王 偉
(新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第二水文工程地質大隊,新疆 昌吉 831100)
礦山環境地質是介于環境學和礦山地質學之間的一門重要的邊緣學科,這門學科主要研究礦山開采過程當中,人為地質作用和自然地質作用給礦山地質環境之間產生的作用和影響為研究對象,探討分析由于這些因素造成的環境污染與破壞問題,進而采取有效的措施科學合理應對,來實現礦產資源合理利用,更好地保護礦山地質環境[1]。由于礦產資源開發過程當中,會對自然環境造成很大破壞,實質上是對自然環境改造破壞利用的過程,由于礦山開發工作的特殊性,造成的礦山環境問題也非常的突出,所以對于礦山地質環境問題加強調查與保護,越來越受到有關部門的重視。

圖1 新疆西昆侖地區礦山地質分布圖
新疆西昆侖地區礦山地質構造如(圖1),由于當地地質條件非常的特殊,造成該區有著非常豐富的鉛鋅礦產資源,潛力非常巨大,因此該區成為新疆地區重要的鉛鋅礦礦產資源基地,鉛鋅礦礦產資源開發潛力巨大。下文當中對新疆西昆侖赤谷鉛鋅礦礦山地質環境現狀進行分析探討,同時,在此基礎上提出有效的防治對策,希望能夠進一步改善新疆西昆侖赤谷鉛鋅礦區地質環境問題,推進秀美新疆工程建設。
(1)鉛鋅資源開發利用情況。赤谷鉛鋅礦分布在新疆西昆侖地區,目前已經開發多年,為新疆乃至全國提供了豐富的鉛鋅礦產資源,為新疆乃至全國提供了豐富的鉛鋅礦產資源成為新疆重要的鉛鋅礦產資源基地,近年來隨著采礦新技術的應用,鉛鋅礦產開采量逐年擴大,雖然創造了豐富的鉛鋅礦產資源,但是對生態環境卻造成了很大破壞,礦山環境治理成為當前礦山面臨的重要工作內容[2]。
(2)礦山地質環境現狀。①礦區巖土侵蝕。赤谷鉛鋅礦分布于新疆西昆侖地區,區內山高坡陡,巖石較為破碎,同時土層較薄,有著非常強烈的風化作用,在三坡溝頭堆積大量的巖屑碎石,豐富的松散物質,為侵蝕提供了充足的物源,年降雨量在613.2mm,降雨量主要集中在夏秋季節,此時很容易發生山洪災害,為產沙與輸沙創造了有利的動力因素,隨著近年來礦山開采活動的不斷擴展,破壞了很多植被資源,導致巖土被大量侵蝕,加劇了地質災害的發生。②廢石堆。礦山建設至今,由于開采活動日漸加深,掘進巷道也在不斷擴展,產生了大量的廢石料,而且這些大量的廢石料主要堆放在沿坡、沿溝地點,并設置了相應的攔護措施,但也有一些廢石料堆放過于零散,攔護措施方面還存在很大不足,不僅占地面積非常大,同時對植被資源也造成很大破壞,到目前為止赤谷鉛鋅礦,產生的廢石堆,占地和破壞植被面積達到了257hm2。③尾礦庫和事故池。現在赤谷鉛鋅礦存在20余個尾礦庫與事故池,在各大溝內分布,占地面積與破壞植被面積達到20hm2,由于尾礦庫存在,不但對很多土地資源造成占用,同時對自然環境還造成很大破壞,在大風天氣情況下,緯紗尾沙騰空而起漫天飛舞,對天氣造成非常大的污染,而且在降雨條件下尾礦隨著水出現漫流,對水質造成很大污染。④滑坡與泥石流。新疆西昆侖地區是地質災害多發區,曾經發生過嚴重的滑坡和泥石流災害,地質災害問題對當地經濟社會發展造成巨大影響,這些地質災害的發生,不僅和自然因素有著密切的聯系,同時和礦山開發活動也存在很大的關聯性特別是礦山邊坡開挖后再加上自然因素影響,成為誘發滑坡災害的主要因素。強降雨條件下,由于山洪沖擊,也有形成大規模泥石流的巨大危險。⑤采空區充填與陷落現狀。礦山在開采過程當中,主要應用房柱法、空場崩落法以及淺孔留礦法等方式進行采礦,而且主要是以淺孔留礦法為主,礦山上不中段已經基本完成采礦,采空區面積較大造成局部地表巖體出現位移和塌陷情況,同時礦體傾角都比較陡,主要保持在70°左右,致使這些采空區目前還沒有出現大面積的坍塌或者發生山體垮落現象。
(3)以往礦山地質環境治理恢復工作。有些滑坡災害對礦山生產造成很大影響,針對這些災害發生區域前緣通過加設混凝土擋土墻的形式,并在兩側修建排水溝,開展相應的治理工作,有效控制了滑坡災害。針對一些尾礦庫性質的事故池,利用加高護堤。覆土50cm還田的方法開展復墾工作。
通過上述分析發現,新疆西昆侖赤谷鉛鋅礦礦區,主要的地質環境問題為廢石堆,尾礦庫以及事故池,廢石堆對植被和生態景觀造成很大破壞,同時還有瀉溜、滑坡等不良地質問題存在,存在潛在的大規模泥石流和滑坡災害發生危險。尾礦庫與事故池,對于土地形成大量占用,對大氣環境以及水質造成很大污染,所以應當采取有效措施來治理廢石堆和尾礦庫,并有效處理事故池。
長期以來,由于在礦山開采過程當中,對環境地質缺乏足夠的認識,而且受經濟因素影響在治理礦山地質環境問題方面投入不足,導致新疆西昆侖地區赤谷鉛鋅礦存在嚴重的礦山環境地質問題。隨著當前人們環境保護意識不斷加強,保護環境成為今后重要的發展方向,建設美麗新疆成為新疆地區今后的重要發展趨勢,在此背景下應當對國家有關法律法規加強宣傳。
在當前日益重視環境保護和黨中央建設“山川秀美”大西北的新形勢下,一方面要大力宣傳有關國家法律法規,轉變過去礦山開采過程當中,只注重經濟效益的錯誤開采觀念,提高基層干部對礦山環境治理工作的重要認識,其充分認識到礦山環境治理與恢復的重要性與迫切性。面對礦山治理與恢復工作中存在資金不足情況,可以通過國家地方以及企業共同出資的形式,建設示范性工程,對周邊地區礦山環境治理與恢復提供有效的參考和借鑒。
對尾礦庫與事故詞進行土壤復墾,是降低礦山環境污染的重要途徑,復原的土地應當和當地自然景觀相協調,同時還具有一定經濟目的,復墾尾礦庫過程當中,應當充分考慮極端生態環境條件,對于適宜當地的植物品種進行科學選擇,來更好地保證治理恢復作用。
(1)工程措施。針對一些尾礦庫長期廢棄結合實際情況,合理進行加寬加高,并加固庫壩,避免尾沙受降雨影響,向河流泄入,對水質造成污染。并在此前提下對庫面進行整治,并合理地選擇植物進行栽種。
(2)植物措施。鉛鋅尾礦理化性質非常的特殊還具有明顯的植物毒性,包括:①存在不良的物理結構保水保肥能力較差;②非常的貧瘠,N、P、K有機質含量不高,還有養分不平衡的情況;③存在較高的重金屬含量,對于植物代謝造成很大影響,不利于植物吸收營養物質,影響其根部生長,造成土壤板結;④土壤表層30厘米深度范圍呈現嚴重的酸質土質,會加劇板結發生,影響植物,在尾礦庫區域自然定居;⑤高鹽分會加劇干旱。
①針對尾礦庫以及事故池植物復墾構建試驗小區,根據小區特點,科學地選擇相應的植物進行栽植,開展復墾試驗,為尾礦庫和事故池的植物復墾提供參考。②對一些位于寬闊溝道,的尾礦庫、事故池周邊有很多土壤,根據以往的復墾經驗,對于覆土的厚度肥料配比以及植物選擇開展進一步深入的實驗研究,確保能夠進一步提高復墾經濟效益。
(1)工程措施。充分考慮廢石堆的特點,增加防護墻措施,或者進行加高加寬處理,對原擋土墻進行加固,避免廢石堆出現瀉溜或者滑坡,減少降雨條件下廢石堆,隨著山洪傾瀉而下,發展成泥石流。
(2)植物措施。廢石堆一般處于40°左右的坡面穩定角度,處在上部表層的廢石堆粒度較細,而坡腳位置的廢石堆粒度較粗,如果土壤豐富,可以設置成梯田進行復墾,根據復墾試驗栽植相應的樹種,增加綠化面積,改善礦山生態環境。在缺乏土壤,或者存在廢石滾落破壞的植被區域,可以試驗性的開展無土植被方法,來達到綠化礦山的效果。
現如今,新疆西昆侖赤谷鉛鋅礦,在采礦過程當中,利用充填閥采礦較少,主要在一些開采條件不良,具有破碎巖石的局部區域通過干式充填方法進行采礦工作,目前尚未引進高水固結充填采礦以及塊碎石膠結充填采礦方法。前者在采礦過程當中是通過高水材料作為固化劑,和尾砂混合成漿,在采礦場內沖入,其中不用脫水便能夠快速的進行凝結,是固態充填采礦的一種重要工藝。后者是利用礦石與水泥砂漿充填采場,固結充填體的一種重要采礦工藝,是現在膠結充填工藝的重要發展方向,這些先進的采礦工藝具有良好的采礦效果,應用前景廣闊,在采礦過程當中,應當根據具體的采礦條件合理地應用這些采礦方法開展采礦工作,控制和減少廢石與尾礦對土地資源造成的大量占用,減少礦山環境污染問題,促進采礦效率不斷提升,控制采空區塌陷以及地表巖移問題出現,達到一舉多得的效果。