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露天矿开采环境问题及防治措施

2022-11-22

中国金属通报 2022年10期
关键词:矿坑露天矿矿产

刘 磊

随着市场经济水平的不断提升,社会各界对矿产资源的需求呈上升趋势,为了提高矿产开采效率,矿产开采力度逐步加大,但与此同时却忽略了资源开采对自然环境造成的严重影响,使得矿区生态安全遭受到严重威胁,甚至会影响矿区周围的生态安全。在矿产开采中露天开采活动的应用较为广泛,虽然能够有效降低开采过程中的生产成本,保障生产效率,但也会对周围环境造成严重破坏,如大气污染、土地流失等多项问题,进而严重制约了社会经济的可持续发展。因此相关单位务必要加大对于开采环境问题的治理,通过采取针对性的防治措施,解决现有环境问题,使得社会效益与经济效益协调发展。

1 露天矿开采环境问题

1.1 土地破坏后的环境污染

露天矿产开采会对土地造成严重破坏,这主要是由于在开采过程中需要对土地进行挖掘,同时也会造成工业场地占用等多项问题。在露天矿产开采过程中,其主要工作为穿孔爆破,这就会对土地表层造成严重破坏。而土地挖损问题则是在开采过程中对土地地表形态造成破坏,使得土地原有的固结能力降低,难以控制开采现场的扬尘现象,无法保证良好的作业效果。

1.2 废弃矿坑

在矿产开采过程中,会形成较多的废弃矿坑,受到地表水的影响,且地质结构始终处于变化状态,这些废弃矿坑则会引发水土流失、泥石流、塌陷等多项地质灾害,进而严重影响周围居民的正常生活,也会对工厂生产造成严重影响,甚至会威胁到周边的生态环境与地质环境。

1.3 地表水和地下水资源污染

在露天矿产开采过程中,矿坑很容易出现污水,在排土场中很容易出现淋溶水以及工业生产废水,严重影响了地表水、地下水的水质。在矿坑中会富含大量的重金属离子,而且大部分金属离子属于有害物质,如果矿坑水不采用科学有效的处理方式进行随意排放,则会对周围地表水造成严重污染,使得周围居民的生活用水受到影响。排土场中所形成的淋溶水,富含大量的碱金属与硫等多项有害物质,此类有害物质在流入地表水后会造成严重的水体污染,并深入地下水层使得水资源受到影响。在工业场地所排出的生产废水,也具有一定的污染性,包括化学药剂、悬浮物等污染因子,如果不经过处理,直接排放到外界中很容易给地表水与地下水资源造成污染,使得周围植被与土壤受到影响。

1.4 对土地原始表层的影响

在露天开采过程中会对土地的原始表层产生严重影响,在对地表岩石进行开采时,不仅会影响岩石结构的稳定性,甚至会出现岩石滑落等问题,同时也会对地表周边的植被造成影响,出现土地沙漠化以及水土流失等情况。露天开采也会形成大量剥离物,常常在矿区的周围堆积,长时间的积累也会对土地造成影响,而且在剥离物中含有金属元素,在与土地接触后会发生反应,造成土地盐碱化,直接影响矿区植物的生长,甚至造成矿区耕地荒废的问题。

1.5 大气污染

在露天矿产开采过程中,需要经过剥离、爆破、排土等多个环节,而这些环节会形成大量粉尘,给环境造成严重影响。由于露天开采中,缺乏相应的挡尘设施,在风力的影响下,不仅会产生大量的灰尘对大气环境造成污染,同时也会造成矿产资源的损失与浪费。另外,在露天矿场开采时,也会形成二氧化硫与一氧化碳等多种有害气体,对周围空气造成不良影响。在工业场地中需要设置锅炉、热风炉等设备,由于并未安装脱硫除尘装置,则会产生大量烟尘,而此类有害物质也会对大气环境造成污染。

2 引发露天矿开采环境问题的因素

2.1 环保意识薄弱

露天矿场在开展过程中,大部分作业单位或者施工人员的环保意识较为薄弱,并没有将环保管理观念落在实处,而在执行各项环境保护科学技术时,也没有按照相关要求逐一落实,导致环境保护措施流于表面,最终环境保护效果难以得到保障,引发诸多严重的环境污染与破坏问题。

2.2 更注重利益获取

矿产的露天开采,务必要逐步落实环境保护手段,这也就意味着在环境保护过程中要充分融合人力、财力与物力,加强管理精力,合理安排作业时间。但对于大多数矿产企业而言,在露天开采过程中会出现大量的成本支出,而部分企业为了获取最大化的经济效益,往往在开展过程中会降低相关环保标准,甚至并不采取环保手段,只是走走形式,进而导致环境污染等问题时有发生,却难以解决。

2.3 法律条文不健全

要想加强对露天矿开采环境问题的管理,并且逐步落实环保工作,就应当在完善的法律条例下逐步探究,而当前露天矿开采环境问题在法律层面上仍然不够完善,许多企业会寻找法律漏洞,避免遭受到行政处罚,在具体工作中缺乏法律的管控。另外,当前法律法规对露天矿开采环境污染问题的处理力度较轻,并不具备较高的震慑作用,许多企业在矿产经营过程中,投入的环保成本往往高于法律处罚,这也就导致法律条例难以凸显出自身的作用,矿产企业更倾向于选择触犯条例。

2.4 环保管理手段落后

在环境保护中,相关技术人员与科研人员会对其进行全方位的探索,使得环境保护工作已经有了明确的框架,且在具体执行过程中优势较强。随着施工作业设备性能的不断提升,环保控制优势已经得到了全面保障,施工企业在具体作业过程中,各项设备并未及时更新,使得设备的性能难以支持高效生产,甚至会导致环境污染等多项问题。各种高效科学的保护手段仍然难以得到深入应用,无法及时有效处理存在的污染问题,对生态环境造成影响。

3 露天矿开采环境问题防治策略

3.1 做好土地破坏处理

在露天开采过程中,会对原有土层造成严重破坏,严重影响了土地结构,因此保障土地固结性能、加强防护是其主要方向。对于开采结束的位置,要及时做好土地破坏处理,避免形成污染。比如在完成作业后的废气坑,务必要采取硬化处理的方式,通过使用防渗透固结材料,使其防渗性明显提升,避免在雨水的作用下,将带有危害元素的地表水渗透到地下水资源中,在经过科学的防渗处理后,不仅能够使得水库结构加以完善,同时也能够实现对水资源的有效配置,充分发挥出其优势。此外,也要及时覆盖挖掘出的矿渣,避免在大风天气的影响下造成扬尘等现象。一般情况下矿产单位可以采取覆盖防护网以及绿化等多种手段做好防护。在车辆运输过程中,也应当选择覆盖效果良好的车辆,使得废弃物不会遗落到道路之中,同时也能够有效控制扬尘的发生。

3.2 加强日常环保管理

要及时更新施工作业中所使用的高污染设备,使得环境污染防控能力能够得到有效提升,同时也要保障各设备的实际作业性能,提高施工效率,尽全力降低设备所产生的能源消耗。比如在对燃油动力设备进行升级以后,污染物的排放量也会随之减少,同时也要积极改造与置换,能够应用清洁能源的设备,在露天矿产开采中,大力推行以电能为主要动力的设备,使得环境保护效果明显提升。与此同时,也应当积极加强环保宣传,将环境保护工作的重要性进行全方位探索,不断强化工作人员的环保意识,使得污染环境等行为能够得到有效控制。并适当加强相应的惩罚机制,在进行环境监督过程中,针对矿产企业所产生的污染行为要作出正确的引导与控制。同时也要采取科学有效的宣传手段以及构建多方位的宣传机制,增强环境保护管理的宣传效果,并完善内部法律条例,使得环境保护机制更加完整与科学,进而使得露天矿产开采工作有序开展。

3.3 崩塌与滑坡地质灾害防治

首先应当防止水对滑坡以及崩塌区产生影响。具体措施为:第一,在滑坡或者崩塌处修筑排水沟,避免外表水流入到崩塌区内。第二,在滑坡或者崩塌区内可以修筑排水沟,使得地表雨水能够及时排出,防止地表水渗透。第三,在边坡可使用挂网喷射混凝土,防止地表水出现下渗等问题。当前地下水防渗措施不只局限于此三种形式,在具体防治过程中应当根据项目的地质条件与水文条件进行全方位选择,具体方法主要包括垂直孔排水、支撑盲沟等等。

其次,尽全力改善边坡的稳定性,并清除可能潜在的滑坡体。改善边坡稳定性的主要目的是增强其抗滑力,尤其是在露天矿产开采过程中,很容易引发地质灾害,这时就应当采取必要的措施。第一,削坡减载。要想使得边坡达到稳定性效果,就可以采取放坡降低台阶高度的形式。此项方法的整体治疗费用更低,但会造成严重的环境破坏。第二,边坡加固。通过使用锚杆、挡墙、防护网、锚索等多项支撑工程,避免边坡出现滑动,起到良好的阻滑效果。但此种方法在治理过程中需要较为昂贵的费用,更适用于人类活动较多的区域。

最后,对滑坡与崩塌体进行隔离。此种方法是近年来常见的治理措施,尤其是在边远地区的矿山开采中得到了广泛应用。此种方法更针对于偏远地区闭坑或者废弃坑矿山治理中,这主要是由于此类矿山没有严格按照矿产开发方案进行,进而在开采后形成了高边坡。而采用边坡加固进行治理,会使得整体治理费用较高,部分企业与政府难以承担高额费用,而使用削坡减载的方式,则会造成土地资源破坏,得不偿失。因此针对此类矿山可能出现的地质灾害,可选择修筑护栏网,全方位封闭边坡影响区域,禁止人畜进入,使其自然生态逐渐趋于稳定。此种方法并不能全面根除滑坡等地质灾害,但能够有效降低对人民生命财产的威胁。同时也应当注意这种方法更适合应用于人类活动较少的地区。

3.4 大气环境问题防治

露天矿产开采会造成严重的大气环境污染问题,因此针对粉尘等污染情况就应当采取科学化的处理方式,首先可以在采矿区域周围种植绿植,并针对矿产资源运输与卸车等工作采取科学有效的处理方式,避免尘土进入到空气之中。同时也可以在矿产存储区域添加防尘网,避免粉尘被吹起。其次,企业在安装锅炉等设备时可以相应的安装脱硫设施,使得设备的节能环保性能不断提升,在燃烧过程中通过对有毒气体的有效处理,最大化降低对大气环境的污染。最后,在露天矿产开采过程中,要减少用油设备的使用,尽量选择用电设备,通过采用连续工艺以及倒堆工艺等,逐渐取代传统的间断工艺,既能够有效降低原油消耗,同时也能够有效减少机械设备所形成的尾气污染。

3.5 强化水土保持措施

露天矿产开采应当做好水土保持布设,具体措施分为以下三种。

3.5.1 工程措施

工程措施就是指设置简单的工程,使得矿区土壤的凝结力能够得到保障,土地结构更加完整,具体工程措施包括:土地整治、表土剥离、边坡防护、截排水措施等等,在剥离表土过程中,应当将剥离后的表土放置到排土场之中,并设置相应防护措施,降低对表土结构的破坏,在完成开采以后,也应当将表土覆盖回矿区的原有位置,以此来恢复植被,达到绿化效果。在开采过程中可以在重点区域安装围挡墙,尽量减少扬尘带来的空气污染。拦渣墙的主要目的是存放废弃矿渣,但也应当注意要实现水渣分离,避免在暴雨的影响下造成泥石流等情况。同时拦渣墙也应当加入重力坝,使其抗滑能力得到提升,进而增加安全性能。设置排洪设施的主要目的是避免降水过大造成对边坡的冲刷,同时也需要在排土场周围设计修建拦洪沟,使得水流能够聚集到该水系统之中,减少降水所带来的破坏。边坡防护的主要目的是在山体不稳定的区域内,完善护坡工程,对于幅度较小的地区可以种植绿植,在保障工程效果的同时也能够达到保障边坡稳定性的效果。在完成开采以后,还需要对土地进行整治处理,清除废料、废渣,通过种树种草等措施改善环境。

3.5.2 植物措施

植物措施就是通过借助乔灌木、草皮的固土作用,达到控制水土流失的效果。工作人员应当认真分析矿区的实际地质条件与气候条件,同时也应当合理选择植物类型。一般植物措施模式包括乔灌木、藤本护坡、乔草以及乔灌草结合等多种措施。工作人员在具体操作过程中应当适当增加植物种类,合理配置树木与草木,比如可以在边坡内设置种植草坪,优先选择攀爬类植物,而种植密度最佳为0.3mx0.3m。在栽植树木时,也应当合理选择苗木与培土,并进行抚育,次数为2 次~3 次即可。

3.6 合理利用矿区水

在矿产开采过程中,采矿区可能存在着缺水问题,如果矿区水源所采取的处理方式不恰当,则会造成严重的水体污染,因此如何利用矿区水具有重要作用。当前大部分露天矿产开采所产生的矿坑水并没有进行科学处理,而是选择直接排放,不仅会直接污染地表水与地下水,也会造成水资源浪费。因此,矿产企业应当积极制定相应的管理方案,加强对矿坑水的综合利用,比如可以储存矿坑水,用于矿区内灭火,也可以在矿区内的道路中洒水降尘。除此之外,矿山开采企业也可以建立小型污水处理厂,对于产生的淋溶水、工业废弃污水采取科学、合理的处理方式,同时也能够实现净化居民生活废水的作用,利国利民。

3.7 加强废弃矿坑的开发

当前国家已经意识到废弃露天矿对环境造成的严重影响,并采取了积极的处理措施,加强对矿区的管理,使得生态环境得以恢复。首先应当从废弃矿坑的实际安全问题入手,通过对边坡的加固处理,减少水土流失以及泥石流等灾害的发生。除此之外,也要综合利用废弃矿坑,对矿坑废水进行净化处理,既能够缓解所在城市的水资源匮乏问题,也可以改造成水库,涵养水源,真正实现生态资源的可持续发展。而对于具有深度的废弃矿坑,可以用于填埋垃圾,但要注意完善好防渗措施,避免淋溶水渗透到地下,造成水污染问题。而矿区所产生的垃圾也要进行分类处理,分别选择分层填埋或分类填埋。另外,也可以将废弃矿坑改造成旅游景点,加强对废弃矿坑的整体开发与利用,通过与当地人文特征的结合,打造特色景区。

4 结语

综上所述,露天矿产开采是矿产行业中重要的开采方式之一,矿产作为不可再生资源,虽然能够带动城市的发展,提高生产效益,但所带来的环境污染问题也急需解决。其中最为直观的问题就是造成了土壤表层剥离,使得地面景观与生态环境受到严重影响,此外也会造成严重的水资源污染、大气污染。因此,在露天矿产开采过程中,要充分发挥出环境保护措施的基本作用,通过对作业流程的优化以及科学技术手段的应用,尽全力的提高环境保护效果。

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