2021-4-10 | 环境污染论文
一、新罗石灰石矿山概况
露天石灰石矿山通常采用自上而下的水平分层开采法，设计时多采用多台段同时开采，便于各台段矿石搭配使用。石灰石矿露天开采生产工艺为：矿山土石方剥离，剥离的废土石运往排土场→在采矿工作面上爆破→爆破后的大块矿石由液压锤破碎→破碎后的矿石在剥离工作面进行剥离，剥离的废石运往废石场→矿石铲装后由运输工具运至水泥厂卸料平台。个别矿山还有破碎和输送系统，新罗区最典型的是华润曹溪（原三德水泥）和华润岩山元青的石灰石矿山，破碎后采用皮带长廊运输至厂区。新罗区石灰石地下矿山多用平硐开拓或平硐加斜坡道联合开拓，地下开采通常采用空场类采矿法，施工简单、便于操作的浅孔留矿法使用特别普遍。石灰石矿地下开采生产工艺为：开拓→采准切割→回采（包括凿岩、爆破、破碎、挖掘机铲装、汽车搬运）。
二、石灰石矿山开采过程中的环境污染及防治措施
矿山开采活动在建设期间对生态环境的影响主要在采场土、石、植被剥离；各项配套设施（工业场地、道路、运矿设施）的占地、取土和弃渣，破坏植被；施工临时占地及施工活动所产生的环境污染。运营期对生态环境的影响主要是爆破、机械设备运转所产生的噪声和振动、矿石运输抛遗、粉尘、压占植被以及矿石剥离后的弃石堆置所造成的植被破坏和水土流失。主要的污染因素是废土石、粉尘、废气，其次是废水、噪声、爆破震动。
1、废土石污染防治
矿山的废土石主要为生产中未能搭配利用的夹层、开采境界内的矿体、覆土。为减少废土石污染，大多数矿山采用的措施主要是充分利用地质报告，管理人员切实掌握采场生产部位质量情况，对矿区分块进行评价，根据配料质量要求，及时调剂、合理搭配。废土石弃于矿山废石堆场，表层覆盖土可以作为矿山开采终了后的植被恢复用土，单独堆存于废石场。废石场通常设在离开采区较近的沟坡或沟道中，为了保证安全和减少水土流失，应设计有水土保持及防洪措施，严防山体滑坡或滚石。废石场排弃时将最难搭配使用的废石填筑在底部，表层覆土排弃在场顶，形成0.5~l.0m厚的表土层，整平压实后可开垦种植，恢复生态环境，变害为利。
2、粉尘污染防治
矿山生产工序中，穿孔及破碎的产尘量较大。浅孔凿岩应湿式作业，井下应加强通风，露天采场中深孔爆破采用配有除尘装置的高风压潜孔钻机，石灰石破碎及输送过程一般都要设有除尘设施。矿山爆破、运矿车辆在采场装运或将废石运至废石场卸车时都会产生扬尘。要合理布置炮孔，正确选用爆破参数，加强装药和填塞作业的管理以降低爆破产尘量。采装、运输和矿石卸车等产生的粉尘，一般设专人定期清扫、洒水等，减少扬尘的产生量。
3、废气污染防治
矿山爆破通常采用2#硝氨类岩石炸药。爆炸产生的有毒气体为CO、NOx。一般石灰石矿山开采中炸药爆炸后产生的有毒气体总量对环境没有大的危害。以柴油设备为装运工具的矿井，柴油尾气的颗粒污染物（黑烟）含有SO2、NOx、碳氢化合物HC等气体污染物，有条件的应采取相关的柴油车尾气处理技术，井下内燃设备应有废气净化装置，矿井应合理安排运输车辆，加强通风。
4、废水、噪声、爆破震动污染防治
废水主要来自矿山工业场地和火工库办公室、民工宿舍、厕所等处的生活污水，不含有毒物质，量也少，可就近排放。石灰石矿山产生高噪声的设备有潜孔钻、手持风动凿岩机、空压机、载重车、挖掘机、装载机、破碎机等。矿山最近的村庄距开采境界线至少几百m，爆破时产生的噪声经过衰减后一般较弱，且爆破时间短，爆破噪声影响不大。爆破震动可造成爆破区周围建筑物和构筑物破坏，使人产生烦躁不安等。目前，微差爆破应用广泛，它能降低爆破地震效应。
三、石灰石矿开采的生态环境影响与生态防治
1、水土流失影响因素
水土流失影响因素包括自然因素和人为因素。自然因素：大部分石灰石矿山地处山地沟壑区，沟谷较发育，山坡陡，汇流快，加剧了地表的冲刷和侵蚀；石灰石矿山通常林草植被少，也是造成水土流失的重要因素。人为因素：矿山开发建设及开采过程中，直接改变了原地形地貌，破坏植被、扰动地表；部分弃土弃渣如不加处理，势必导致新的水土流失。
2、生态地质环境影响
石灰石矿山开采将改变矿山原有的地貌和景观，且这种改变是不可逆的。地貌、景观格局的变化使矿山固有的自然生态功能完全丧失，景观生态结构发生变化。矿山开采破坏土地资源，特别是将破坏原有的植被，但终了后均可恢复。矿山开采对植物的影响通常仅局限于矿山区域内，对区外植物无明显影响。矿山开采破坏了动物的生存环境，爆破噪声还对矿山周围动物的栖息、觅食等活动产生较大影响。矿区建设引发的矿山地质灾害，如：地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡等。矿山开采导致地下含水层受到破坏。包括含水层结构破坏、含水层疏干、地下水水位下降、泉水流量减少、地下水水质变化以及对区域水系、水体及使用功能的影响。石灰石矿山开采造成的生态环境影响还包括：开采区和废石堆场的水土流失、废石场的稳定性、次生地质灾害等生态环境风险的影响等等。
3、水土流失防治及生态环境保护的对策
（1）编制生态环境恢复治理方案。矿山开采前应制定详细的生态恢复设计方案、实施计划和进度安排，并给予资金上的保证。真正做到“在开发中保护”和“在保护中开发”，最大限度地减少矿产资源开发对地质环境的影响，促进矿业活动健康发展。石灰石矿山开采特别是露天开采，对生态环境的影响很大，为了遏制水土资源破坏，保护、恢复、补偿生态系统，保障水土资源持续利用，矿山业主应根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》（DZ/T0223-2011）及《福建省矿山生态环境恢复治理保证金管理办法》（闽国土资综（2012）127号），委托有资质单位编制生态环境恢复治理方案，采取积极可靠的生态环境保护措施，采用预防措施和治理措施相结合、工程措施和生物措施相结合的方法，把对生态环境的影响减至最低限度。（2）制定合理的施工方案。设计部门和业主应在满足生态保护的基础上，制定合理施工计划。在施工中，尽量减少扰动地面，平衡挖、填方量，防止造成崩塌、滑坡等现象，填方应及时铺平压实，减少风蚀、水蚀。施工机械、土石及其它建筑材料不能乱停乱放，防止破坏植被，加剧水土流失。另外尽量避开在雨季和汛期进行开挖施工，弃土应妥善堆存，不能随意丢弃。（3）生态环境治理的内部管理与控制。矿山企业应设立专门机构进行管理，如设立安全环保部，对施工人员进行环境培训教育；监督实施环境管理计划，执行有关环境管理的法规、标准；负责生态保护设施项目的建设和运行，加强采场边坡监测与整治，做好地面岩移塌陷沉降范围观测。（4）加强生态环境治理的政府监管。编制了生态环境恢复治理方案，政府相关部门还应该督促矿山落实，包括基建期、营运期、闭坑期3个阶段的防治。监督检查是政府加强矿山生态环境管理的重要环节，其目的在于查明矿山企业遵守各项生态环境保护规定的情况，并在必要时采取强制措施。
4、水土流失及生态保护的分区治理
根据矿山地质环境影响评估结果，综合矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性，以及《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》（DZ/T0223-2011）附录F“矿山地质环境保护与恢复治理分区表”，将矿山地质环境保护与恢复治理区域划分为重点防治区、次重点防治区、一般防治区。目前新罗区内石灰石矿山都属后两类即次重点防治区、一般防治区。详见表1。具体分区是：（1）开采区：做好边坡防护、基础防护，防洪排水，做好采场边坡监测管理与整治，以其达到防治诱发崩塌、滑坡等地质灾害。开采终了后进行覆土整治，植物种植措施。（2）地面岩移塌陷分区：开采期间建设截、排水沟，沉淀池。防范地下开采井巷崩塌、冒落，进行必要的充填，监测地表沉降变形情况，发现异常及时采取措施处理；矿山闭坑期间应及时封闭硐口及露出地面的巷道，防止沟谷水流入地下采场，应继续注意沉降观测，设置沉陷区的警示及覆土植被。（3）排土场、废石堆场：做好挡土坝、截洪沟、边坡防护、周边植物防护、后期对渣场进行覆土整治，植物种植。（4）工业场地、硐口：做好防洪排水、地面硬化、挡墙护坡、植物种植措施。（5）运输道路：做好边坡防护、防洪排水、植物种植。（6）火工库：做好地面硬化、挡墙护坡、植物种植。
5、水土流失及生态保护的治理措施
包括工程整治措施和生物措施。（1）工程措施。弃土、石应在废石场集中处理，尽量减少压占地表植被。在废石场底部先以大块废石垫底，以利于水的渗透，疏导废石场内的雨水。采取分段水平堆积，再碾压，把松散的土压实。逐级设坝，保证坝体安全与稳定。废石场上部设截洪沟，避免废石场受洪水冲刷。矿区新建和改造道路两侧，采取护坡和道路护基措施，防止水土流失和塌方、滑坡。对临时性施工所造成的陡坡、坝，采取简易防护措施，并设置水土流失防护栏，疏导排水，减少水土流失。（2）生物措施。矿山开采期间在有条件的道路两侧、工业场地周围应因地制宜植树绿化进行生态恢复，在边坡和路基种草；把最终台阶坡面夯实，进行植被恢复。矿山采区采掘终了，应及时覆土，恢复植被。绿化植被的筛选，应根据所在地区的气候特征和矿山特性，选择易于成活的树种，以乡土植物为主。
四、结语
石灰石矿山开采过程中，会产生废土石、粉尘、废气、废水、噪声及震动等，矿山开采造成水土流失加剧和生态环境的破坏应引起重视，生态环境恢复治理应纳入矿山主体工程的建设管理之中，采取必要的措施，降低污染、减轻破坏，贯彻落实科学发展观，创建绿色矿山，促进矿业经济可持续发展。
作者：张国荣 单位：福建龙岩新罗区矿产品管理总站