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关键词:矿山;地质环境;恢复治理;可持续发展
1 工程概况
陂头面铁矿矿区面积0.148 k㎡,开采深度:0~-30m标高,采矿许可证核定的开采方式为露天开采,开采矿种为铁矿,生产规模为8万吨/年。1985年阳春县人民政府将矿山划归阳春矿冶开发总公司,1986年10月矿冶开发总公司解体,同年11月由阳春县铁矿公司接收,矿山采用露天开采方式,设计年开采量8万t。由于经济及开采不规范等原因,2008年12月停采,部分采坑已回填至地面标高,部分采区被水体覆盖。目前矿区内最深采坑已达-30m标高,矿区内共消耗资源储量:铁矿石量2113.74 kt,伴生铜金属量4794.97 t。
矿山经多年开采,对原有地貌破坏较大,现在矿区在开采范围内并形成了长约50m,高15m,坡角约70°的挖方边坡。边坡大部分表层岩石风化比较强烈,残积土厚度较大,土体较松散。由于切坡的规模不大,边坡主要为第四系坡残积层,岩性为灰黄或浅红色砂质粘性土,局部为砾质粘性土。局部地段曾经引发过、崩塌和滑坡等地质灾害。
此外,原有矿山的建设和开采活动,已造成的地质环境问题还有矿山占用土地改变利用功能对土地资源的破坏、含水层破坏、地形地貌的改变对地质地貌景观的破坏等。
为了保护矿山地质环境,减少因矿产开采活动造成的地质环境破坏,保护人民生命和财产安全,促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展,必须采取一定措施对矿山的地质环境问题进行全面的综合治理,全面恢复矿山的地质环境、生态环境与自然环境。
2 矿区地质环境背景
陂头面铁矿位于阳春市境内,行政隶属岗美镇管辖,属亚热带季风气候区。该区的气候特点是夏长冬短,日变幅大,暴雨多,强度大。该区年平均气温22℃,最高气温37.2℃,最低气温-1.8℃。年降雨量为1050.1~3342.31mm,多年平均年降雨量2480mm,日最大降雨量338.1mm(1976年10月23日)。雨水集中在4~9月份,占全年雨量83.28%。常年主导风为东北风,最大风速16m/s(2006年4月14日),平均风速2.2m/s。
矿区出露地层主要为石炭系和泥盆系,其中石炭系岩性主要为含砾石英砂岩、细粒石英砂岩、粉砂岩及砂质页岩所组成,部分经接触变质成为石英角岩或透辉钾长角岩。泥盆系岩性主要为灰岩,夹有粉砂岩及砂质页岩薄层,尤其上部与帽子峰组接触附近夹层较多,经接触变质成为大理岩、条带状大理岩或矽卡岩,其中砂页岩夹层则变质为角岩。矿区内的岩浆岩属于燕山二期花岗闪长岩,中粒半自形结构,块状构造。矿区断裂构造以成矿后北北东向之逆断层为主,走向为北东10°,倾向南东,倾角约55°。断层为后期石英脉所充填,长1.4km以上,宽1~20m,对矿体有破坏作用。
根据地下水赋存条件,含水层水理性质和水力特征,矿区地下水含水层可分为:松散岩类孔隙含水层、砂岩裂隙含水层、花岗岩裂隙含水层、大理岩类岩溶裂隙水、矽卡岩(或角岩)隔水层和风化破碎承压含水带。大气降水是本区地下水主要来源,受地形和构造线控制,地下水迳流主要沿岩石裂隙及溶隙从西向东,由高地向谷地顺地形运动,在山脚及侵蚀基准面附近地形低洼处以下降泉的形式排泄。
陂头面矿区主要分布的土壤主要为山坡地红壤。主要植被类型为常绿季雨林、马尾松林、阔叶混交林以及丘陵常绿灌丛。主要植物类型有凹叶红豆、密花树、竹节树、变叶榕、桃金娘等。草本植物主要为芒箕、省藤、黑莎草等,总体上矿区植被覆盖率较高。
3 矿山地质环境保护与治理恢复工作部署
(1)总体部署
矿山地质环境保护与治理恢复工作的各项措施贯穿于采矿活动的全过程,是工程措施、生物措施与监测措施合理结合的过程。按照“预防为主,防治结合”、“边开采边治理,分阶段逐步推进”等原则,矿山地质环境保护与治理恢复工程总体部署为:
1先破坏先治理、工程措施、生物措施与监测措施相结合进行治理。
2对地质灾害主要采取工程措施、配合生物措施进行治理,用监测措施进行预防;
3对地形地貌景观破坏的恢复,采取生物措施、配合工程措施进行治理。
4对土地资源的破坏主要采取土地复垦的方法进行恢复。
(2)防治措施
1露天采场边坡失稳:根据其边坡高度、边坡岩土物理性质特征以及稳定性等情况,加强监测和处理效果的检查,确保边坡的安全。
2废石堆场:采用工程措施进行废石的转运,同时恢复植被,修复其地形地貌景观;对其下游区域地下水水质的变化情况,主要采取监测措施进行监控。
3各种运输道路形成的不稳定边坡,以工程措施进行防治;其地形地貌景观的恢复主要采取生物措施进行治理。
4 矿山地质环境防治工程
矿山地质环境综合治理工作,既要统筹兼顾全面部署,又要结合实际、突出重点,集中有限资金,采取科学、经济、合理的方法,分轻、重、缓、急地逐步完成。最终达到地形、植被在视觉和环境上与周围的区域生态融为一体。
关键词:煤矿开采 环境治理 生态恢复 研究
一、煤炭资源开采的环境治理
煤炭资源开采对生态环境的影响主要表现在对水资源和地表土壤及植被的破坏上,导致一定范围内地表塌陷和地下水位变化。其后遗症有:地表移动盆地、产生地裂缝出现塌陷坑、土地自生的机能受到毁灭性破坏,永久积水或季节性积水,加速农田土壤盐渍化。随着工业迅猛增长,大量老矿区问题尚未解决,新矿又不断开采,煤矿与生态环境的对立关系不断激化。充分利用工程措施的控制性和速效性,同时发挥植物措施的长效性,植物措施和工程措施相结合,土地整治与复垦措施相辅,以植物措施为主,全面防治与重点防治相结合;发挥各项措施的综合防护效能,实现总体防治目标。
(一)矿井生产、施工环境保护措施
1.项目施工过程是加强管理,要采取少占少破坏,尽量不占不破坏的原则,施工过程中损毁的灌木,要制定补偿措施。
2.掘进工作面在接近含沙层,必须打超前钻孔控防水,井下有突水危险的地区,必须在其附近设置水闸门或水闸墙,在掘进工作面或其他地点发生明显的突水征兆或大量涌水时,应立即停止作业,采取相应保护措施,确保含水层不受破坏,保证当地饮用水安全。
(二)工程施工营地、料场临时占地及弃渣堆放占地会破坏地表植被,临时占地在施工结束时应进行绿化,恢复植被。
(三)对矿区中废水都应建立与之相配套的矿井水斜管沉淀池和地埋式一体化生活污水处理设施。使其达到《煤炭工业污染物排放标准》后才能外排,并尽量进行综合利用。
(四)工业场地绿化美化区
1.由于工业广场既是煤矿开采基地,又是职工生产生活场所。因此,水土流失防治措施既要具备保持水土功能,又要满足提高环境质量的要求。在做好排水、边坡防护的前提下营造分割林带划分功能区,同时对厂区道路和空地进行绿化美化,使之成为生态矿区、园林矿区。
2.建议在办公楼前栽植观赏性较强的树木、花卉,并辅以绿地;锅炉房、污水处理站、煤仓等产生粉尘、噪声大的生产系统四周,职工宿舍楼前,应以乔、灌林相配种植,以防尘降噪。
(五)排矸石场地
对矸石场治理采取的主要措施有以下几种:一是建拦渣坝,作用是拦蓄弃渣;二是渗水盲沟,其作用是有效排除弃渣区域沟道渗水,防止拦渣坝坝体因沟道长期渗水浸泡而损坏;三是排水沟,主要用于排除弃渣堆积面上的汇流洪水,四是弃渣场封闭,作用是防止矸石自燃。
(六)沉陷区的治理
1.开采中应加强对靠近山区矿区山体滑坡的监测、监控工作,采取预防措施,对土崖和坡度大于45度以上坡度,设置危险标志,在边缘修建排水沟,减少雨水对其的,在重点保护区修挡土墙等。
2.面对煤矿塌陷区的种种问题,国内的应对大多还停留在湿地利用、土壤复垦等技术层面,对煤矿的塌陷采取一对一解决和修复,这种往往难以治本,事实上问题的解决必须从更大空间视角出发。
3.结合开采对村庄搬迁和建设社会主义新农村的要求,从经济、社会、自然和谐的角度规划煤田内农村改造建设,使村庄迁移与新农村建设规划相一致,形成规模较大的村民聚居点,公共设施得到优化,使人民生活更加安居乐业。
二、生态恢复几种补偿制度
(一)预防性生态补偿制度----煤炭资源开采生态风险基金制度
煤炭资源开采,会导致大面积生态破坏。因此,建议建立预防性生态补偿制度。其资金来源于开采者、地方财政收入或者专项资金等,其资金使用主要范围是针对开采者没有能力承担的部分。
(二)补救性生态补偿制度
1.煤矿环境治理恢复保证金制度。项目可行性方案,要进行环境影响评价,环评中确定哪些是污染的主要原因。为此,开采者应建立煤炭开采环境治理恢复补偿保证金,用于对污染和破坏的治理与恢复。此种制度属于补救性生态补偿制度,依据“谁开采,谁治理”的原则,保证金由开采者筹集,资金多少主要取决于生产规模大小、自然环境条件、开采技术条件等因素条件。同时,资金要保证足额到位,专项使用于治理和恢复生态环境以及居民的补偿。建议此项基金应有环保部门进行监督,承担监管责任。
2.煤矿环境损害行政补偿制度。煤炭开采者对生态污染和破坏,会导致矿区居民人身、财产及环境权益损害。其中,环境污染侵权损害有的因加害主体难以确定、或支付能力有限、已经破产、关闭等原因,致使受害人无法获得适当赔偿之事时有发生。在环境污染侵权诉讼中,举证责任倒置、因果关系推定困难,受害人要取得胜诉十分不易,即使胜诉,有时也很难将赔偿真正落实到位,使受害者的损失得到有效补偿。为此,建立煤矿环境损害行政补偿制度。首先,要有矿业行政管理部门建立环境损害行政补偿金,资金来源于煤炭资源的开采者、政府财政收入或专项资金等。
3.矿区生态补偿转移支付制度。借鉴我国森林生态效益区际补偿的经验,依据矿产资源开采经济上正外部性和生态环境上的负外部性利益冲突协调原则,建立矿区生态补偿转移支付制度。开采出来的煤及其附属产品具有准公共物品的性质,虽说矿业城市是矿产品的制造者,但矿业城市并不能阻止其他工业城市消耗矿产品,并且制造矿产品的最终目的也是为了工业城市的消耗。
三、结论
打破信息孤岛的“一片云”
836家重点污染企业,每两小时更新一次的实时数据,异常情况每日汇总公布……这一切,离不开代号“1831”的江苏环保云平台的支持。作为国内最先进的环保云平台,“1831”不仅是观照江苏生态环保的“睛雨表”,更是江苏环境智慧决策的重要依据和手段。据何春银介绍,所谓“1831”是指建设一个全省共享的生态环境监控系统;集成饮用水水源地、流域水环境、大气环境、重点污染源(包括污水处理厂)、机动车尾气、辐射环境、危险废物、应急风险源等8个子监控系统;组建省、市、县三级生态环境监控中心;建立一整套完善的环境监控运行机制。那么,“1831”里到底有哪些信息可查?这些数据又是从何而来的呢?1831的智慧就在于,我们并非坐镇江苏省环保厅的生态环境监控中心,在位于北京某咖啡厅的采访地点,何春银打开随身携带的笔记本电脑就给记者展示了重点污染源自动监控、流域水质自动监控等实时的数据。事实上,云平台云集的数据远不止于此。除了环境质量数据外,12369的举报信息、环境创建情况等均以数据形式集入了平台,每天平台集纳数据超过300万条。
“我们可以说是全国最先进、集纳环境信息最多的一个数字平台。”何春银介绍,云平台采用国际先进的物联网传感器以及信息分析云技术,能够实时感知全省4万亿经济总量下10.26万平方公里区域内生态环境的安全与健康程度,并将人类社会与环境业务系统进行整合,从而以更加精细和动态的方式,实现环境管理与决策的智慧化。
为何要开发这个云平台?还得从太湖水危机说起。2007年太湖水污染事件发生后,江苏省环保部门发现,太湖流域多个地区、多个部门围绕太湖水环境开展了污染源、环境质量、生态背景、水文、气象等方方面面的信息监控。但由于缺乏在政府综合管理与决策层面的信息集成、集中管理与统一机制,难以为太湖治理与决策提供有力的信息支持。当时仅江苏省环保厅就有36个信息系统。由于系统开发各自为政、业务数据自成体系,大都无法实现集成共享。“标准不统一,决定数据没有价值。”何春银这样点评。
2008年7月,江苏省按照“太湖平台、数据环保、信息共享、科学管理”的理念,启动太湖平台建设。短短48天后,覆盖太湖全流域的125个水环境自动监测站、蓝藻预警监测系统以及50个省、市、县和区域4级重点污染源监控中心涉及十多个方面的环境信息实现联网。太湖平台的建设,为江苏省范围搭建统一的环境共享平台提供了样板。随后,以太湖平台为蓝本的“1831”逐步浮出水面。“信息不共享,上下不信任,左右不服气,领导不满意,群众有意见,自己很辛苦,别人看笑话……”何春银在近日举办的2013年第十一届Esri中国用户大会上,夹杂一段顺口溜介绍1831平台活跃了技术演讲现场的气氛。“如今,全省环保系统都共用我们这一个平台。它就像孙悟空的火眼金睛,眼观四路、耳听八方。”何春银说。
信息让决策更“智慧”
“我们的1831江苏省生态环境监控系统可以说是全国最先进、集纳环境信息最多的一个数字平台。它能够实时感知全省4万亿经济总量下10.26万平方公里区域内生态环境的安全与健康程度,并将人类社会与环境业务系统进行整合,从而以更加精细和动态的方式,实现环境管理与决策的智慧化。”何春银谈道。
在采访时,何春银用鼠标在系统中通过一个简单的操作,就可以远程关闭或者打开常州市一个工厂的雨水排水口。“动一下鼠标,就能把生态感知指数以至于在全省的排名自动排出来。所有的事情都在这里共享,让我们时刻通过这个平台感知着江苏环境的变化。”以大家恐慌的雾霾天气为例,很多人都不知道雾霾天气的实时状况。但在江苏环保网上的“空气质量平台”,每两小时就实时更新的自动采集数据、一目了然的色彩显示不同污染程度、历史数据的曲线图……对公众了解空气状况起到了重要作用,而它的背后正是“1831”在支持。
1831实时更新的各种数据,对环保工作者而言,更是科学决策的好帮手。何春银告诉记者,用上1831,他们不仅可以随时掌握每一个重点污染源的基本信息、生产工艺、污染治理设施、排污状况、排污数据,还能看到立体模型、全景照片和全景实时视频,从而能够对污染源实行全周期管理。“一旦出现问题,系统会自动发出预警,环保人员可以及时作出应对。”每天打开云平台,已成为江苏省环保厅每个工作人员的习惯,说起好处大家一口气能报出一堆。
“很多人责怪我们环保局不作为,必须要对类似雾霾出现的这种天气负责,我把数据拿给他们一看,这些声音就消失了。”何主任对1831系统充满了自信。
技术对环境的改造力量