時(shí)間：2023-05-31 08:33:39
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露天礦山開采過(guò)程中，最容易出現(xiàn)的事故類型為露天采場(chǎng)邊坡坍塌、滑坡，造成人員傷亡和設(shè)備損壞。因此，露天礦山邊坡的穩(wěn)定對(duì)礦山安全起著至關(guān)重要的作用。邊坡管理的好與否，與露天開采的安全有著直接的關(guān)系。邊坡安全管理的好，作業(yè)人員的人身安全就有了保障；反之，必將給作業(yè)人員生命安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅，給礦山的正常生產(chǎn)帶來(lái)極大的影響。
1、影響露天礦邊坡穩(wěn)定性的因素
影響邊坡穩(wěn)定性的因素可分為自然因素和工程因素兩類
（1）自然因素即巖體本身及其所處的自然環(huán)境，包括：1）巖層的地質(zhì)斷裂；2）地表水和地下水的沖刷，其為邊坡破壞的誘導(dǎo)因素；3）構(gòu)造應(yīng)力；4）巖體物理力學(xué)性質(zhì)等。
（2）工程因素是指邊坡所處的礦山采掘工程技術(shù)及管理?xiàng)l件，包括1）露天礦山的開采深度、服務(wù)年限、采場(chǎng)幾何形態(tài)等；2）爆破震動(dòng)和其他載荷影響；3）隨著開采深度的增加，邊坡巖體的自重應(yīng)力也遞增，邊坡穩(wěn)定性也越差；4）風(fēng)化作用，長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)化作用使巖體自身強(qiáng)度降低，對(duì)邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。
2、露天礦山邊坡管理的基本任務(wù)
1）開展工程地質(zhì)及水文地質(zhì)工作，查明影響邊坡穩(wěn)定的各種地質(zhì)條件及其他因素。
2）為露天礦山采剝工程設(shè)計(jì)可靠的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，每年對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的邊坡滑落和變形預(yù)報(bào)提出整治方案，并做好施工中的管理工作。
3）不斷總結(jié)露天礦山邊坡管理經(jīng)驗(yàn)，做好露天礦山邊坡管理工作。
3、露天礦山邊坡事故預(yù)防措施
1）要結(jié)合礦山的實(shí)際情況，強(qiáng)化作業(yè)人員的安全教育，提高員工的安全意識(shí)，規(guī)范員工的作業(yè)行為。經(jīng)常提醒作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意的安全事項(xiàng)，及時(shí)糾正員工的不安全行為。作業(yè)人員應(yīng)按自己所從事的工作，遵守本崗位（工種）的安全技術(shù)操作規(guī)程，嚴(yán)禁任何人員在邊幫底部休息及停留，以防止邊幫的突然下滑而導(dǎo)致人員的傷亡事故。
2）排除邊坡范圍內(nèi)積水和地下水，是防治滑坡重要而有效的措施之一。其方法一般有兩種：一是用排水溝截排地表水。二是用鉆孔疏干降低邊坡中地下水的水位等。這些方法，可避免對(duì)邊坡巖體的有害作用，提高邊坡的穩(wěn)定性。
3）精心組織爆破，盡可能的減小爆破對(duì)邊坡的損壞，使邊坡保持較好的穩(wěn)定狀態(tài)。嚴(yán)格控制藥量和爆破方向，且爆破作業(yè)完畢后，當(dāng)班作業(yè)人員必須及時(shí)從上到下的清理浮石，未清理完成之前下方嚴(yán)禁任何作業(yè)。
4）對(duì)巖層中的節(jié)理、裂隙等容易引發(fā)坍塌或滑坡的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行加固，有效的保證露天礦山邊坡的穩(wěn)定性。其方法有：設(shè)置抗滑擋墻、抗滑樁、邊坡注漿、安裝瞄桿、噴射混凝土等。
5）對(duì)邊坡巖體變形和移動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)防滑坡。
6）經(jīng)常對(duì)邊坡進(jìn)行清理和修整，清理邊坡上的堆積物，修整已經(jīng)變形或坍塌的邊坡。
7）加強(qiáng)雨季邊幫、采場(chǎng)的安全工作，每逢刮風(fēng)下雨必須立即停止作業(yè)；下大雨或大爆破后會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定造成嚴(yán)重的危害。
4、加強(qiáng)露天礦山邊坡安全科研工作
1）邊坡科研室露天礦科研工作的一個(gè)重要組成部分，礦山每年應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科研工作。
Abstract：This article in the summary mine side slope deformation monitor significance foundation, introduced the mine side slope distortion monitor duty and the primary coverage. According to our country mine side slope actual situation, introduced the GPS distortion monitoring network design, confirmed the GPS technology to apply in the mine side slope deformation monitor feasibility, and has determined the best observation parameter.
Keywords：GPS technology；Mine Slope；Deformation Monitoring；The Best Parameters
中圖分類號(hào)：U416.1+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)的意義
我國(guó)的礦產(chǎn)資源非常豐富，已探明儲(chǔ)量的有155種，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)能源和資源的需求量也大幅度增加，各地為了增加產(chǎn)量，花大力氣擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，但是在產(chǎn)量增加的同時(shí)隨之而來(lái)的是這些工程區(qū)域以及工程運(yùn)行期間所形成的邊坡安全（變形）監(jiān)測(cè)問(wèn)題。
在邊坡工程建設(shè)中，通過(guò)對(duì)邊坡工程的安全監(jiān)測(cè)，可以起到如下一些作用：（1）評(píng)價(jià)邊坡施工及其使用過(guò)程中邊坡的穩(wěn)定性，并作出有關(guān)變形的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，對(duì)于已經(jīng)或正在滑動(dòng)的滑坡體掌握其演變過(guò)程，及時(shí)捕捉崩塌與滑坡災(zāi)害的特征信息，如崩塌、滑坡的正確分析評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及為相關(guān)治理工程等，提供可靠的資料和科學(xué)依據(jù)。（2）為防止滑坡及可能的滑動(dòng)和蠕變提供及時(shí)決策支持，預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)滑坡的邊界條件、規(guī)模、滑動(dòng)方向、發(fā)生時(shí)間及危害程度，并及時(shí)采取措施，以盡量避免和減輕災(zāi)害損失。（3）通過(guò)監(jiān)測(cè)可為決策部門提供相應(yīng)參數(shù)依據(jù)，為有關(guān)方面提供相關(guān)的信息，以制定相對(duì)應(yīng)的防災(zāi)救災(zāi)對(duì)策。（4）監(jiān)測(cè)已發(fā)生滑動(dòng)破壞和加固處理后的滑坡，監(jiān)測(cè)結(jié)果是評(píng)價(jià)滑坡處理效果的尺度。（5）為進(jìn)行有關(guān)位移反分析數(shù)值模擬計(jì)算提供參數(shù)。
礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)的任務(wù)和主要內(nèi)容
2.1 礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)的任務(wù)
（1）提供邊坡惡性變形發(fā)生的報(bào)警，以保證作業(yè)人員及設(shè)備的安全，且在變形趨穩(wěn)時(shí)解除警報(bào)，以利組織生產(chǎn)；
（2）提供可靠的監(jiān)測(cè)資料以識(shí)別不穩(wěn)定邊坡的變形和潛在破壞的機(jī)制及其影響范圍，以制定防災(zāi)、減災(zāi)措施；
（3）對(duì)于礦山邊坡，提供信息以便礦山調(diào)整采、掘計(jì)劃，甚至修改設(shè)計(jì)；
（4）參與提出處理潛在滑體方案，為方案的實(shí)施提供安全監(jiān)測(cè)，對(duì)處理效果提出評(píng)價(jià)。
邊坡監(jiān)測(cè)的目的是對(duì)可能發(fā)生滑坡的危險(xiǎn)邊坡進(jìn)行觀測(cè)，查明滑動(dòng)性質(zhì)、滑體規(guī)模和準(zhǔn)確預(yù)報(bào)滑坡等以確保生產(chǎn)安全，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。
2.2 礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容
2.2.1選定變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)
礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇直接影響到GPS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，這要求GPS監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定可靠且盡可能不受各種不利因素的影響，此外，在選定變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，不但要考慮到當(dāng)前礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)的迫切需要，還應(yīng)考慮到整個(gè)礦區(qū)將來(lái)邊坡變形監(jiān)測(cè)的需要，應(yīng)將基準(zhǔn)點(diǎn)建立在穩(wěn)定地層上。
2.2.2 GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)
GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)是采用GPS技術(shù)對(duì)礦山邊坡進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)目的選擇不同等級(jí)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)及相應(yīng)精度的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)是監(jiān)測(cè)網(wǎng)建立的重要內(nèi)容，根據(jù)礦山的實(shí)際情況，選擇原有監(jiān)測(cè)基點(diǎn)，四等三角點(diǎn)及礦山重要部位的新測(cè)點(diǎn)作為GPS系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)大多布置在與邊坡垂直方向上。監(jiān)測(cè)網(wǎng)的級(jí)別越高，測(cè)量的精度也越高。
2.2.3 GPS監(jiān)測(cè)及其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
野外作業(yè)數(shù)據(jù)采集使用雙頻或單頻GPS接收機(jī)，在監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)上固定安置接收機(jī)，以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)觀測(cè)，其它接收機(jī)依次布設(shè)于各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。對(duì)重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)的時(shí)段為2小時(shí)，且要求2個(gè)或2個(gè)以上的觀測(cè)時(shí)段，一般監(jiān)測(cè)點(diǎn)為1個(gè)觀測(cè)時(shí)段，且時(shí)段長(zhǎng)為1小時(shí)。
GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用WGS－84坐標(biāo)系，最常采用的數(shù)據(jù)形式為經(jīng)度、緯度和高程。對(duì)于邊坡變形監(jiān)測(cè)可以不進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，通過(guò)比較不同時(shí)間的觀測(cè)結(jié)果便可直接求出相應(yīng)的差值或計(jì)算出相應(yīng)的位移量。但如果分析評(píng)價(jià)GPS測(cè)量系統(tǒng)建立之前的常規(guī)測(cè)量獲得的結(jié)果，或要將GPS測(cè)點(diǎn)作為工程地質(zhì)測(cè)繪圖的控制點(diǎn)時(shí)，則需要進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，將GPS系統(tǒng)采用的WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成礦區(qū)采用的地方坐標(biāo)系，以建立兩者之間的聯(lián)系，便可分析評(píng)價(jià)歷年的累計(jì)變形及其發(fā)展變化趨勢(shì)。
2.2.4監(jiān)測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理和變形分析
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可自動(dòng)處理，計(jì)算出相應(yīng)的基線向量，并調(diào)出相位雙差參考圖，仔細(xì)觀察和研究其變化，對(duì)于波動(dòng)起伏超過(guò)限差要求的基線應(yīng)進(jìn)行重新測(cè)量。
邊坡變形監(jiān)測(cè)的實(shí)施
3.1邊坡觀測(cè)站的布設(shè)
觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在下列地段：工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，如斷層、破碎帶、風(fēng)化帶、巖層節(jié)理發(fā)育等地段；受地下水和地表水危害較大的地段；運(yùn)輸樞紐；已形成較高的邊坡和服務(wù)年限較長(zhǎng)的地段；正在進(jìn)行邊坡治理的地段。
觀測(cè)線的條數(shù)取決于滑坡范圍（監(jiān)測(cè)范圍）的大小、邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)變化情況及地質(zhì)條件復(fù)雜程度。一般在滑體中央部分、沿預(yù)計(jì)的最大滑動(dòng)速度方向（多數(shù)情況為大致垂直于露天礦邊坡走向方向）布置一條，在其兩側(cè)再布設(shè)若干條。在滑體上具有特征性的部位應(yīng)設(shè)專門的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某些觀測(cè)點(diǎn)有移動(dòng)時(shí)，可在這些觀測(cè)點(diǎn)的上、下、左、右增設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，以便準(zhǔn)確確定邊坡移動(dòng)范圍。
3.2 邊坡的監(jiān)測(cè)
觀測(cè)工作在全部監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)10～15天后進(jìn)行，觀測(cè)時(shí)首先將監(jiān)測(cè)站的控制點(diǎn)與露天礦基本控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。
露天礦山邊坡正常觀測(cè)工作主要有如下內(nèi)容：
中圖分類號(hào)：P954文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
礦山開采主要有地下開采和露天開采兩種方式?？傮w而言，相對(duì)于地下開采，露天開采先天安全條件較好，發(fā)生安全事故的概率要低［。但是，露天開采同樣存在較大的安全隱患，露天礦山礦業(yè)活動(dòng)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，礦山本身也可能遭受地質(zhì)災(zāi)害。一旦露天礦山遭受地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)礦山及周邊將會(huì)產(chǎn)生難以估量的危害。下面初步探討露天礦山的災(zāi)害防治對(duì)策。
一、露天礦山地質(zhì)災(zāi)害成因分析
1、滑坡
露天礦山在開挖過(guò)程中，往往會(huì)進(jìn)行大面積的開挖。若開采礦層上部存在覆蓋層，大面積開挖后覆蓋層前緣往往直接臨空，隨著礦山的不斷開挖，這些結(jié)構(gòu)松散的表土層極易沿巖土結(jié)合面等軟弱層面向下滑動(dòng)，輕者產(chǎn)生表層垮塌，重則產(chǎn)生沿基巖面的土質(zhì)滑坡。同時(shí)，這些剝離的表土一般隨意堆砌，隨著露天礦山的不斷開挖，剝離的表土越堆越多，逐漸形成不穩(wěn)定堆積體。這些堆積體未經(jīng)過(guò)壓實(shí)且未做任何防護(hù)設(shè)施，其整體結(jié)構(gòu)較松散，易開挖，穩(wěn)定性差，受暴雨及工程活動(dòng)影響，易產(chǎn)生表層滑動(dòng)，形成表層滑坡。露天礦山巖質(zhì)滑坡的產(chǎn)生主要與巖體開挖方式及其自身物質(zhì)組成有關(guān)。露天開采礦層其傾向與開挖邊坡坡向相同，且礦層傾角小于坡角，而礦層上部或其中往往含有軟弱夾層。順向緩傾角露天礦山開挖多屬于不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，隨著礦山的進(jìn)一步開采，在大雨暴雨、地震等不利因素影響下，這種巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性將進(jìn)一步降低，極易產(chǎn)生向下滑動(dòng)，產(chǎn)生巖質(zhì)滑坡。
2、崩塌
露天礦山產(chǎn)生崩塌也與巖體開挖方式及其自身物質(zhì)組成有關(guān)。由于考慮經(jīng)濟(jì)的因素，露天采場(chǎng)邊坡一般開挖坡度在80°以上，邊坡未按設(shè)計(jì)要求分臺(tái)階，往往形成高而陡的邊坡。當(dāng)?shù)V產(chǎn)傾向與開挖邊坡坡向相反或相切，而巖層中卸荷裂隙發(fā)育，巖體穩(wěn)定性較差，在大雨暴雨、地震和礦山爆破等不利因素影響下，這種高而陡的采場(chǎng)邊坡極易形成不穩(wěn)定楔形體向下滑動(dòng)，輕者產(chǎn)生掉塊，重者產(chǎn)生大面積崩塌。
3、泥石流
露天礦山開采對(duì)土地與植被的占用和破壞面積較大，改變了礦區(qū)原生態(tài)的地形地貌。隨著露天礦山的大面積開采，其自身植被固土保水的能力不斷降低，隨著大雨暴雨的沖刷，露天礦山的開采區(qū)水土流失將不斷擴(kuò)大，這種沖刷出來(lái)的表土、泥沙、石塊等固體物質(zhì)構(gòu)成了泥石流的物質(zhì)來(lái)源。同時(shí)，露天礦山剝離的覆蓋層隨意堆砌形成不穩(wěn)定堆積體，這種松散堆積體表層易垮塌，隨著雨水的沖刷，亦構(gòu)成露天礦區(qū)泥石流的物質(zhì)來(lái)源。露天礦山開挖后多為三面環(huán)山，前緣地形開闊，周圍山體陡峻，地形上便于水和碎屑物質(zhì)的集中。若礦山下游存在狹窄陡深的沖溝或河流，則在雨季露天礦山的下游溝谷泥石流較易發(fā)育。一旦礦山開發(fā)造成泥石流，將會(huì)對(duì)其下游村莊和農(nóng)田造成難以估計(jì)的災(zāi)難。
二、露天礦山滑坡防治對(duì)策
1、土質(zhì)滑坡防治對(duì)策及建議
露采場(chǎng)的上覆第四系松散堆積物在邊坡開挖后極易沿著巖土結(jié)合面產(chǎn)生滑移，形成土質(zhì)邊坡。對(duì)于人工開挖形成的覆蓋層土質(zhì)滑坡，建議采取重力式抗滑擋墻進(jìn)行治理。對(duì)于中厚層的土質(zhì)滑坡，建議采取抗滑樁進(jìn)行治理。若露天礦山在建設(shè)過(guò)程中剝離的表土隨意堆砌在山坡溝谷地帶，日積月累將形成不穩(wěn)定堆積體，其結(jié)構(gòu)松散，不穩(wěn)定堆積體極易沿表層發(fā)生垮塌，建議在其前緣修建擋渣墻或擋渣壩。
2、巖質(zhì)滑坡防治對(duì)策及建議
露天采場(chǎng)的巖質(zhì)滑坡一般是工程開挖形成的高陡邊坡造成，為了節(jié)約開采成本，有不少露天礦山邊坡開挖未嚴(yán)格按照開采利用方案進(jìn)行，其開挖臺(tái)階高度、臺(tái)階坡面角均超過(guò)開挖標(biāo)準(zhǔn)，這些臺(tái)階高度一般超過(guò)20m，臺(tái)階坡面角在80°以上。同時(shí)由于巖層中夾有軟弱夾層，露天采場(chǎng)的巖質(zhì)邊坡極易沿軟弱夾層產(chǎn)生滑動(dòng)，危害非常大。對(duì)于這種高陡巖質(zhì)邊坡，建議采用抗滑樁，并輔以預(yù)應(yīng)力錨索（錨桿）和格構(gòu)錨固等治理措施。
3、露天礦山崩塌防治對(duì)策
露天礦山形成的高陡逆向或切向巖質(zhì)邊坡極易發(fā)生崩塌破壞。礦山巖質(zhì)邊坡往往裂隙較為發(fā)育，這些裂隙面與邊坡臨空面和巖層面往往相互切割形成楔形體，隨著人類開采活動(dòng)的加劇，這些楔形體極易發(fā)生掉塊、落石甚至崩塌。對(duì)于礦區(qū)的潛在崩塌體的治理首先應(yīng)選擇徹底根治，對(duì)其進(jìn)行徹底清除，消除后患。對(duì)于規(guī)模不大的潛在崩塌體，優(yōu)先考慮人工清除的防治方案。當(dāng)其規(guī)模較大或者人工清除困難時(shí)，應(yīng)考慮采用控制爆破，避免爆破造成次生地質(zhì)災(zāi)害。當(dāng)潛在崩塌體不能清除時(shí)，對(duì)中小型崩塌體可采取下列綜合措施：在其坡角或半坡處設(shè)置落石平臺(tái)或擋石墻、防護(hù)網(wǎng)；對(duì)易風(fēng)化的軟弱層，可對(duì)其裂隙灌漿或漿砌石護(hù)面；設(shè)置排水設(shè)施以攔截疏導(dǎo)山坡的地表水和地下水等。對(duì)于大型的潛在崩塌體，在防護(hù)設(shè)施不宜實(shí)施的情況下，建議搬遷避讓。
4、露天礦山泥石流防治對(duì)策
露天礦山開采對(duì)地表破壞極其嚴(yán)重，同時(shí)露天礦山一般地處山區(qū)，存在較多易形成泥石流的溝谷地帶。因此，礦產(chǎn)開發(fā)活動(dòng)中亂采亂挖破壞植被，廢石廢渣隨意堆砌等，都可能誘發(fā)泥石流或加大原有泥石流的規(guī)模。泥石流的防治應(yīng)從源頭上進(jìn)行，首先應(yīng)盡量減少礦山固體廢棄物排放，其次對(duì)于產(chǎn)生的固體廢棄物不應(yīng)隨意堆砌于溝谷地帶，應(yīng)將固體廢棄物堆砌于修建好支擋措施的廢棄物堆場(chǎng)。同時(shí)，對(duì)礦山及周邊陡峻、固體物質(zhì)堆積較多的溝谷地帶應(yīng)及時(shí)進(jìn)行疏導(dǎo)，對(duì)其岸坡應(yīng)采取護(hù)坡等防護(hù)手段防止其進(jìn)一步垮塌。
5、地形地貌景觀影響和破壞防治工程
（1）礦山開拓、采掘工程應(yīng)嚴(yán)格按照開發(fā)利用方案要求施工，礦石的堆放、設(shè)備的存放應(yīng)充分利用已有平臺(tái)，剝離的表土應(yīng)先堆放在排土場(chǎng)，廢石渣土應(yīng)充分利用現(xiàn)在的廢渣場(chǎng)集中有序堆放，盡量減少對(duì)土地資源的占用。礦山閉坑后，把排土場(chǎng)剝離的表層土進(jìn)行回填，恢復(fù)至原有生態(tài)環(huán)境。
（2）在礦山采礦活動(dòng)過(guò)程中注意保護(hù)礦區(qū)內(nèi)植被資源，以防對(duì)環(huán)境造成破壞；在防治區(qū)附近及周邊設(shè)置警示牌，嚴(yán)禁越界無(wú)序開采；對(duì)已停采地段或終采礦山，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)治理工程，植樹種草恢復(fù)土地資源功能，因地制宜修建一些輔助設(shè)施，保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境。
6、高陡邊坡防治對(duì)策及建議
露天礦山高陡邊坡的形成很大程度上是礦山企業(yè)一味追求經(jīng)濟(jì)效益，壓縮投資造成的。大多數(shù)露天礦山對(duì)這種高陡邊坡只要不影響礦山的進(jìn)一步開采，很少或者說(shuō)基本上未采取任何治理措施，開采完成后則任由其發(fā)展，危害十分嚴(yán)重。因此，首先應(yīng)從源頭上盡量減少甚至避免高陡邊坡的產(chǎn)生，建議露天礦山開采過(guò)程中分臺(tái)階開采，邊剝離（擴(kuò)幫），邊開采，對(duì)臺(tái)階高度超過(guò)規(guī)定的塊段必須先擴(kuò)幫，后開采，開采邊坡的坡角控制在65°以內(nèi)，邊坡高度控制在10m以內(nèi)。對(duì)于已經(jīng)形成的高邊坡，在邊坡周邊做好截排水工作，并采取相應(yīng)的工程治理措施，確保高邊坡的穩(wěn)定性。同時(shí)，對(duì)露天礦山開采已經(jīng)形成以及將要形成的高邊坡應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。
7、含水層預(yù)防工程
露天開采礦山對(duì)含水層影響和破壞較輕，應(yīng)主要從預(yù)防含水層的污染方面進(jìn)行考慮。礦坑排水、采礦廢水應(yīng)循環(huán)利用，對(duì)難于利用而排放可能造成污染的部分，應(yīng)集中收集，經(jīng)過(guò)凈化，達(dá)標(biāo)排放，避免該防治區(qū)及周圍地下含水層受到污染。
結(jié)束語(yǔ)
露天礦山存在較大的安全隱患，其地質(zhì)災(zāi)害防治工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的工作。礦山應(yīng)從源頭上減少地質(zhì)災(zāi)害安全隱患，嚴(yán)格按照開發(fā)利用方案的要求進(jìn)行露天采場(chǎng)的開采，開采過(guò)程中分臺(tái)階分段進(jìn)行開采，將剝離的表土集中堆放在設(shè)計(jì)好的廢棄物堆場(chǎng)中。同時(shí)，露天礦山開采中一定要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的前兆應(yīng)及時(shí)向相關(guān)部門反映。只有在露天礦山開采的每一個(gè)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)管，才能將治理措施落實(shí)到實(shí)處。
參考文獻(xiàn)
[中圖分類號(hào)] X141 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-8-270-2
我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源非常豐富的國(guó)家，多種礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量居于世界前列，比如稀土、石膏、釩、鈦、鉭、鎢、膨潤(rùn)土、石墨、芒硝、重晶石、菱鎂礦、銻、煤、鉬、螢石、硅藻土、鍶、硅灰石等。豐富的礦產(chǎn)資源使得我國(guó)礦山數(shù)量極多，而隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)，廢棄礦山的數(shù)量也在不斷增加，廢棄礦山所帶來(lái)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害也愈發(fā)嚴(yán)重。廢棄礦山引起的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害種類有很多，比如水資源污染嚴(yán)重、地面坍塌、泥石流等等。如果不對(duì)這些環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害引起足夠的重視，就會(huì)帶給人類社會(huì)嚴(yán)重的損失。本文就專門對(duì)廢棄礦山引起的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害做了較為系統(tǒng)的分析，闡述了環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的類型以及如何防治廢棄礦山引起的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。
1廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害主要類型
1.1水資源污染嚴(yán)重
如果采礦工作在地下水系統(tǒng)或是地表水系統(tǒng)周圍進(jìn)行，就必定會(huì)導(dǎo)致水系統(tǒng)、水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。采礦過(guò)程中出現(xiàn)的礦井水多數(shù)源于地下水，地下水儲(chǔ)于各個(gè)含水層中，它與地表水、大氣降水有著密切的聯(lián)系，并處于相對(duì)平衡狀態(tài)。采礦工作對(duì)地層的破壞會(huì)導(dǎo)致地下水與地表水、大氣降水的聯(lián)系更為密切。地表水與大氣降水可以透過(guò)采礦形成的裂縫對(duì)地下水直接進(jìn)行補(bǔ)給，這就會(huì)導(dǎo)致礦井涌水加大。與此同時(shí)，當(dāng)煤系巖層產(chǎn)生大量裂縫以后，含有各種礦物質(zhì)成分的地下水與煤系巖層中的各種礦物質(zhì)成分充分接觸、混合，會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)作用、生物作用，從而改變了礦井水的水質(zhì)，造成地下水污染。
在礦井關(guān)閉以后，礦井的正常排水條件會(huì)發(fā)生變化，比如某些需人工操作的排水，在失去人工操作以后，就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。同時(shí)，人類所遺棄的、呈網(wǎng)絡(luò)狀分布的地下采礦空間，其特有的酸性環(huán)境，將成為地下水污染的潛在污染源。因采礦工作需要而串通的各個(gè)含水層，在被遺棄以后，被疏干的各個(gè)含水層以及采礦空間又會(huì)被地下水重新淹沒(méi)，再加上地下采礦空間獨(dú)特的水化學(xué)環(huán)境，就會(huì)對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染。
1.2泥石流
泥石流是礦山地區(qū)常見(jiàn)的一種突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，泥石流的特點(diǎn)是攜帶大量泥沙、來(lái)勢(shì)洶涌、發(fā)生突然、歷時(shí)短、破壞力極強(qiáng)。之所以廢棄礦山易發(fā)生泥石流，其原因主要可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討：
（1）如果不對(duì)露天開采和坑采剝離過(guò)程中出現(xiàn)的廢石、廢土以及選礦過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣等進(jìn)行合理的規(guī)劃處理，而將其隨意堆放在礦山上，久而久之，這些松散的固體物質(zhì)就會(huì)越積越多。在礦山廢棄以后，也不對(duì)這些固體物質(zhì)進(jìn)行合理的處理。而這些松散的固體物正是泥石流的主要組成部分。
（2）在礦山開采過(guò)程中，難免會(huì)對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，尤其是對(duì)植被的破壞，導(dǎo)致地表，地面結(jié)構(gòu)發(fā)生巨變，調(diào)節(jié)雨水、徑流的能力變?nèi)?，匯流時(shí)間縮短，洪水量急劇增加，再加上失去植被的抓附能力，地面物質(zhì)極易被地表徑流帶走、若遇特大暴雨長(zhǎng)時(shí)間的沖刷，就會(huì)形成泥石流。另外，因?yàn)殚_礦工作串通了各個(gè)含水層，致使地表水、大氣降水能夠直接對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)充，導(dǎo)致地下水突涌，嚴(yán)重的破壞了土體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而引發(fā)泥石流。很多廢棄礦山，因?yàn)槭チ似湓械膬r(jià)值，礦山企業(yè)就不再對(duì)其進(jìn)行處理和維護(hù)，導(dǎo)致礦山的生態(tài)環(huán)境得不到有效恢復(fù)，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害難免會(huì)頻繁發(fā)生。
1.3滑坡、崩塌
滑坡和崩塌也是廢棄礦山極易發(fā)生的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害類型，因?yàn)楹芏嗟V山的采礦工作都是違反開采順序，濫采濫挖，比如采石場(chǎng)、露天煤礦、鐵礦等，這些現(xiàn)象會(huì)破壞礦山邊坡的應(yīng)力場(chǎng)，致使邊坡失穩(wěn)，再加上土體、巖體本身自重的影響，進(jìn)而發(fā)生滑坡。崩塌是指在采礦過(guò)程中破壞了巖體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致地質(zhì)構(gòu)造完整的巖體被分割成割裂體，割裂體在誘發(fā)因素下失穩(wěn)形成崩塌?；?、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)往往十分突然，讓人猝不及防，會(huì)對(duì)礦山周圍居住的人類造成極大影響，輕則損失財(cái)產(chǎn)，重則致殘殞命。
1.4地面塌陷
地面塌陷是廢棄礦山最常見(jiàn)的一種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。長(zhǎng)期的采礦工作，導(dǎo)致地下礦藏被采掘一空，巖層之間出現(xiàn)極大的空隙。若礦山尚在使用中，礦山企業(yè)會(huì)對(duì)采空區(qū)的支撐結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力情況時(shí)刻進(jìn)行檢查和維護(hù)，以保證礦山的安全。而一旦礦山資源告罄，礦山被廢棄，就不會(huì)再有人對(duì)采空區(qū)進(jìn)行維護(hù)，采空區(qū)的頂板巖層在自重的影響下以及其覆蓋層的重力作用下，會(huì)向下彎曲和移動(dòng)，如果再有外力影響，就會(huì)發(fā)生地面塌陷。或者，因?yàn)榈叵滤⒌乇硭挠绊?，?dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)漸漸腐壞，不能再承受頂板重量，導(dǎo)致采礦區(qū)塌陷，形成盆地，危及地表的農(nóng)田、水利、建筑等各項(xiàng)設(shè)施以及生活在廢棄礦山周圍人們的生命安全。
2如何做好廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的防治工作
采用何種方式對(duì)廢棄礦山的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治，這是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境地質(zhì)條件，災(zāi)害發(fā)育程度以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平而定。
2.1水資源污染的防治工作
對(duì)于廢棄礦山水資源污染的治理工作來(lái)說(shuō)，其措施可分兩大類：主動(dòng)性措施和預(yù)防性措施，比如在礦井內(nèi)填充凈化材料，采用注水井構(gòu)筑“水力壩”以防止污染擴(kuò)散、利用水平孔預(yù)排老空污水等。在處理廢棄礦山的水污染時(shí)，首先要對(duì)可能造成水污染的具體因素進(jìn)行全面的分析，系統(tǒng)的收集相關(guān)資料，比如含水層的水力特征，廢棄礦井的空間形態(tài)、植被、降水等情況；其次，要根據(jù)所獲得的資料對(duì)危險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別，比如人工采礦活動(dòng)留棄的各種危險(xiǎn)因素以及一些客觀的危險(xiǎn)因素。另外，還可以采用截?cái)辔鬯c潔凈水之間聯(lián)系的方法，以防污水污染礦山周圍的水資源。
2.2泥石流的防治工作
泥石流的防治主要有生物措施與工程措施兩種：首先，生物措施是指在廢棄礦山上重新種植植被，恢復(fù)礦山的生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)礦山環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力，這種措施的生效時(shí)間較長(zhǎng)；其次，工程措施是指利用工程手段控制泥石流的發(fā)生或是減少泥石流的發(fā)生頻次，降低泥石流的影響程度。一般都是建立攔擋、排導(dǎo)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)河谷上游的松散固體物進(jìn)行攔擋。亦或是修筑攔擋壩以及谷坊，疏通溝道，加速泥石流的排導(dǎo)等。
2.3滑坡、坍塌等災(zāi)害的防治工作
滑坡、坍塌等災(zāi)害的防治主要有以下一些手段，比如削石降坡、削坡降壓、整坡與清坡等。削石降坡是指采用挖方、填方、設(shè)置安全平臺(tái)等措施，控制廢棄礦山的邊坡高度以及坡度，使邊坡達(dá)到自穩(wěn)狀態(tài)，控制邊坡出現(xiàn)滑移或是崩塌現(xiàn)象。清坡是指對(duì)廢棄礦山坡面上的危巖進(jìn)行清理，削除局部陡崖，回填坡面凹陷處，修整坡頂棱角等，以此保證坡面的平整度。另外，還可以通過(guò)一些工程措施來(lái)防止坡體滑移，保證礦山周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
2.4地面塌陷的防治手段
對(duì)廢棄礦山地面塌陷的治理來(lái)說(shuō)，常采用充填復(fù)墾手段。這種方式是指利用礦區(qū)周圍的粉煤灰、剝離物、煤矸石等物質(zhì)作為充填料，對(duì)采空區(qū)塌陷區(qū)進(jìn)行回填。這種方法不僅可以對(duì)開礦過(guò)程中產(chǎn)生的煤矸石、粉煤灰等污染物進(jìn)行綜合利用，保護(hù)礦山環(huán)境，同時(shí)還可以對(duì)采空塌陷區(qū)進(jìn)行有效的治理，可謂一舉兩得，既解決了塌陷治理問(wèn)題，又解決了礦山固體廢棄物問(wèn)題。
3結(jié)束語(yǔ)
總而言之，廢棄礦山是我國(guó)環(huán)境治理和保護(hù)的重要工作之一，切不可棄之不顧?，F(xiàn)今我國(guó)對(duì)廢棄礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的治理還存在很多問(wèn)題，比如技術(shù)投入、財(cái)力投入方面還欠缺，制度方面的力度還不強(qiáng)，這些問(wèn)題都需要進(jìn)一步進(jìn)行解決，方能處理好廢棄礦山的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：S727.27
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2016）08000903
1 我國(guó)工程邊坡植被恢復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1 邊坡治理項(xiàng)目的提出
我國(guó)自改革開放以來(lái)，特別是近20年間，大力發(fā)展高速公路、鐵路以及水電工程和采礦工程等，收獲了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但在經(jīng)濟(jì)效益背后，隱藏的負(fù)面影響不可小覷。在施工過(guò)程中對(duì)邊坡的頻繁開挖，破壞了原有的植被，導(dǎo)致出現(xiàn)大量無(wú)植被覆蓋的邊坡，即次生裸地。因坡體造成的嚴(yán)重的水土流失和滑坡等問(wèn)題，向世人敲響了警鐘。根據(jù)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，治理邊坡，恢復(fù)生態(tài)平衡已成為當(dāng)前生態(tài)科學(xué)必須重視的并有責(zé)任承擔(dān)的研究任務(wù)之一。開挖的坡面如何重新覆蓋自然植被，已成為水利、交通等行業(yè)領(lǐng)域重視的關(guān)鍵問(wèn)題[1]。
1.2 常用邊坡植被恢復(fù)技術(shù)
自1996年我國(guó)于云南昆曲高速公路首次嘗試生態(tài)護(hù)坡以來(lái)，邊坡治理工程已興起近20年，在技術(shù)方法、設(shè)備材料和施工組織等方面均取得了顯著進(jìn)展。常用的邊坡植被修復(fù)技術(shù)主要包括：噴播技術(shù)、栽植技術(shù)、種子散播技術(shù)、植生袋技術(shù)、植被毯技術(shù)等。植被修復(fù)時(shí)，常選擇耐貧瘠、耐干早、耐堿的鄉(xiāng)土物種以及木本豆科植物作為先鋒植物。利用豆科植物共生的根瘤菌進(jìn)行生物固氮，積累養(yǎng)分供其生長(zhǎng)，同時(shí)豆科植物的枯敗枝葉形成的腐殖質(zhì)可改良土壤成分，為周圍鄉(xiāng)土物種的進(jìn)一步生長(zhǎng)提供適合的條件[2]。
1.3 邊坡植被恢復(fù)效果評(píng)價(jià)
采用不同的植被修復(fù)技術(shù)，獲得的短期護(hù)坡效果皆十分顯著。邊坡綠化工程可以很大程度縮短植被重建的時(shí)間。植被修復(fù)工程實(shí)施一年后，邊坡植被覆蓋率較高，但多處邊坡從第二年起覆蓋率逐漸降低，最終導(dǎo)致邊坡二次。因此僅僅通過(guò)統(tǒng)計(jì)施工后一段較短時(shí)期內(nèi)邊坡植被覆蓋率，并不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)恢復(fù)效果。特別是為達(dá)到快速綠化的目標(biāo)，常純粹種植一年生草本植物，植被群落物種單一，建立起的生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，極易遭到破壞或自行退化，生態(tài)恢復(fù)效果較差[3]。
1.4 群落演替研究在植被恢復(fù)效果評(píng)價(jià)中的意義
科學(xué)地評(píng)價(jià)邊坡植被恢復(fù)效果須綜合考慮防護(hù)效果、生態(tài)效果和景觀效果。特別是生態(tài)效果應(yīng)深入分析群落的穩(wěn)定性、生態(tài)適宜性和生物多樣性3個(gè)方面。因此對(duì)植被恢復(fù)效果的評(píng)估必定需要對(duì)植被群落演替情況進(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤調(diào)查。我國(guó)對(duì)邊坡恢復(fù)的生態(tài)學(xué)和群落演替動(dòng)態(tài)方面的理論知識(shí)還很匱乏，對(duì)重建植被養(yǎng)護(hù)方面也缺乏應(yīng)有的重視。現(xiàn)有必要綜合總結(jié)國(guó)內(nèi)外邊坡植物重建群落演替的研究進(jìn)展，在了解群落演替進(jìn)程和規(guī)律特點(diǎn)后，可以為恢復(fù)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和管理措施等方面提供科學(xué)性的指導(dǎo)建議。
2 國(guó)內(nèi)外關(guān)于邊坡重建植被群落演替研究進(jìn)展
2.1 國(guó)外邊坡重建植被群落演替研究
國(guó)外較早的專門對(duì)邊坡植被恢復(fù)期群落演替規(guī)律進(jìn)行敘述的文獻(xiàn)可追溯到1990年，Titlyanova[4]在對(duì)廢棄礦地植被調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，重建植被的物種組成、群落結(jié)構(gòu)和群落形成方式都和破壞前的自然植被大不相同。
Moreno-de las Heras[5]則對(duì)廢棄礦山邊坡重建的植被初期演替的軌跡進(jìn)行了分析研究，確定了控制礦區(qū)邊坡植被群落演替的主要?jiǎng)恿ΑＫJ(rèn)為初始條件（包括土壤特征和重建植被的措施）和環(huán)境特質(zhì)（包括大陸性氣候和周圍存在的植被特點(diǎn)）是決定邊坡重建植被群落演替方向的主要驅(qū)動(dòng)力。群落演替最可能發(fā)生在初始土壤貧瘠且鄰近開闊草地的樣地。一旦土壤中的有效養(yǎng)分增加，人為干擾減少，群落演替速率將加快。
Jeffrey[6]采用了最近4年濕地邊坡重建植被抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)描述群落演替趨勢(shì)和物種更新的速度。通過(guò)主分量分析和除趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析方法處理調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)果表明在調(diào)查的所有樣地間存在明顯的共性：濕地植被恢復(fù)初期種植的一年生植物逐漸被當(dāng)?shù)囟嗄晟参锎?，二年生植物隨時(shí)間流逝也逐漸被替代。而特質(zhì)性表現(xiàn)在：各樣地之間因?yàn)榄h(huán)境背景各異，終致物種組成和演替速度之間也存在差異。
Alday[7]的關(guān)于廢棄礦山植被恢復(fù)早期群落演替規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，廢棄礦區(qū)邊坡重建植被群落的演替趨勢(shì)一致，都是向樣地附近選取的目標(biāo)群落演替，但因樣地環(huán)境各異，不同樣地群落演替軌跡不一致，演替速率也不盡相同。這一結(jié)論與Jefferey的結(jié)果高度一致。
雖然國(guó)外對(duì)于公路邊坡實(shí)施植被恢復(fù)工程興起較早，但對(duì)于公路邊坡重建植被群落演替的研究不多，更多的研究側(cè)重于演替初期最佳先鋒物種的選擇。曾經(jīng)為達(dá)到邊坡快速綠化的效果，廣泛選用非本土的一年生草種或豆科植物作為先鋒物種，其耐貧瘠、耐干旱、快速生長(zhǎng)覆蓋邊坡的特性可使其在短期內(nèi)固著土壤，防止土壤流失。但在對(duì)護(hù)坡效果評(píng)價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn)它們頑強(qiáng)生命力又對(duì)毗鄰植物的生長(zhǎng)造成危害，反而減慢群落演替速度，阻礙了植被的構(gòu)建。因此現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為選用本土植物作為植被構(gòu)建初期的先鋒植物，更具長(zhǎng)久穩(wěn)定性，表現(xiàn)出更快的群落建成速率。邊坡植被恢復(fù)時(shí)期先鋒植物的選擇一直是生態(tài)恢復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，究竟哪一物種或哪些物種組合最適合作為邊坡先鋒物種，目前尚無(wú)定論。
2.2 國(guó)內(nèi)次生裸地重建植被群落演替研究
我國(guó)對(duì)邊坡實(shí)施植被修復(fù)興起于20世紀(jì)90年代，20多年來(lái)，相關(guān)的理論研究和技術(shù)研究主要集中于邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用方面，對(duì)于恢復(fù)后的植物群落演替的研究較少，直到近幾年，為了提高邊坡植被恢復(fù)工程質(zhì)量，增強(qiáng)邊坡生態(tài)穩(wěn)定性，人們漸漸將目光投向重建植被群落演替的研究。
馮俊德[8]對(duì)巖石邊坡重建植被進(jìn)行了持續(xù)一年的跟蹤監(jiān)測(cè)，另對(duì)四個(gè)工點(diǎn)進(jìn)行了為期4～6年的間斷監(jiān)測(cè)。在這項(xiàng)研究里，他發(fā)現(xiàn)在短期內(nèi)（1年內(nèi)）設(shè)計(jì)用于護(hù)坡的草種覆蓋度高，但隨時(shí)間推進(jìn)，6年后坡面人工植被幾乎完全被鄉(xiāng)土物種取代。凱[13]對(duì)錦阜高速公路邊坡植被重建后2年、5年、7年植物群落特征進(jìn)行調(diào)查，總結(jié)出在群落演替初期，物種豐富度、群落多樣性均顯著增加，鄉(xiāng)土植物逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，群落向進(jìn)展演替方向發(fā)展。還有多位學(xué)者就各種不同形式的邊坡、植被恢復(fù)的不同時(shí)期的群落動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)群落演替的趨勢(shì)或方向一致，皆為向周圍自然植被演替。但因受立地環(huán)境的影響，表現(xiàn)出不同的演替軌跡和演替速率。
無(wú)論是礦山邊坡還是高速路邊坡亦或是濕地邊坡，由于周邊環(huán)境惡劣，不適合植物的生長(zhǎng)，此時(shí)必須通過(guò)人工干預(yù)，加速群落演替。先鋒物種的設(shè)計(jì)則是甚為關(guān)鍵的一個(gè)方面。在邊坡綠化工程初期選擇的先鋒樹種多樣性越豐富，群落穩(wěn)定性就越高，后期植物群落演替程度就越高，因此可通過(guò)改善先鋒種豐度達(dá)到更佳的植被護(hù)坡效果。另外，王加真[3]提出觀點(diǎn)，先鋒植物在邊坡植被恢復(fù)初期必須適應(yīng)貧瘠的土壤，同時(shí)需具備保持水土，改良土壤的能力。就先鋒植物的選擇，學(xué)界一致認(rèn)為當(dāng)遵循鄉(xiāng)土植物優(yōu)先的原則，本土植物成活率高，能使群落更快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。史玲[9]在對(duì)高速公路邊坡植被恢復(fù)技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)提出，為景觀效果需要，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)引入外來(lái)種，但引入種必須在當(dāng)?shù)赜?0年以上的引種栽培歷史，外來(lái)物種因具有侵入性，能快速覆蓋坡面，借助這一特點(diǎn)，在植被恢復(fù)初期可有效防止水土流失。然而，如果外來(lái)物種具有強(qiáng)侵入性，則反而因其與鄉(xiāng)土物種強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)生存資源，而造成當(dāng)?shù)刂脖蝗郝浞€(wěn)定性被破壞。先鋒植物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)期的群落演替，最終被鄉(xiāng)土物種所取代，在植被恢復(fù)的初期，先鋒植物通過(guò)本身根系與土壤相互作用，以及土壤微生物對(duì)枯枝落葉的分解，使土壤成分發(fā)生改良，特別是土壤有機(jī)質(zhì)、氮和磷的含量顯著提高，更適合植被的生長(zhǎng)，為鄉(xiāng)土物種的入侵提供了便利，極大促進(jìn)了植物群落的發(fā)展演替。在邊坡植被恢復(fù)工程初期，為了迅速提高植被覆蓋率，常大量種植草本植物，甚至僅播種草本植物，雖然短期內(nèi)邊坡的植被覆蓋率較高，但由于草本植物壽命短，易衰退，極可能致使植被演替停滯，直到另一些植被物種入侵。因此在植物配置上，應(yīng)以灌草結(jié)合為主，根據(jù)群落演替的一般規(guī)律，坡面上的灌草型植被在經(jīng)過(guò)10年或更久以后，將逐漸演替為以鄉(xiāng)土植物為優(yōu)勢(shì)種的灌草型或喬灌草型植物群落，喬木型群落幾乎不出現(xiàn)。朱凱華[10]在其研究中同樣證實(shí)了這一群落演替規(guī)律，他通過(guò)對(duì)巖質(zhì)邊坡重建植被群落演替階段的物種數(shù)量統(tǒng)計(jì)，觀察出植被隨著恢復(fù)年限的增加，群落物種數(shù)量發(fā)生顯著變化，表現(xiàn)為草、灌、喬木物種總數(shù)均顯著增加，且群落優(yōu)勢(shì)種由初始的以草本為主逐漸過(guò)渡到喬灌木為主。在形成了喬灌草類型植被后，還可能出現(xiàn)草本層植被退化的現(xiàn)象，筆者推測(cè)草本層的退化是由于喬灌木植物的生長(zhǎng)爭(zhēng)奪了草本的光能以及養(yǎng)料，使草本植物光合作用受阻而引起，但此時(shí)的群落生長(zhǎng)已進(jìn)入穩(wěn)定期，草本層的退化不會(huì)造成群落的再次演替。
3 邊坡重建植物群落演替研究的前景與展望
自邊坡植被恢復(fù)工程實(shí)施以來(lái)，越來(lái)越多的人逐漸意識(shí)到植被護(hù)坡的效果評(píng)價(jià)需要立足于長(zhǎng)期效益，從長(zhǎng)計(jì)議。群落演替的研究需要對(duì)邊坡重建植被群落動(dòng)態(tài)進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測(cè)和對(duì)大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，工程復(fù)雜，更受時(shí)間限制。尤其在我國(guó)護(hù)坡技術(shù)發(fā)展歷史不長(zhǎng)的境況下，最早一批邊坡重建植被的恢復(fù)時(shí)間至今尚不足30年，剛進(jìn)入自然演替階段，更多的邊坡重建植被則尚處于先鋒植物階段或群落演替初級(jí)階段，研究者們還要在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)這批植被群落動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)查方可獲得具有影響力的研究成果。但不可否認(rèn)，群落演替的研究具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的發(fā)展空間，吸引著人們踴躍投身探索。期待不久的將來(lái)，我國(guó)邊坡重建植被群落演替研究技術(shù)日趨成熟，成果愈加豐碩，植被護(hù)坡技術(shù)愈加完善。
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1引言
由于歷史的原因，現(xiàn)已堆存的矸石一直采取“由上向下，自然堆積，平整頂部，不斷延伸”的排矸工藝，造成部分矸石山大面積自燃。一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等有毒有害氣體四處彌漫，間隙氣流中有毒有害氣體含量超過(guò)國(guó)家大氣環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的10倍以上，矸石山頂部裂隙及松散部位，溫度高達(dá)70～80℃。排矸職工穿梭在煙塵和有害氣體中，時(shí)有中毒暈倒、呼吸困難、燒壞鞋褲的現(xiàn)象發(fā)生，甚至有人畜墜落燃燒區(qū)被燒死的事件發(fā)生。同時(shí)周邊生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，附近的莊稼果木枯萎減產(chǎn)，居民叫苦不迭。從矸石山的情況看，由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，排矸費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用較低，排放的矸石未嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的排矸工藝，引起排放矸石的自燃。滅火后的矸石山，一方面，由于缺少維護(hù)費(fèi)用，導(dǎo)致日常維護(hù)工作不到位，另一方面由于沒(méi)有恢復(fù)植被，特別是在雨季，洪水造成矸石山表面沖刷，原有的覆蓋層遭到破壞，引起矸石山再次復(fù)燃。
2分類及措施
根據(jù)大量調(diào)查研究，已堆陳舊矸石場(chǎng)大部分存在自燃現(xiàn)象，根據(jù)已有堆放儲(chǔ)量和是否自燃，可以分為燃燒過(guò)的大型(儲(chǔ)量大于50萬(wàn)噸)矸石山、未自燃的大型矸石山、未自燃的小型矸石山(儲(chǔ)量小于50萬(wàn)噸)3種類型。燃燒過(guò)的大型矸石山是指矸石山已經(jīng)堆存及自燃完畢，不會(huì)再發(fā)生自然現(xiàn)象的矸石山，治理措施不用考慮矸石山自燃的預(yù)防和治理。未自燃的矸石山是指矸石山堆存完畢，還未發(fā)生自燃，有可能發(fā)生自然現(xiàn)象的矸石山，還需要考慮矸石山自燃的預(yù)防措施。小型矸石山堆放高度均小于10m，所以主要的具體措施為:矸石山自燃預(yù)防措施—灌漿、夯實(shí);平整工程措施—覆土、夯實(shí);矸石山生態(tài)恢復(fù)—圍堰、綠化。
3未自燃過(guò)的大型矸石山治理措施
根據(jù)治理難度和治理過(guò)程，重點(diǎn)針對(duì)未自燃過(guò)的大型矸石山治理措施進(jìn)行分析，其他治理措施可以在該措施的基礎(chǔ)上進(jìn)行增減工藝過(guò)程。具體治理工程分為6項(xiàng)內(nèi)容及步驟，矸石山工程措施(攔矸壩、排水系統(tǒng))、矸石場(chǎng)自燃預(yù)防措施(灌漿、壓實(shí))、邊坡工程措施(消坡、馬道、覆土、夯實(shí))、矸石山澆灌系統(tǒng)(水池、管道)、矸石山生態(tài)恢復(fù)(頂部平臺(tái)覆土、圍堰、綠化)、管理工程設(shè)施(管護(hù)房)。
3.1矸石山工程措施—攔矸壩、排水系統(tǒng)
(1)攔矸壩攔矸壩采用重力式漿砌石攔矸壩擋護(hù)，邊坡為1∶0.5，攔矸壩以上邊坡以1∶1.5～2進(jìn)行消坡防護(hù)。(2)排水系統(tǒng)為減少地表徑流對(duì)煤矸石山表土的沖刷，保持矸石山的水土，排水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)包括坡面平臺(tái)、馬道排水和縱坡排水(自上而下的排水溝);頂平臺(tái)按田面的方式設(shè)圍堰，在頂平臺(tái)、坡面兩側(cè)和坡底設(shè)排水溝，平臺(tái)的排水通過(guò)排水溝流到煤矸石山的縱坡排水溝內(nèi)，排到矸石山下，避免了地表徑流在地面的集中和流速的增加，減輕地表的水土流失。在攔矸壩下游設(shè)雨水收集池，也可起到沉沙池兼消力池的作用，收集到的雨水可通過(guò)澆灌系統(tǒng)的管道回用于植被澆灌。
3.2矸石山自燃預(yù)防措施—灌漿，壓實(shí)自燃矸石山治理方法主要有灌漿封閉法、表面密封壓實(shí)法、灌水法、直接挖出冷卻法等
(1)灌漿封閉法通過(guò)降溫與隔氧兩方面的共同作用來(lái)達(dá)到滅火的目的。該法首先是憑經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)診斷找出火區(qū)和自熱區(qū).然后在其上面布置一系列鉆孔，最后將不燃物(黃土或粉煤灰等)和石灰配成的泥漿灌入火區(qū)和自熱區(qū)，以阻斷空氣進(jìn)路，火區(qū)冷卻后將火區(qū)和自熱區(qū)全部填滿漿料。注漿法的最大優(yōu)點(diǎn)是可使矸石迅速降溫，漿液可以滲入矸石山深部，起到填充空隙、封堵供氧通道以及加固作用。(2)表面密封壓實(shí)法在自燃矸石山表面鋪土壓實(shí)，以隔絕空氣進(jìn)路，使自燃矸石山內(nèi)部空氣耗盡后熄滅。這種方法一般情況下成功率不高，只能降低燃燒強(qiáng)度和污染物排放速度，因?yàn)楸硗林挥性跐駶?rùn)狀態(tài)才有較好的密封性能，如果不及時(shí)維護(hù)，則表土密封層很難保持完整。這種方法目前主要用于控制矸石山火勢(shì)和污染強(qiáng)度。(3)灌水法水是滅火工程中最常用的滅火介質(zhì)，水在高溫下形成水蒸汽吸熱降溫效果顯著，并且水蒸汽能夠阻止空氣接近可燃物。具體作法是在矸石山修池蓄水，通過(guò)鉆孔將水灌入地下。這種方法最大的問(wèn)題是無(wú)法控制水在矸石山內(nèi)流動(dòng)的方向，也很難在火區(qū)內(nèi)將水保持一段時(shí)間;另一個(gè)缺點(diǎn)是灌水后矸石山內(nèi)部的空隙增加，反應(yīng)活性增強(qiáng)，矸石山復(fù)燃的可能性增加。(4)直接挖出冷卻法這是最原始而又最有效的方法。憑經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)診斷找出火區(qū)和自熱區(qū)，然后挖出著火矸石和熱矸石，用水冷卻后回填或重新堆積。這種方法簡(jiǎn)單而成功率又高，在現(xiàn)場(chǎng)用得最多。但一般而言，這種方法只適用于初燃的或小范圍自燃的矸石山，燃燒強(qiáng)度大的矸石山用這種方法不僅困難，而且還有一定的危險(xiǎn)。以上各項(xiàng)措施均存在一定的弊端，最終采用黃土覆蓋碾壓法，該方法結(jié)合灌漿法及黃土覆蓋并用措施。該措施主要原理是改變矸石堆積坡度，推散高溫矸石，使其暴露于表面，促使降溫，同時(shí)也有利于覆土與碾壓。矸石山斜坡經(jīng)覆土與碾壓后，火勢(shì)得到了有效的控制，用紅外測(cè)溫儀測(cè)得矸石山表面溫度基本降至50℃以下。黃土覆蓋碾壓法以碾壓覆蓋為主，輔以局部注漿的綜合性滅火方法，在滅火施工過(guò)程中遵循挖、截、堵、填、注、灑、覆、壓等原則，該方法是一種行之有效的綜合性自燃矸石山滅火方法，同時(shí)也用于矸石山的自燃預(yù)防處理。(5)矸石山自燃滅火注漿技術(shù)要求①注漿鉆孔開孔孔徑φ108mm，終孔孔徑不得小于φ89mm，鉆孔深度3～10m左右，間排距3.0～5.0m。在成孔后，要進(jìn)行孔內(nèi)測(cè)溫，對(duì)溫度有異常的鉆孔適當(dāng)加深。②注漿管選用Φ42mm鋼管，長(zhǎng)度4～10.0m，外露1.0m，鋼管采用絲扣連接，托盤制做要規(guī)范，一般應(yīng)小于封孔段孔徑2—3cm。托盤以下要在注漿管上打花眼，眼徑20mm左右，要保證每個(gè)方向均有花眼，其豎向間距不大于200mm。③封孔深度2.0m，1.0m～2.0m段采用純水泥或水泥與粉煤灰的混合材料封孔，1.0m以上段采用黃土搗實(shí)封孔。④滅火漿液材料采用黃土(或粉煤灰)與熟石灰過(guò)篩配制，配比1∶1，水固比0.7∶1～0.8∶1，注漿方式采用壓力注漿或蔽口灌注。⑤漿液配置應(yīng)按設(shè)計(jì)漿液配合比進(jìn)行，原材料要用容器計(jì)量，進(jìn)行配比控制，攪拌機(jī)一次加水到位后，添加固料，添加固料過(guò)程中隨添隨攪，固料添加完畢后攪拌時(shí)間不少于5min。注漿過(guò)程中每間隔5min，需攪拌一次，攪拌時(shí)間不少于2min。⑥注漿順序采用由外向內(nèi)施工的方法，首先施工最外圈，跳孔注漿，最外圈鉆孔注漿結(jié)束后方可施工內(nèi)圈鉆孔。⑦終孔標(biāo)志:孔口管壓力升至0.5MPa以上，穩(wěn)定15min。孔口管壓力未升至0.5MPa，但吃漿量小于7L/min，且持續(xù)15min。(6)矸石山碾壓技術(shù)要求碾壓程序?yàn)?斜坡先靜壓兩遍，再振壓兩遍，最后再靜壓兩遍;平面為先靜壓一遍，振壓兩遍，再靜壓兩遍。平臺(tái)碾壓密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)90%，坡面碾壓密實(shí)度達(dá)85%。
3.3邊坡工程措施—消坡、馬道、覆土、夯實(shí)
(1)消坡、馬道由于矸石山以前采用的由上到下自然傾倒工藝，使邊坡坡度較陡，無(wú)法覆土夯實(shí)。因此，必須進(jìn)行人工消坡。在治理過(guò)程中，盡量因地制宜，利用現(xiàn)有地形消坡平整，確保治理后的矸石山邊坡穩(wěn)定。具體措施為:所有坡面按高寬比1∶1.5～2進(jìn)行整平，然后對(duì)坡面整平中需要回填部分，進(jìn)行分層夯實(shí)，夯實(shí)系數(shù)≥0.85。在邊坡下部用石砌護(hù)墻，中部用馬道把坡面分成階梯式(斜坡坡長(zhǎng)20m左右設(shè)一馬道)。矸石山坡底石砌護(hù)墻設(shè)高1.5～2.0m左右，護(hù)墻背后用1m黃土分層夯實(shí)，夯實(shí)實(shí)數(shù)≥0.94。(2)覆土、夯實(shí)根據(jù)矸石山試驗(yàn)結(jié)果:30cm的土層厚度可以滿足草本植物的生長(zhǎng);50cm的土層厚度可以滿足灌木的生長(zhǎng);100cm的土層厚度可以滿足喬木的生長(zhǎng)。本工程計(jì)劃分兩個(gè)梯度的覆土厚度:邊坡70cm(垂直于地面水平方向)、頂部平臺(tái)100cm。矸石山坡面整平至設(shè)計(jì)要求后，在坡面上覆0.7m厚土層(厚度為垂直于水平方向)并分層夯實(shí)，在平臺(tái)上覆1m厚黃土，機(jī)械或人工夯實(shí)，并用道路及圍堰進(jìn)行分割。馬道上覆黃土同平臺(tái)。
3.4矸石山澆灌系統(tǒng)—水池、管道
采用拖式噴灌，綠化用水定額取1.5～2L/m2.次，水池按一次用水量考慮，并建泵房。泵房設(shè)給水加壓泵2～5臺(tái)，主管路管徑為DN100PE管，支線管徑為DN50，拖式噴灌范圍半徑100m，PE管路規(guī)格為DN100，DN50。設(shè)閥門井若干。在矸石山頂建鋼筋砼水池，鋪設(shè)管道，就近接水源，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，矸石山附近煤礦較多，同時(shí)為了節(jié)約水資源，提高水資源的綜合利用及節(jié)省投資，本工程水源盡量利用附近煤礦中水或就近水源取水，設(shè)專用泵，為以后澆灌打好基礎(chǔ)。
3.5矸石山生態(tài)恢復(fù)—頂部平臺(tái)覆土、圍堰、綠化
(1)頂部平臺(tái)覆土坡面整平至設(shè)計(jì)要求后，在平臺(tái)上覆1m黃土，分層夯實(shí)，并用道路和圍堰分割。(2)圍堰矸石山頂部平臺(tái)按20m×20m圍堰分割。設(shè)計(jì)圍堰高700mm，上底寬500mm，下底寬1000mm，頂部平臺(tái)采用黃土拍實(shí)，坡面采用塊石砌筑并抹面。馬道圍堰設(shè)于馬道外沿，設(shè)計(jì)參數(shù)同頂部平臺(tái)。(3)綠化篩選出的適宜當(dāng)?shù)氐貐^(qū)矸石山生長(zhǎng)的先鋒植物，最好是當(dāng)?shù)乜屯林脖?，既能治理矸石山，又能降解吸附有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境有凈化功能的環(huán)境改良性植物。以太原地區(qū)選用具有代表性的物種進(jìn)行具體分析。①植物邊坡設(shè)計(jì)。矸石場(chǎng)在每堆厚5m，形成坡度為1∶1.5～2的臺(tái)階狀坡面。坡面上覆蓋70cm的黃土后栽種灌木紫穗槐、檸條間距為4m×4m。穴狀栽植初期可選擇紫穗槐和檸條，直徑0.4m，深0.4m，坡面上條播紫花苜蓿。②矸石場(chǎng)頂復(fù)墾。矸石場(chǎng)服務(wù)期滿后，平整矸石場(chǎng)頂部，覆蓋100cm的土壤，適當(dāng)施用農(nóng)家肥，提高土壤肥力。種植油松、刺槐等喬木;丁香、檸條等灌木;草類選擇沙打旺、高羊茅、紫花苜蓿等;可適當(dāng)選擇扶芳藤等藤本植物增加植被景觀。③矸石山四周綠化。矸石場(chǎng)封場(chǎng)處理后在四周栽植規(guī)格為胸徑3cm以上的楊樹，栽植林帶寬20m，密度4×4m。楊樹萌蘗能力強(qiáng)，在矸石處置場(chǎng)四周形成防護(hù)林帶，而且楊樹向矸石場(chǎng)內(nèi)擴(kuò)展，最終矸石處置場(chǎng)形成喬、灌、草結(jié)合的生態(tài)系統(tǒng)。④植物措施管理?，F(xiàn)有矸石由于均已著完，具有含水量低，入滲快、地?zé)彷^高等特點(diǎn)，排矸場(chǎng)綠化后，管理工作的重點(diǎn)是澆水，特別是保苗期和干旱、高溫季節(jié)。為此，采用礦井水進(jìn)行澆灌，切忌大水漫灌，避免浪費(fèi)水又沖走表土的現(xiàn)象，一般春季每周一次，夏季平均3天循環(huán)澆灌一遍，秋季10～30天澆一次，冬季上凍前普遍灌足越冬水。最后是綜合管理，在灌木栽種后，澆水前檢查有無(wú)裂縫，沉陷現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)及時(shí)培土塌實(shí)。注意防治病蟲害，適當(dāng)采取噴藥或施肥等相應(yīng)措施。
3.6管理工程設(shè)施—管護(hù)房
在矸石山周圍選擇合適的地點(diǎn)建維護(hù)人員值班室1間，建筑面積為30m2，一層構(gòu)筑，采用磚砌結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)辦公桌椅。
4矸石山治理效果
對(duì)現(xiàn)有矸石山實(shí)施消坡、壓實(shí)等措施治理后，解決了現(xiàn)有矸石山對(duì)環(huán)境空氣的影響問(wèn)題;控制了矸石山對(duì)周圍環(huán)境的影響;設(shè)置合理的邊坡，進(jìn)行植物措施綠化，穩(wěn)定了邊坡，改善了生態(tài)環(huán)境。治理區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單趨向復(fù)雜，植被種群由單一趨向多樣化，生態(tài)系統(tǒng)向著良性循環(huán)方向發(fā)展，同時(shí)水土流失現(xiàn)狀基本得到治理，土壤侵蝕量減少70%，綠化率在30%以上，生態(tài)環(huán)境徹底改善。
參考文獻(xiàn):
［1］礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與污染防治技術(shù)政策(環(huán)發(fā)［2005］109號(hào))．
［2］國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局．煤礦矸石山災(zāi)害防范與治理工作指導(dǎo)意見(jiàn)(安監(jiān)總煤礦字［2005］162號(hào)文．
