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1.1礦山建設(shè)布局的特殊性天然氣氣田的礦山建設(shè)包括站場(chǎng)、管線建設(shè)和天然氣集輸工作。站場(chǎng)建設(shè)分為井站、集輸氣站和天然氣處理廠;管線建設(shè)分為采氣管線、集氣支線和集氣干線。天然氣集輸工作主要為通過井站和采氣管線把天然氣聚集到集氣站,經(jīng)集氣支線至集輸站,然后經(jīng)集氣干線至處理廠后通過集氣干線和配氣站輸往各用戶。通常單氣田礦區(qū)面積在幾至幾十平方千米不等,甚至上百平方千米,而按照井站場(chǎng)設(shè)計(jì)基本規(guī)程,包括井場(chǎng)范圍輔助設(shè)施,以及道路部分,其單井站場(chǎng)生產(chǎn)區(qū)占地面積僅為幾畝、十幾畝與礦區(qū)面積相比很小;同時(shí),其具有臨時(shí)性用地多而永久性占地少特點(diǎn)(尤其是管線建設(shè)和天然氣集輸工作),除已獲油氣井需建產(chǎn)和站場(chǎng)永久性占地外,建產(chǎn)井和站場(chǎng)的周邊、未獲油氣井、管線工程均屬臨時(shí)性用地。
1.2開采方式的特殊性石油天然氣采取井下開采的方式進(jìn)行,開采孔開孔直徑400mm左右,終孔直徑200mm左右,開采深度千余米至七八千米,礦產(chǎn)天然氣來源于深部巖體粒間(內(nèi))溶孔、粒間孔,其次為晶間溶孔和晶間孔,碎屑巖有效孔隙度變化在5%~30%之間,一般為10%~20%;碳酸鹽巖儲(chǔ)集層孔隙度一般小于5%。巖石的孔隙按其大小包括了管形孔隙(直徑大于0.5mm)、超毛細(xì)管孔隙(裂縫寬度大于0.25mm)和毛細(xì)管孔隙(管形孔隙直徑介于0.5~0.0002mm之間,或裂縫寬度介于0.25~0.0001mm)。在整個(gè)采氣過程中,僅采出巖石孔隙或微細(xì)裂縫中的天然氣,而巖石顆粒骨架和微細(xì)裂縫形態(tài)不變或者變化甚微,上覆層及地表形態(tài)不變。
1.3氣田水伴生的特殊性氣田水是采氣過程中的伴生水,包括了凝析水和地層水。凝析水指在地下水蒸氣進(jìn)入氣態(tài)或液態(tài)烴類物質(zhì)中,隨天然氣產(chǎn)出時(shí),由于溫度和壓力降低,從而凝結(jié)成液態(tài),這種水產(chǎn)量低但普遍存在,凡氣井都不同程度地產(chǎn)出凝析水[2],其主要化學(xué)特征是:礦化度小于1,以Na+和HCO3為主,Ca2+和Mg2+很少,SO2-4含量趨于0,K+含量相對(duì)較高,微量元素Ba、Sr、Li、F、Br、I、B含量微或趨于0,Na/Cl常大于1,水型絕大多數(shù)為NaHCO3型;地層水是氣田水的重要組成部分,與凝析水的化學(xué)性質(zhì)有顯著差異,主要表現(xiàn)為礦化度高(X000~100000mg/L),具有淡鹵水特性,含特殊元素(如須家河組地層水富含Ba2+、Br、I-)等,不同地層間產(chǎn)出地層水的化學(xué)成分差異很大,而同一層系的水化學(xué)成分相對(duì)穩(wěn)定,變化很小。氣田水的產(chǎn)出量相對(duì)較小,其原因一者是由其賦存介質(zhì)決定的,二者氣田水一旦進(jìn)入井底,使氣藏能量損失增大,井口壓力降低,帶水能力變差,造成氣井減產(chǎn)或水淹停產(chǎn),而失去了開采價(jià)值。
2礦山地質(zhì)環(huán)境影響源分析
2.1礦山地質(zhì)災(zāi)害及其隱患四川石油天然氣礦山的站場(chǎng)、管線建設(shè)多位于山區(qū)、丘陵斜坡,以淺表層范圍的挖、填為主的人工擾動(dòng)影響,必將造成一定范圍的地質(zhì)環(huán)境條件改變,從而可能產(chǎn)生相應(yīng)地質(zhì)災(zāi)害隱患,其中絕大部分為崩塌、滑坡為主的斜坡地質(zhì)災(zāi)害和不均勻沉降等。
2.2含水層影響評(píng)估四川盆地的氣田鉆井與采氣作業(yè)基本處于基巖中,天然氣氣藏主要來源于深部砂巖、鮞狀或晶粒結(jié)構(gòu)的白云巖、灰?guī)r,僅采出巖石孔隙或微細(xì)裂縫中的天然氣,總體產(chǎn)出氣田水量相對(duì)較少且不致改變含水層結(jié)構(gòu),如某氣田礦區(qū)面積24.22km2,共布設(shè)8口探采井,滾動(dòng)開發(fā)30余年,累積產(chǎn)水量13.07×104m3,2012年累積產(chǎn)水2.65×104m3,計(jì)算正常涌水量不足72.46m3/d,因而分析認(rèn)為氣田開采對(duì)含水層的結(jié)構(gòu)、地下水位下降或減少影響較弱。而氣田開采利用的整個(gè)過程中可能造成含水層影響的主要為鉆井和采輸作業(yè),且以可能的水質(zhì)惡化為主要形式。鉆井作業(yè)中,對(duì)含水層可能造成的影響途徑主要表現(xiàn)為鉆井液漏失和鉆井廢水排放。鉆井過程中表層套管及技術(shù)套管固井變徑后,繼續(xù)鉆井?dāng)?shù)千米達(dá)到采氣目標(biāo)層。由于鉆井過程中鉆桿的不穩(wěn)定或受壓,其轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)對(duì)套管產(chǎn)生摩擦、碰撞,有可能破壞套管和固井環(huán)裝水泥柱,特別是打斜井或水平井其破壞可能更大。套管和固井水泥柱破壞后,使含多種添加劑(Cd、Pd、Zn、As等重金屬)的鉆井液在高壓循環(huán)過程中,從破壞處越流進(jìn)入含水層造成水質(zhì)惡化。采輸作業(yè)中,對(duì)地下水環(huán)境可能造成污染的主要是氣田水。氣田水含有S2-、COD、油、SS等污染物,其次氣田水的礦化度高,對(duì)人體健康和環(huán)境影響具有一定的危害性。氣田水存放于廢水池后定期運(yùn)回(或管輸)到回注井進(jìn)行回注處理,污水回注同樣可能對(duì)地下水產(chǎn)生影響,主要由回注層竄層引起,即回注廢水由地層深處經(jīng)井管越流至潛水層,從而造成淺層水的污染。另外,若遇廢水池外溢、廢水池垮塌或滲漏等情況,亦可能對(duì)淺表地下水環(huán)境產(chǎn)生一定影響,從而導(dǎo)致地下水的永久硬度升高,不利于開采利用。
2.3土地資源影響評(píng)估采礦活動(dòng)對(duì)土地資源影響和破壞的方式主要為壓占和毀損兩類。天然氣礦山建設(shè)對(duì)土地資源的壓占包括永久壓占和臨時(shí)壓占,其中以后者為主,且在進(jìn)入后期的采、輸階段基本得到恢復(fù)治理;可能造成的損毀包括了站場(chǎng)和輸運(yùn)管線建設(shè)區(qū)域的水土流失和土壤侵蝕,受此類建設(shè)規(guī)模小和石油天然氣深部開采的特點(diǎn)等原因所致通常影響程度較低。
2.4地形地貌景觀影響評(píng)估采礦過程中的場(chǎng)地平整、道路開挖、管線埋設(shè)等前期建設(shè)階段必將對(duì)原有地形地貌有所改變,包括農(nóng)作物或林地植被破壞、土地毀壞、山體破損和巖石等,其影響范圍主要為井場(chǎng)和管線建設(shè)范圍以及相鄰影響部分區(qū)域等。
3礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理措施
3.1礦山地質(zhì)災(zāi)害的保護(hù)與恢復(fù)治理相比而言,天然氣礦山地質(zhì)災(zāi)害及其隱患相對(duì)較弱,一者是因?yàn)閮?nèi)深部開采的特點(diǎn)、而相應(yīng)的單井場(chǎng)建設(shè)范圍不大,采礦活動(dòng)對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境的人為擾動(dòng)較??;二者重視前期選址階段的地質(zhì)論證,在滿足采氣鉆井地質(zhì)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,規(guī)避了地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)和工程建設(shè)可能誘發(fā)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),從而降低了地質(zhì)災(zāi)害危害;三者基于以上前提,在建站過程中采取專項(xiàng)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施,即可降低地質(zhì)災(zāi)害的潛在威脅。
3.2含水層的保護(hù)與恢復(fù)治理措施為減輕或消除石油天然氣礦山建設(shè)可能對(duì)含水層造成的影響而采取的措施包括以下方面。
1)嚴(yán)控鉆井過程:包括鉆井液設(shè)計(jì)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、固井措施等嚴(yán)格的鉆井工藝,通過多層套管和水泥漿體固井以阻隔鉆井液和采氣工程與含水層的接觸,以防止鉆井過程水浸、井漏、涌水等可能使地下水水質(zhì)遭受污染或含水層水量損失,以及鉆井液的越流影響等。
2)氣田水處置:包括了回注、處理后達(dá)標(biāo)外排和綜合利用三種方式。氣田水回注是氣田水處理的主要且相對(duì)成熟的方式(絕大部分氣田水均采取了回注的處理方式,以保持地下水量和水質(zhì)環(huán)境的相對(duì)平衡),即在水質(zhì)處理后采取氣田水回注裝置回注到地下一定層位,所示,其流程強(qiáng)化了水質(zhì)處理,避免了對(duì)地下水的人為污染。氣田水達(dá)標(biāo)外排處理中多是針對(duì)其中的S2-、COD等污染物的處理;同時(shí),氣田水是一種綜合性的液礦資源,除含有S2-、COD、油、SS等污染物外,富含Na、Br、I、B、K、Li、Sr、Rb等多種元素,其含量能達(dá)到或超過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具有較高的利用價(jià)值,可采取綜合利用。
3)地表預(yù)防措施:包括修建截排水溝預(yù)防措施,同時(shí)設(shè)置了沉渣池和廢(污)水池等,確保雨污分離,對(duì)施工中和采氣過程中產(chǎn)生的廢棄固液進(jìn)行集中回收處理,以及強(qiáng)化運(yùn)行過程中的對(duì)池壁的防滲處理等。
3.3針對(duì)地形地貌的地質(zhì)景觀采取的預(yù)防措施前期勘定階段回避周邊的地質(zhì)遺跡、自然和人文景觀,盡量避免或少破壞耕地、林地和天然植被,包括井場(chǎng)合理布局、管線的合理走向和土地的優(yōu)化使用等,最大限度減少可能對(duì)地形地貌的景觀破壞;施工階段在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的基礎(chǔ)上進(jìn)行,充分考慮挖填平衡、合理規(guī)劃棄土堆放,盡量保持與自然環(huán)境相協(xié)調(diào);生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段則體現(xiàn)在對(duì)非生產(chǎn)用地的自然恢復(fù)或人為植樹種草、后期維護(hù)等。
3.4針對(duì)土地資源保護(hù)與恢復(fù)治理措施天然氣氣田的土地資源保護(hù)與恢復(fù)治理措施主要包括了兩個(gè)方面:一者盡量少占或者減少對(duì)耕地的占用;二者對(duì)不再投入使用的或臨時(shí)性的耕地進(jìn)行及時(shí)的土地復(fù)墾等。前者包括選址階段考慮地質(zhì)目標(biāo)的同時(shí)選擇平緩地形、實(shí)施叢式井組開發(fā)、在老井場(chǎng)范圍依照新的采氣工藝布設(shè)新井、斜井或改變?yōu)楹笃诘淖⑺?、增壓站等重?fù)利用,以及盡量采取支擋措施等以避免或減少對(duì)耕地的占用。后者包括對(duì)管線開挖的臨時(shí)占地,臨時(shí)使用井、罐基礎(chǔ)占地,各種池類占地等及時(shí)進(jìn)行土地復(fù)墾。
4持續(xù)改進(jìn)的保護(hù)與恢復(fù)治理措施
氣田開采是個(gè)長(zhǎng)期的過程,實(shí)施過程中隨著外界環(huán)境條件的持續(xù)改變、采礦技術(shù)的提升等,需要?jiǎng)討B(tài)的調(diào)整保護(hù)與恢復(fù)治理措施。
1)地質(zhì)災(zāi)害方面:隨著外界環(huán)境條件的改變或突變,周邊地質(zhì)環(huán)境有可能演化新的地質(zhì)災(zāi)害,或既有的地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)措施年久失效等均可能滋生新的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),如5.12汶川震后、4.20蘆山震后在相應(yīng)重災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)均誘發(fā)了一定的站場(chǎng)、管線地質(zhì)災(zāi)害。需要?jiǎng)討B(tài)補(bǔ)充與完善的保護(hù)與恢復(fù)治理措施。
2)地下水環(huán)境方面:客觀來講,石油天然氣氣田水處理是個(gè)復(fù)雜過程,其相關(guān)研究還有待完善。例如,目前氣田水的治理及治理技術(shù)的開發(fā)還停留在治“標(biāo)”不治“本”這一層面上,還少有從治“本”角度去認(rèn)識(shí)氣田水的治理問題,同時(shí),不同氣田、水質(zhì)迥異的氣田水如何建立針對(duì)性的回注標(biāo)準(zhǔn)等問題都需要進(jìn)行更深層次的研究與探討。
3)監(jiān)測(cè)方面:監(jiān)測(cè)工作是檢驗(yàn)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理效果的重要手段,亦是預(yù)防礦山地質(zhì)環(huán)境問題危害的有效武器。礦山地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作包括了四個(gè)方面:①地質(zhì)災(zāi)害,主要強(qiáng)調(diào)對(duì)已有治理工程和周邊潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè);②地下水水環(huán)境監(jiān)測(cè),包括鉆井過程中的水質(zhì)、水量,產(chǎn)出與回注的氣田水的水質(zhì)、水量監(jiān)測(cè),以及存放的廢固液設(shè)備、設(shè)施的運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè);③更為重要的是定期對(duì)某礦區(qū)范圍地下水的抽檢化驗(yàn)與評(píng)價(jià);④地形地貌和土地資源方面監(jiān)測(cè),則強(qiáng)調(diào)可能的水土流失,地形地貌景觀、土地資源可能遭受的二次破壞的監(jiān)測(cè)。
5結(jié)語(yǔ)
1)四川石油天然氣氣田礦山開采由于其面廣點(diǎn)小、單項(xiàng)建設(shè)規(guī)模不大、深部基巖儲(chǔ)層的孔隙和喉道開采等特點(diǎn)而對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響總體較輕。
2)四川石油天然氣氣田的礦山環(huán)境地質(zhì)問題在地質(zhì)災(zāi)害、土地資源與地形地貌景觀、含水層結(jié)構(gòu)和地下水方面均有所呈現(xiàn),其影響程度以較輕為主,局部為較嚴(yán)重。其中含水層的破壞方式以可能的水質(zhì)惡化為主。
3)中石油相關(guān)部門針對(duì)可能產(chǎn)生的礦山地質(zhì)環(huán)境問題建立了相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),采取了全程的、積極的保護(hù)與預(yù)防控制措施,起到了很好的預(yù)防效果。
1.1對(duì)地表環(huán)境的污染
1.1.1占用土地資源
礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中,本身就會(huì)占用大量的土地資源,而且會(huì)對(duì)土地資源造成破壞。在開發(fā)礦產(chǎn)資源時(shí),會(huì)對(duì)地下水系統(tǒng)造成一定影響,導(dǎo)致地下水水
位下降,礦產(chǎn)開發(fā)區(qū)及其周圍土壤的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失,地表植被破壞,導(dǎo)致土地貧瘠,造成土地沙化。目前,我國(guó)對(duì)部分礦產(chǎn)開采和實(shí)用的技術(shù)相對(duì)落后,導(dǎo)致礦產(chǎn)開采中產(chǎn)生大量固體廢棄物。這些固體廢棄物經(jīng)過長(zhǎng)期的風(fēng)吹日曬雨淋,逐漸滲入土壤,造成土壤污染。同時(shí),部分金屬礦產(chǎn)的開采過程中,原本儲(chǔ)存于地下的礦產(chǎn)物質(zhì)逐漸暴露在地表,導(dǎo)致其化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,金屬污染物加大了對(duì)土壤的污染。
1.1.2對(duì)地表植物造成破壞
露天開采和地下開采分別為礦產(chǎn)資源開采的兩種方式,露天開采主要用于開采埋于地球表層的礦產(chǎn)資源,相對(duì)地下開采而言,成本更低,但會(huì)對(duì)地表造成更大范圍的影響。不僅地表植被會(huì)被破壞,其堆放在外的尾礦等也會(huì)對(duì)地表造成較大污染。地下開采的主要用于開采地下深層的礦產(chǎn)資源,大量的地下采礦作業(yè),會(huì)使得地表失去支撐,進(jìn)而導(dǎo)致坍塌等事故,也會(huì)對(duì)地表植被造成破壞。礦山開采前一般為森林或草地等,在開山采礦之后,往往森林被砍伐、草地被破壞,礦產(chǎn)廢棄垃圾堆置嚴(yán)重,導(dǎo)致地表的自然景觀破壞嚴(yán)重,其環(huán)境服務(wù)功能降低甚至消失。
1.2對(duì)水資源的破壞
礦產(chǎn)資源開采過程中,礦區(qū)塌裂等現(xiàn)象,導(dǎo)致礦區(qū)的儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,地下水水位下降。另外,采礦過程中對(duì)植被的破壞,也會(huì)導(dǎo)致地表涵養(yǎng)水源能力下降,造成地表水流失加速。同時(shí),地下采礦的行為還有可能改變地下水的水流方向,甚至出現(xiàn)河流斷流的現(xiàn)象,導(dǎo)致原有的水利設(shè)施失去原本的功效,對(duì)農(nóng)業(yè)耕種造成直接影響。
1.3對(duì)大氣的影響
礦物開采的過程中產(chǎn)生大量粉塵,導(dǎo)致礦山區(qū)空氣污染。尾礦和采礦后遺留的廢石,在受到風(fēng)力等外力的影響,也會(huì)產(chǎn)生粉末和揚(yáng)塵,導(dǎo)致空氣污染。事實(shí)上,礦山開采過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵不僅會(huì)污染環(huán)境,還會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)造成破壞。礦產(chǎn)資源開采過程中,會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié),破壞土壤結(jié)構(gòu),影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。
1.4導(dǎo)致生物的多樣性受到破壞
植被被破壞、水質(zhì)污染、土壤污染、人類的入侵等都會(huì)對(duì)礦區(qū)的生物多樣性都會(huì)造成破壞,并且這種破壞往往是不可逆的。礦區(qū)生物多樣性若受破壞嚴(yán)重,其恢復(fù)工作將是一項(xiàng)浩大的工程,即使在被破壞后,再采用人工技術(shù)恢復(fù),其質(zhì)量也將大大下降。
1.5誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害
礦產(chǎn)資源開采導(dǎo)致植被破壞、水系統(tǒng)破壞等,造成水土流失,進(jìn)而誘發(fā)嚴(yán)重的自然災(zāi)害,例如山洪、泥石流等,還會(huì)加速土地沙漠化。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,礦山的開采和礦石的運(yùn)輸,是導(dǎo)致近些年來城市沙塵暴日益嚴(yán)重的重要因素之一。另外,礦產(chǎn)資源的地下開采方式,形成地下采空區(qū),容易導(dǎo)致地表的坍塌和沉陷,甚至可能誘發(fā)地震等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。在礦產(chǎn)資源開采的過程中,產(chǎn)生大量的采礦垃圾,不僅污染環(huán)境,而且由于其堆放的位置常位于山坡,在風(fēng)雨的作用下,也容易產(chǎn)生泥石流等自然災(zāi)害,對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。瓦斯突出和爆炸也是礦區(qū)常發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害之一,另外,礦床頂板冒落、尾礦巖變形等也是威脅著礦區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
2預(yù)防礦山生態(tài)環(huán)境問題的措施
2.1加強(qiáng)礦區(qū)環(huán)境監(jiān)督和管理體系建設(shè)
目前,我國(guó)雖然意識(shí)到了礦山生態(tài)環(huán)境管理制度建立的重要性,但是關(guān)于礦山環(huán)境保護(hù)的法規(guī)存在“法多難治”的現(xiàn)象。政府部門應(yīng)當(dāng)對(duì)礦山的環(huán)境保護(hù)和管理中的經(jīng)驗(yàn)和存在的問題進(jìn)行分析,堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀,加強(qiáng)法制建設(shè)。同時(shí),要做好礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)制度,做好礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)制度,是做好礦山環(huán)境保護(hù)的重要措施。在不斷擴(kuò)大礦山環(huán)境監(jiān)督范圍的同時(shí),對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境存在的問題,采取有效預(yù)防和整治措施,建立健全礦山環(huán)境監(jiān)督體系。
2.2加強(qiáng)輿論監(jiān)督和宣傳教育
加強(qiáng)輿論監(jiān)督和宣傳教育,一方面媒體曝光反面典型,可現(xiàn)實(shí)政府環(huán)境保護(hù)的覺醒,也對(duì)采礦企業(yè)起到督促作用,同時(shí)也可以提高礦區(qū)民眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí),維護(hù)自身合法利益。
2.3提高礦山開采市場(chǎng)準(zhǔn)入條件
提高礦山開采市場(chǎng)準(zhǔn)入條件是做好礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的重要措施。政府相關(guān)部門在建礦審批的環(huán)節(jié)中,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照審批標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,并設(shè)立環(huán)境問題產(chǎn)生的準(zhǔn)入條件,提高容易產(chǎn)生環(huán)境問題礦產(chǎn)的準(zhǔn)入門檻。
2.4加強(qiáng)對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)的執(zhí)法力度
近些年來,礦山生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重,這與執(zhí)法不嚴(yán)有著一定的關(guān)系。企業(yè)作為盈利主體,不會(huì)主動(dòng)履行礦山環(huán)境保護(hù)的責(zé)任。因此,政府部門就需要加強(qiáng)執(zhí)法和監(jiān)督,迫使礦山開采企業(yè)能夠嚴(yán)格按照法律法規(guī)辦事,確保礦山生態(tài)環(huán)境得到有效保護(hù)。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:礦山環(huán)境;地質(zhì)災(zāi)害;勘查方法
礦山開采是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分,尤其是對(duì)于工業(yè)發(fā)展來說,礦山的重要性是極為突出的。隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展,礦產(chǎn)的開采量越來越大,但是在這一趨勢(shì)下,礦山環(huán)境也遭到了較大的破壞,尤其是對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)來說,這種礦產(chǎn)開采的影響還是比較突出的,也極容易引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害問題。針對(duì)這些地質(zhì)災(zāi)害問題,加強(qiáng)勘查、及時(shí)了解地質(zhì)狀況,以便更為快捷的做出應(yīng)對(duì),將地質(zhì)災(zāi)害的惡劣影響降到最低。
1礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題分析
1.1常見礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題類型
當(dāng)前我國(guó)礦山環(huán)境發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害,其存在的類型主要有以下幾種:
(1)泥石流
在礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中,泥石流是比較常見的一種類型。泥石流的形成不僅會(huì)受到自然環(huán)境地質(zhì)狀況的影響,和礦山的操作也存在著極為密切的聯(lián)系。隨著礦山的不斷開采,環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)的松散程度不斷加大,并且在開采過程中形成了大量的泥土,這就給泥石流的形成創(chuàng)造了外部條件。礦產(chǎn)開采形成的各種溝洞,會(huì)造成大量的雨水存積,也會(huì)對(duì)泥石流的災(zāi)害形成造成一定的影響。對(duì)于這種泥石流災(zāi)害問題,為了盡可能的降低其出現(xiàn)的概率,降低其危害性,除了在礦山的開采過程中加強(qiáng)控制,針對(duì)各種條件進(jìn)行嚴(yán)格的處理之外,還應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)礦山環(huán)境地質(zhì)的勘查,全面及時(shí)的了解其相應(yīng)的變化狀況,預(yù)防和應(yīng)對(duì)礦山泥石流災(zāi)害的發(fā)生。
(2)塌陷
對(duì)于礦山開采過程來說,塌陷也是極為常見的一種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。塌陷地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)主要就是因?yàn)樵诘V山開采過程中,其內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到了較大的損害,甚至出現(xiàn)了較多的采空區(qū),就會(huì)對(duì)相應(yīng)的礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響,當(dāng)其承載體系出現(xiàn)了變故,也就會(huì)出現(xiàn)塌陷問題。針對(duì)這種塌陷問題,主要防治措施就是在礦山開采過程中嚴(yán)格做好支撐保護(hù)工作,避免穩(wěn)定性受到干擾。
(3)滑坡
滑坡在當(dāng)前礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中也比較常見?;聠栴}的影響也是極為惡劣的,對(duì)于相應(yīng)人員的傷亡影響也比較突出,必須要在礦山開采施工中引起高度的重視?;聠栴}的出現(xiàn)也和具體的礦山開采存在著密切的聯(lián)系,礦山不斷開采影響到地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
1.2礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題產(chǎn)生的原因
對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的形成,其產(chǎn)生的原因和礦山的開采以及其它操作存在著密不可分的關(guān)系。礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成,很大程度上取決于施工設(shè)計(jì)以及施工設(shè)備的應(yīng)用,部分工程隊(duì)還有違規(guī)施工的情況,這些因素都極有可能導(dǎo)致礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害,具體來說主要有以下兩方面的因素:
(1)疏干排水
對(duì)于礦山開采來說,地下水是需要積極關(guān)注的一個(gè)方面,當(dāng)前比較常見的一種措施就是疏干排水。疏干排水對(duì)于地下水的影響是比較大的,對(duì)于整個(gè)礦山結(jié)構(gòu)體系的支撐效果影響也比較突出。通過分析近年來的實(shí)際工作情況來看,疏干排水質(zhì)量會(huì)受到設(shè)備、施工計(jì)劃以及山體結(jié)構(gòu)影響,三點(diǎn)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響到疏干排水工作質(zhì)量,進(jìn)而會(huì)影響到環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,就有可能出現(xiàn)各種地質(zhì)災(zāi)害問題,是礦山開采中最為突出的一點(diǎn)。
(2)違規(guī)操作問題
對(duì)于具體的礦山開采操作來說,違規(guī)操作對(duì)礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的形成有一定影響。違規(guī)操作,主要就是一些非法采礦問題,尤其是對(duì)于私挖亂采現(xiàn)象而言,其影響更是極為惡劣。隨著私挖亂采程度的不斷加深,其對(duì)于環(huán)境地質(zhì)造成的不良影響也越來越惡劣,也就更容易產(chǎn)生一些礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題。
2礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害勘查方法
2.13S技術(shù)的應(yīng)用
在礦山環(huán)境地質(zhì)勘查中,3S技術(shù)的應(yīng)用是比較常見的,其應(yīng)用價(jià)值也得到了較好的呈現(xiàn)。GPS技術(shù)主要就是能夠較為全面的對(duì)整個(gè)礦山環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行勘查分析,尤其是對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)的全天候勘查取得較好的勘查效果;RS技術(shù)主要就是指在礦山環(huán)境地質(zhì)的勘查過程中,充分運(yùn)用遙感攝像技術(shù)來進(jìn)行具體目標(biāo)的勘查,其最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍的勘查,進(jìn)而能夠提升其整體的勘查效果;GIS技術(shù)對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)勘查來說同樣具備著極強(qiáng)的應(yīng)用效果,其最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠針對(duì)整個(gè)礦山環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行全真模擬和動(dòng)態(tài)分析,能夠更為有效的把握好相應(yīng)的變化趨勢(shì),為后續(xù)礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防提供較好的信息支持。
2.2水文地質(zhì)的勘查分析
對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行全面詳細(xì)的勘查分析,能對(duì)具體的礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的解決提供幫助。對(duì)水文地質(zhì)勘查工作來說,其最突出的方面就是應(yīng)盡可能的對(duì)其巖土力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。因?yàn)閹r土力學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的預(yù)測(cè)來說極為必要?;诘V山水文地質(zhì)和巖土力學(xué)的分析,通過試驗(yàn)的方法來進(jìn)行預(yù)判。當(dāng)前比較常見的試驗(yàn)方法主要有水質(zhì)測(cè)試、含水層頂板滲透性試驗(yàn)、浸泡試驗(yàn)、淋濾試驗(yàn)、采礦引起周圍地層滲透性變化試驗(yàn)、含水層吸附試驗(yàn)等,通過這些試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好的對(duì)礦山環(huán)境水文地質(zhì)進(jìn)行了解,進(jìn)而分析其承載力效果,針對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的各種災(zāi)害性問題有一個(gè)直觀掌控,這也是勘查工作的重要目標(biāo)所在。
2.3高密度電阻率法
在礦山環(huán)境地質(zhì)勘查中,高密度電阻率法也是比較常用的一種技術(shù)手段。高密度電阻率法本質(zhì)就是一種物探法,即針對(duì)礦山結(jié)構(gòu)中的一些巖土進(jìn)行相應(yīng)的勘查施測(cè),進(jìn)而也就能夠較好的提升對(duì)于整個(gè)礦山地區(qū)的了解。尤其是對(duì)于礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成來說,通過高密度電阻率法能夠得到較好的呈現(xiàn),進(jìn)而也就能夠針對(duì)相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害做出預(yù)防和控制。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題最為有效地一種控制手段就是加大勘查力度,綜合運(yùn)用各種勘查手段來提升人們對(duì)于礦山環(huán)境地質(zhì)的了解,最終保障其能夠把礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題的影響降到最低。
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關(guān)鍵詞:礦山環(huán)境;地質(zhì)災(zāi)害;防治研究
中圖分類號(hào): F407.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言:礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用直接關(guān)系著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,直接影響著我國(guó)國(guó)民的生活。因此,我國(guó)必須要高度重視礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用。礦山開采的強(qiáng)度及規(guī)模也越大,對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響越來越嚴(yán)重,對(duì)生態(tài)環(huán)境和自然資源造成嚴(yán)重危害和破壞。從而在開礦的過程中引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害。不同的地質(zhì)災(zāi)害,開采礦山企業(yè)必須進(jìn)行全面的分析,采取有效的措施對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防,降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率,減少生產(chǎn)過程中對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞,確保生產(chǎn)過程的安全。在出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害以后,礦山企業(yè)必須要立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,進(jìn)行有效處理,降低地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。
一、環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)環(huán)境。
1.1礦山地質(zhì)環(huán)境它主要研究在礦山開采過程中,自然地質(zhì)作用、人為地質(zhì)作用與地質(zhì)環(huán)境之間的相互影響與作用。其鄰近地區(qū)的巖石、表層、大氣圈、水圈、生物圈組分等組成的環(huán)境系統(tǒng)。礦產(chǎn)資源開發(fā)為主導(dǎo),巖石圈為依托,斷改變著地球表面巖石圈自然環(huán)境平衡的地質(zhì)環(huán)境。,及由此產(chǎn)生的環(huán)境污染與破壞問題。環(huán)境地質(zhì)是介于環(huán)境學(xué)與地質(zhì)學(xué)之間的學(xué)科,其研究對(duì)象就是地質(zhì)環(huán)境,主要指是人類活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響。
1.2 礦山環(huán)境主要研究對(duì)象是地質(zhì)環(huán)境,礦業(yè)周邊的地質(zhì)環(huán)境。。良好的地質(zhì)環(huán)境有利于礦業(yè)的正常生產(chǎn),脆弱的或惡化的地質(zhì)環(huán)境必將影響和制約礦山正常生產(chǎn)。礦山環(huán)境地質(zhì)研究的兩方面:(1)研究環(huán)境質(zhì)量和容量,預(yù)測(cè)對(duì)礦山開采的負(fù)面影響,選擇礦山建設(shè)布局、避開易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害選區(qū)。(2)研究礦產(chǎn)資源開發(fā)前后對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響,開展礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量或環(huán)境地質(zhì)問題評(píng)價(jià),預(yù)測(cè)開采危害程度,控制、預(yù)防礦山環(huán)境地質(zhì)問題發(fā)生與發(fā)展,。
1.3 礦山地質(zhì)災(zāi)害是由于人為的采礦引發(fā)的災(zāi)害,對(duì)生態(tài)環(huán)境和自然資源造成嚴(yán)重危害破壞。礦山開采對(duì)地表造成嚴(yán)重的破壞,加速水土流失、地面塌陷、滑坡誘發(fā)、地震、巖爆、冒頂片幫突水、瓦斯爆炸泥石流等災(zāi)害。礦山抽排水造成地下水位下降、地下水資源枯竭,地下開采誘發(fā)、引起地表環(huán)境污染。露天開采占用土地且非常普遍容易產(chǎn)生滑坡、塌方等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象,因此,研究礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生及發(fā)展規(guī)律,提出防治災(zāi)害的措施,對(duì)保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境顯得尤為必要。
二、評(píng)估
礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)估指,對(duì)礦業(yè)活動(dòng)影響和破壞及對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析判斷其性質(zhì)、變化及危害情況,
2.1生態(tài)的破壞。礦山環(huán)境地質(zhì)在礦產(chǎn)資源開發(fā)中,引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題,這與開礦時(shí)間以及開礦強(qiáng)度等有密切的關(guān)系。環(huán)境地質(zhì)分為三類環(huán)境污染、生態(tài)破壞和地質(zhì)災(zāi)害。環(huán)境污染問題主要有礦山水資源污染、地下水污染、土壤污染,大氣污染,廢棄物污染,等污染物。生態(tài)破壞主要有地形地貌改變,種植物破壞,土壤流失,地下水位下降等,很多人文景觀破壞土地沙化等因素造成生態(tài)破壞。
2.2地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害主要有崩塌,地面塌陷,沉降、裂縫,水土流失,泥石流等。主要原因是礦山過度的開采造成負(fù)荷超重,造成地質(zhì)環(huán)境的應(yīng)力失去平衡,從而引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害帶來的危害強(qiáng)度遠(yuǎn)比生態(tài)破壞惡劣,因此,我國(guó)礦山企業(yè)必須要高度重視對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)和防治,保證礦山企業(yè)生產(chǎn)的安全性。其中崩塌帶來的影響極大,常會(huì)致使地表建筑物,公路,鐵路等設(shè)施被破壞或被掩埋,嚴(yán)重情況下還會(huì)造成人員傷亡。
2.3滑坡是礦山地區(qū)較高斜坡上的土壤,碎石等物質(zhì)承受不住雨水的沖刷巖塊等物質(zhì)快速?gòu)纳狡律狭髦辽狡孪拢⒃诘屯萏幎逊e起來的現(xiàn)象。泥石流和滑坡所帶來的影響極大,如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí),必定會(huì)給礦山企業(yè)以及礦山生產(chǎn)人員帶來嚴(yán)重的損失,嚴(yán)重的災(zāi)難。比如房屋坍塌、掩埋工人住房,沖毀公路等。滑坡,泥石流發(fā)生的時(shí)間段不同,其影響程度也不同。
2.4綜合地質(zhì)環(huán)境問題的影響程度和危險(xiǎn)性等級(jí)。地面突然陷落,出現(xiàn)陷坑或是大型洞口。原因可能是地下水位下降導(dǎo)致地表巖石以及地表土體向下陷落,也可能是因?yàn)樵陂_采礦產(chǎn)資源的過程中未做好支撐措施,導(dǎo)致地面坍塌。嚴(yán)重的地面陷落,不僅會(huì)破壞地表的各種基礎(chǔ)設(shè)施,同時(shí)還會(huì)威脅到周邊地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性。
三、展望與防治研究
3.1研究保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境就必須研究掌握其發(fā)展變化規(guī)律,才能夠做出科學(xué)的預(yù)測(cè),才能夠?yàn)榈V山的正常生產(chǎn),減少礦山環(huán)境地質(zhì)問題及經(jīng)濟(jì)損失。建立研究機(jī)構(gòu),重點(diǎn)是環(huán)境地質(zhì)圖系的內(nèi)容,圖層結(jié)構(gòu)、圖式圖例及嵌表形式等,以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)成圖等礦山環(huán)境地質(zhì)編圖理論與方法研究。構(gòu)建了礦山環(huán)境治理績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,但由于因礦產(chǎn)資源類型的不同,地質(zhì)環(huán)境不同,礦山環(huán)境問題在保護(hù)程度,地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及治理方面有一定的差別,在指標(biāo)的設(shè)計(jì)上,為了盡可能做到全面兼顧,還要應(yīng)對(duì)實(shí)際應(yīng)用。在礦山環(huán)境治理績(jī)效的研究的理論、指標(biāo)、方法上還有待深入,這未來進(jìn)一步的深入研究以及各方人十的大力支持,匯集合力,才能把論文中未涉及的相關(guān)研究和分析進(jìn)一步完善。
3.2地質(zhì)環(huán)境信息系統(tǒng)的建設(shè)。建立查詢方面、可視化等功能完善礦山地質(zhì)環(huán)境信息系統(tǒng)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)信息資源共享,礦業(yè)活功是人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng),礦山環(huán)境質(zhì)量好壞受國(guó)家法律、產(chǎn)業(yè)政策影響較大,因而在加大礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的理論技術(shù)研究同時(shí),加強(qiáng)法律、法規(guī)政策研究,依法行政保證礦山地質(zhì)環(huán)境步人法制化軌道。
3.3加大對(duì)環(huán)境保護(hù)的宣傳。礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)國(guó)家社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,保障我國(guó)礦產(chǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定供給是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需求。應(yīng)盡可能做到合理、科學(xué)地開采、加工和利用礦產(chǎn)資源,在對(duì)礦山環(huán)境治理方面也要高度重視,以提高礦產(chǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,需耍共同參與。環(huán)境保護(hù)宣傳教育對(duì)于環(huán)保工作起著先導(dǎo)、基礎(chǔ)、推進(jìn)和監(jiān)督作用,多建設(shè)一些污染防治和生態(tài)保護(hù)等環(huán)境公共設(shè)施項(xiàng)目,宣傳黨和國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的方針、政策、法律、法規(guī)的重要使命。開展環(huán)境保護(hù)宣傳,讓更多的群眾投入生態(tài)保護(hù)與建設(shè)中來,成為環(huán)保知識(shí)的宣傳者、實(shí)踐者、環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)督者、綠色文化的傳播者、生態(tài)文明的建設(shè)者,使生態(tài)環(huán)境保護(hù)得以優(yōu)化,環(huán)境保護(hù)工作重視程度越高、治理的越早、污染就會(huì)越小、效果就會(huì)越明顯我們應(yīng)抓住國(guó)家擴(kuò)大內(nèi)需的有利時(shí)機(jī)。
3.2建立礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)側(cè)和通過建立覆蓋礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)、保護(hù)管理信息系統(tǒng)。加大國(guó)家在礦業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中干預(yù)的力度,促進(jìn)新型礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的崛起和發(fā)展,使其可以在礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)和安全生產(chǎn)方面有較充足的資金投人。鼓勵(lì)多元資本投資礦山生態(tài)環(huán)境治理和礦地整治,建立治理資金投人和利益補(bǔ)償機(jī)制,推動(dòng)礦山生態(tài)環(huán)境治理和礦地整治工作的開展。礦產(chǎn)資源開發(fā)既不能讓代內(nèi)人承受采礦者破壞地質(zhì)環(huán)境帶來的環(huán)境問題,也不能讓后代人承受當(dāng)代人環(huán)境破壞的惡果,礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)是礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的另一關(guān)鍵問題。因此,在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查基礎(chǔ)上,通過定量評(píng)價(jià),編制礦山地質(zhì)環(huán)境防治區(qū)劃,對(duì)于實(shí)施礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。
結(jié)束語(yǔ):
隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展,礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)和充分利用直接關(guān)系著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,礦山開采力度,對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響越來越嚴(yán)重,引發(fā)一系列礦山地質(zhì)災(zāi)害,針對(duì)不同的地質(zhì)災(zāi)害,采取有效的措施對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防,降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率,確保生產(chǎn)過程的安全,保護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡。從而達(dá)到合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境尤為重要及研究礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生及發(fā)展規(guī)律,提出防治災(zāi)害的措施。
【論文關(guān)鍵詞】柔性防護(hù)系統(tǒng);礦山地質(zhì);環(huán)境治理
0.前言
我國(guó)將邊坡柔性防護(hù)系統(tǒng)于 1995 年從外引入,先后應(yīng)用于水利、公路、鐵路等廣泛領(lǐng)域,主要治理坡面的淺層危巖落石。柔性防護(hù)系統(tǒng)其邊坡具有一定的穩(wěn)定性,抑制邊坡遭受風(fēng)化剝蝕,該系統(tǒng)實(shí)施對(duì)坡面形態(tài)沒有具體要求,且不改變和破壞原坡面地貌形態(tài)和不影響植被正常生長(zhǎng),最大化實(shí)現(xiàn)防護(hù)邊坡和保護(hù)環(huán)境的目的。在某區(qū)域礦山地質(zhì)環(huán)境的整治中,根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩盹L(fēng)貌等,采用柔性防護(hù)系統(tǒng)對(duì)巖體進(jìn)行防護(hù)施工設(shè)計(jì),可有效解決環(huán)境遭受破壞以及地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,對(duì)環(huán)境工程有效實(shí)施防護(hù),在實(shí)施過程中,要保證實(shí)施的工程質(zhì)量,同時(shí)采用經(jīng)濟(jì)有效地防治措施對(duì)環(huán)境形成有效地保護(hù)。
1.柔性防護(hù)系統(tǒng)及其優(yōu)勢(shì)分析
柔性防護(hù)系統(tǒng)又被稱之為 SNS,其具體是以高強(qiáng)度的鋼絲繩柔性網(wǎng)作為主要構(gòu)成部分,并以覆蓋、攔截和緊固等途徑來防護(hù)坡面巖石崩塌、滾石等危害的一種鋼絲繩柔性防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)。SNS 本身屬于一種主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),它是在采用國(guó)際最新的坡面防護(hù)以及巖石攔截標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的。與一些傳統(tǒng)的施工方法相比,這種系統(tǒng)有效克服了剛性防護(hù)施工過程中的種種弊端,它的整個(gè)施工采用的是模塊化安裝方式,不但進(jìn)一步縮短了施工周期,而且還節(jié)省了大量的施工成本。
1.1 SNS的特點(diǎn)
該系統(tǒng)的特點(diǎn)大致可歸納為以下幾個(gè)方面: 其一,SNS 是以熱鍍鋅鋼絲繩作為主要材料的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),其具有防護(hù)強(qiáng)度高、韌性高以及易鋪展性等優(yōu)點(diǎn); 其二,經(jīng)過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)際工程應(yīng)用表明,SNS 具有適應(yīng)任何坡面地形、安裝程序系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn),其開放的系統(tǒng)特征能夠使工程對(duì)環(huán)境的影響降至最低,并且在系統(tǒng)的防護(hù)范圍內(nèi)能夠充分保持巖石、土體的穩(wěn)固性; 其三,由于 SNS 采用的熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼絲繩作為主要材料,這種材料本身具有較高的防腐和防銹性,正常情況下,系統(tǒng)的使用壽命長(zhǎng)達(dá) 30-50 年; 其四,因系統(tǒng)采用的是模塊化安裝方式,從而使得參與的安裝設(shè)備、工程材料以及作業(yè)人員等大幅度減少,分體式材料與組合式的安裝特點(diǎn)決定了工程安裝的易用性; 其五,SNS 是以錨桿之間的支撐繩來實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡潛在災(zāi)害的主動(dòng)防護(hù),這樣一來對(duì)整個(gè)邊坡能夠形成一種連續(xù)的支撐,進(jìn)而達(dá)到局部承載、整體作用的目的。當(dāng) SNS 防護(hù)系統(tǒng)建成以后,其能夠形成一道保護(hù)屏障,有助于降低安全事故的發(fā)生。
1.2 SNS 的優(yōu)勢(shì)
SNS 的優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面上: 其一,系統(tǒng)充分利用了柔性材料的高防沖擊能力和易鋪展性,使之能夠適應(yīng)各類邊坡和自然坡面的地質(zhì)災(zāi)害防護(hù),并且便于工程量計(jì)量和施工質(zhì)量控制; 其二,由于系統(tǒng)本身具有柔性和布置靈活的特點(diǎn),使其能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的地形地貌環(huán)境,同時(shí)避免了因大量開挖造成的環(huán)境破壞以及對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響; 其三,系統(tǒng)所具有的開放性能夠進(jìn)一步減小視覺干擾并對(duì)原有植被及其生長(zhǎng)條件起到一定的保護(hù)作用,也為人工綠化的實(shí)現(xiàn)提供了便利條件,真正將工程治理與環(huán)保和改造融為一體。正是因?yàn)?SNS 的這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),使其被廣泛應(yīng)用于交通、水電以及礦山等邊坡防護(hù)領(lǐng)域當(dāng)中。
2.工程概況
2.1 工程項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)情況
某區(qū)域礦山,采礦條件優(yōu)良,因此露天采礦區(qū)較多。一般采礦實(shí)施的是露天崩塌法實(shí)施開采,可在河北岸山坡見到較大規(guī)模的挖損面,造成山體大面積出現(xiàn),同時(shí)對(duì)周圍的植被以及地貌環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。坡面陡峭不平,巖體鋒利,形成危巖,巖體的穩(wěn)定性較差,導(dǎo)致泥石流、滾石以及崩塌現(xiàn)象的發(fā)生,這嚴(yán)重影響了正常的交通道路,影響到行人的正常通行。
2.2地層條件
坡體主要低層為層狀或片狀的白云巖或大理巖,發(fā)育多組節(jié)理,在風(fēng)化侵蝕作用下,巖體日益風(fēng)化成破碎塊狀結(jié)構(gòu),導(dǎo)致巖體地層條件極為惡劣。在實(shí)施工程修護(hù)之前,對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行勘查,其中礦區(qū)邊坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育主要為: 第一,坡度相當(dāng)陡,坡面不平整、坡面高度所占面積大; 第二,坡面的巖石破碎層一般 1.0m 左右,體積較小,局部較為嚴(yán)重的巖體發(fā)生變形深度為 3.0m,在該條件的影響下,形成了危巖; 第三,在整個(gè)邊坡防護(hù)中,主要針對(duì)邊坡所常發(fā)生的局部小型崩塌以及落石災(zāi)害為主,落石滾落或崩塌的發(fā)生,都會(huì)造成過往道路的阻塞以及嚴(yán)重威脅行人的健康安全。
3.設(shè)計(jì)方案
以往常規(guī)的方法,多采用削坡、錨桿( 錨索) 格構(gòu)的治理措施。這些方式工程量大,施工周期長(zhǎng),尤其在破碎的巖質(zhì)邊坡的施工中,施工難度大,將產(chǎn)生大量的土石方體對(duì)環(huán)境再次形成破壞,完工后工程構(gòu)造物與環(huán)境的協(xié)調(diào)性差。清水畢家里礦山環(huán)境恢復(fù)治理工程的邊坡設(shè)計(jì)方案,經(jīng)過有關(guān)專家和部門的論證,認(rèn)為針對(duì)災(zāi)害發(fā)育特征及危害方式,采用 SNS 主動(dòng)柔性防護(hù)系統(tǒng)對(duì)坡面淺層危巖整體防護(hù),危巖使用加強(qiáng)錨桿錨固以提高其穩(wěn)定性防治崩塌災(zāi)害,最后對(duì)坡面覆土綠化,可達(dá)到災(zāi)害防治與環(huán)境恢復(fù)的目的。與其它方案相比,施工工藝簡(jiǎn)便、效率高、經(jīng)濟(jì)可行。
3.1施工工藝
第一,清理坡面的浮石和浮土,消除其可能會(huì)對(duì)防護(hù)區(qū)域造成的影響,對(duì)于局部地形可能會(huì)造成整體施工效果實(shí)現(xiàn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。第二,確定錨桿位置后,實(shí)施打孔,打孔多于低凹處,如地形條件不適宜,則選在貼近坡面的錨桿打孔,并在每一孔位鑿一定深度不小于錨桿外漏環(huán)套長(zhǎng)度的凹坑,一般口徑為 20cm,深度為 20cm。第三,于孔內(nèi)注入泥漿,三天后,實(shí)施下一步操作。第四,安裝支撐繩,可縱橫方向上受力,將其拉開后,用繩卡固定連接。第五,從上至下將格柵網(wǎng)鋪掛開,將鋼絲繩鋪掛同時(shí)連接起來,將其進(jìn)行固定完好。
3.2設(shè)計(jì)網(wǎng)型
為防止發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害所造成的巖體滑落或崩塌,對(duì)過往的行人以及車輛造成威脅,同時(shí)考慮到巖體發(fā)生破碎情況和后期坡面的綠化環(huán)境等方面的需要,對(duì)其實(shí)施防護(hù)修復(fù),所采用的主要為柔性防護(hù)系統(tǒng),該系統(tǒng)可對(duì)整個(gè)坡面進(jìn)行防護(hù)。防護(hù)網(wǎng)型號(hào)選用常規(guī)的普通型,主要是由鋼絲格柵 + 鋼絲繩網(wǎng)等共同組成的雙層防護(hù)網(wǎng),可有效抑制崩坍巖體滑落,同時(shí)加入鋼絲格柵也可阻擋一些較為碎小的巖塊,實(shí)施綠化時(shí),可有效穩(wěn)定坡體土城結(jié)構(gòu),利于植物的生長(zhǎng)。一般在實(shí)際施工操作中,多采用鋼筋錨桿取代使用鋼絲繩,因鋼絲繩在施工中較難操作使用,且使用可靠性較低。
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