335000;2.江西省地質環境調查研究院,江西 南昌 330000)
礦山環境地質主要指的是在保證礦山開采過程中,科學利用人、自然和地質環境以及礦山開采造成的環境破壞和污染等要素,并在確保順利開采的基礎上,加強地質環境的保護。礦產資源作為人類社會發展的重要資源,在開發利用過程中必然會破壞環境,影響人類的生存環境[1]。而礦山地質災害的誘因主要還是來源于人類不合理開采礦產造成的。具體而言,我們認為地質災害可分為三類:
(1)突發性地質災害:該類災害具有突發性,由于缺乏事先預防措施,往往危害較嚴重,但持續時間短,若處理不及時,遍會發生嚴重的后果[2]。通常,主要有地震、海嘯、泥石流等;例如,泥石流是一種常見礦山環境地質災害類型,隨著礦山的連續開采,環境地質結構的松散程度加劇,在開采過程中形成大量土壤,當遇到大量雨水蓄積后,就會產生泥石流。
(2)強化性地質災害:這些災害往往需要很長時間,但其危害也是不可察覺的。對環境的破壞大于突發性的地質災害。這些災害主要包括:塌陷、荒漠化、水土流失等。例如塌陷,是一種非常常見的環境地質災害,主要原因是在礦山開采時,其內部地質結構受到破壞,甚至出現采空區,影響礦山地質結構的穩定性。當承載系統發生變化時,就會出現坍塌問題。
(3)介于上述兩者之間的地質災害:這類災害往往處于中間,在不同的環境影響下會向不同的方向變化。在外力作用下,它們可能突然發生或加劇,如滑坡和地裂縫。例如,滑坡在當前礦山環境地質災害中十分常見,其影響也很嚴重,必須高度重視礦山建設。
(1)礦體物探勘查方法。目前,在礦山開采過程中,地球物理勘探技術主要有以下方法:①高密度電阻率法。這是一種基于巖土電導率差異的地球物理方法,適用于淺層采空區及地下水系統的勘探。②視電阻率法,主要是根據礦體導電性與空氣(絕緣電阻高)的不同而形成的地球物理方法。該方法通過判斷阻力的差異,可以準確判斷地下采空區的位置。③瞬變電磁法。瞬變電磁法(TEM)通過不接地回路向地下傳輸脈沖電磁場。在間歇期間,利用接地電極觀測地下半空間二次渦流場的變化,完成勘查任務。
(2)水文地質與巖土力學試驗法。礦山環境地質勘查能有效避免礦山環境地質災害的闡述。因此,加強礦山相關數據信息的收集工作就顯得尤為重要。目前,我國礦山地質資料的采集主要通過水文地質試驗和地質力學試驗進行。相關水文地質實驗可以清楚地了解礦區周邊地質環境和土壤環境,對我國地質環境勘查工作者的科學勘查和研究起到良好的支持作用。此外,巖石力學試驗用于地質巖石力學試驗,可以有效地幫助我們的地質勘探人員進行礦山地質中存在的有害物質因素試驗,科學地探測地層和頂板的滲透率。因此,水文地質和地質力學測試可以有效促進我國地質勘查的順利進行,及時采取有效措施解決礦山環境地質災害。
(3)3S技術。在礦山環境地質勘查中,3S(GPS、RS、GIS)技術的應用較為普遍,其應用價值也得到了較好的體現。RS技術主要是指充分利用遙感攝像技術在礦山環境地質勘探過程中的具體目標進行勘查,其最大的優點是可以實現大范圍的勘探,進而提高其整體勘探效果;GPS技術主要是能夠對礦山環境地質進行較為全面的勘探和分析,特別是對礦山環境地質進行全天候勘探,取得較好的勘探效果;GIS技術在礦山環境地質勘查中也有很強的應用效果,對整個礦山環境地質進行動態分析,有效把握相應的變化趨勢,為礦山環境地質災害的后續防治提供更好的信息支持。
(4)礦體鉆探技術。鉆探巖心鉆主要適用于礦產資源豐富的礦區。根據礦體厚度選擇鉆孔深度是必要的。為了彌補上下鉆孔不能緊密連接的缺點,采用了重復零件的鉆削技術。地面巖心鉆進可用于淺層礦體的開采。井內巖心鉆進可以探測到深部礦體,發現隱伏的盲采區,有利于采礦技術人員的工作,容易發現礦體,不破壞礦體結構。
(5)水文地質勘查。在進行水文地質勘探作業時,主要根據有關資料判斷巖土力學結構。根據巖土力學結構穩定性分析結果,可以準確預測礦山地質災害。在分析水文地質信息和地質力學信息的基礎上,結合試驗方法,進行了礦山地質災害預測。目前大多采用水質試驗和浸沒試驗進行水文地質分析,明確礦山地質承載能力,進而綜合治理各種地質災害。
(1)提高礦產資源開采裝備。目前我國采礦業經歷了一定時期的發展,取得了很大的進步,但許多設備仍不能達到國際先進水平,在很大程度上也制約了我國的礦業工作。這就要求有關部門加大資金投入,采用新采礦技術。此外,國家還應提供財政支持,設立專項資金,保障高新技術的研究開發。
(2)推行獎勵機制。為了提高采礦效率,減少對地質環境的污染,國家應通過激勵機制支持施工企業積極投資新的采礦技術和采礦技術,全面提高采礦效率。在減少環境污染方面也起到一定的作用。此外,要實施鼓勵政策,不斷鼓勵有關科研部門研究開發礦山設備和技術,不斷更換落后的設備和技術,全面提高礦山設備技術水平,促進資源的開采效率提升,減少資源的浪費。
(3)加強礦山地質勘查隊伍的建設。我國礦產資源十分豐富,礦山地質資源的開發利用已成為我國重要的發展產業之一。它對提高我國綜合經濟實力發揮了重要作用。然而,過去在礦山開采地質資源的過程中,資源的開發往往給環境帶來巨大的破壞,其主要問題是開采工藝和工藝設計不合理。建議培養一支高素質的礦山地質勘查隊伍。豐富的實踐經驗,使礦山地質工作能夠根據實際情況,因地制宜地設計合理的開采工藝和技術,最大限度地減少對環境的影響,有效地提高礦山地質工作效率。
(4)嚴格準入條件。實施礦業開發“六禁、三限”準入條件。對礦山生產地質環境資源消耗成本、地質災害損失、污染損失和經濟社會效益進行了綜合評價,并將其作為是否頒發采礦許可證的重要指標。礦產資源開發利用規劃必須遵循“誰開發、誰保護、誰污染、誰治理、誰破壞、誰恢復”的原則,包括水土保持規劃、土地復墾實施規劃、礦山地質災害防治規劃。環境影響評價報告,應當按照規定程序報有關部門審批。
總之,礦山環境地質災害問題最為有效地一種控制手段就是加大勘查力度,礦產地質勘查工作本身是一項高風險、高投入、精確精密、不容失誤的高難度工作,做好對礦山地質勘查及資源環境的保護與災害防治,不僅能夠保證礦山生產的安全性,同時還能提升礦山生產經濟效益,更是推動礦山生產良好發展的重要動力。