露天開采生態(tài)影響分析及保護對策

隨著經(jīng)濟高速發(fā)展及城市化的進程加快，生產(chǎn)建筑材料的水泥企業(yè)不斷發(fā)展，對水泥生產(chǎn)的主要原料——石灰石的需求量越來越大，石灰石礦的開采規(guī)模也不斷擴大，范圍不斷延伸，隨之帶來的一系列環(huán)境問題日益嚴重。石灰?guī)r作為沉積巖類，一般分布范圍較大，埋藏較淺，常采用露天開采。石灰石礦的開采活動范圍廣，對生態(tài)環(huán)境的影響大，特別是生態(tài)脆弱區(qū)的采礦活動會對生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉的破壞，給生態(tài)重建帶來困難。本文通過對石灰石礦山開發(fā)建設活動中各個環(huán)節(jié)的分析，討論石灰石礦露天開采所引起的生態(tài)問題，并提出相應的生態(tài)保護對策。l露天采礦工藝流程簡介．石灰石礦露天開采生產(chǎn)工藝為：在基建采礦工作面上爆破，爆破后的大塊礦石由碎石機破碎，破碎后的礦石在剝離工作面進行剝離，剝離的廢石運往廢石場，礦石由運輸工具或者平峒系統(tǒng)運至卸料平臺，礦石在卸料平臺上進行再次粉碎，由皮帶運輸機或汽車運至廠內(nèi)，供燒制使用。其工藝流程圖如圖1所示。根據(jù)工藝流程，礦山建設內(nèi)容包括采礦區(qū)的基建采礦工作面、剝離工作面、開采及開拓運輸系統(tǒng)的建設，基礎設施建設區(qū)的礦山工業(yè)基地、火藥庫、簡易公路網(wǎng)的建設。2生態(tài)環(huán)境影響識別根據(jù)礦山建設內(nèi)容，礦山開采對生態(tài)環(huán)境的影響可分為建設期和運營期。建設期包括采礦區(qū)地表剝離，開采及開拓運輸系統(tǒng)、工業(yè)場地的地面平整、道路建設及建筑物的構建；運營期包括礦石爆破、破碎、采裝、粉碎、運輸和廢石堆置。因此，礦山開采可能會對地形地貌、土壤侵蝕、野生動植物、植被、土地利用結構和景觀格局產(chǎn)生影響。根據(jù)石灰石礦山露天開采的特點和生態(tài)影響的類別，其生態(tài)環(huán)境影響指標體系結構如圖2所示。礦山開采活動在建設期間對生態(tài)環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在采礦工作面的植被剝離；各項配套設施(火藥庫、工業(yè)場地、道路、運礦設施)的占地、取土和棄渣，壓占土地和植被；施工臨時占地和各種施工活動所產(chǎn)生的環(huán)境污染；運營期對生態(tài)環(huán)境的影響．主要是爆破、機械設備運轉所產(chǎn)生的噪聲和振動、礦石運輸拋遺、壓占植被以及礦石剝離后的棄石堆置所造成的植被破壞和水土流失。石灰石礦山開采對生態(tài)環(huán)境的影響因素識別詳見表1。生態(tài)影響指標體系生態(tài)影響指標體系環(huán)境因素生物因素社會因素地形地貌土地占用土壤侵蝕野生動植物植被土地利用格局景觀格局圖2礦區(qū)生態(tài)影響指標體系表1生態(tài)環(huán)境影響識別表影響對象建設期運營期地表剝離地面平整道路修建場路修建運輸系統(tǒng)修建爆破破碎采裝粉碎運輸廢石堆置地形地貌-1-3-30-10-100-3土地占用-3-1-2-1-10-100-3土壤侵蝕-3+1-3+1-1-1-1-1-13野生動植物-3-2-2-1-1-3-1-1-1-1植被-3-2-2-1-1-100-1-1土地利用結構-2-1-1-1-10000-1景觀格局-3-2-1-1-1-10002注：l——強影響；2——較強影響；3——弱影響；“+”——有利影響；”一”——不利影響。從表1可知。在建設期，地表剝離導致植被完全破壞，野生動植物喪失，剝離物占用土地，從而導致土壤侵蝕和景觀格局的改變；地面整乎對地形地貌影響較大，由于坡度的減小，地面整乎有利于減輕土壤侵蝕，但棄石堆放又生態(tài)影響會加劇土壤侵蝕；由于道路路線長，挖填土石方量大，施工臨時占地大，因此可能造成較大的土壤侵蝕；場地建設對生態(tài)環(huán)境的影響較小，也有利于減輕土壤侵蝕。在運營期，爆破所產(chǎn)生的噪聲和震動對動植物影響較大，所產(chǎn)生的粉塵對植被有一定的影響；采裝過程中會產(chǎn)生大量廢石，占壓大量土地，加劇土壤侵蝕；粉碎產(chǎn)生的噪聲和粉塵對動植物有一定的影響；運輸拋遺所引起的壓占植被，在一定程度上造成新的水土流失。3生態(tài)環(huán)境影響因子分析與評價3．1地形地貌礦山開采過程中的開挖、剝離，將造成地表形態(tài)的改變。礦山建設期間對地形的影響主要是地面整乎、地表剝離、道路修建、場地建設、運輸系統(tǒng)建設。運營期間采裝產(chǎn)生大量廢石，運往廢石場堆置，對廢石場地形的影響較大。通過分析露天開采的工藝流程，可知露天采礦對地表形態(tài)的破壞主要發(fā)生在露天開采的剝離工程和排土、石工程以及配套設施建設等環(huán)節(jié)。3．2土地占用礦山開采中。礦體開采和基礎設施的建設需要開挖土地，基礎設施也占用一定的土地；同時，建設期間產(chǎn)生的棄土、石和運營期間的廢石堆置均要占壓大量土地。這些棄土、石除了在廢石場集中處理外，大部分以臨時堆放的形式占壓土地。這些堆放體結構松散，表面積大，其占壓面積可由下面的公式計算：式中：為占壓面積；a為地面坡度；為堆放體休止角；D為傾倒面寬度；為廢棄土渣體積。3．3土壤侵蝕在正常狀態(tài)下，土壤侵蝕與自然因素和人為活動有關。在采礦活動中，大面積的地表植被剝離、地形改變、礦石拋遺、廢土、石堆積等，都會擴大和增強土壤侵蝕的范圍和強度，引起水土流失，造成嚴重的生態(tài)影響。在礦山建設及開采期，從地形因素來看，基建工作面修建、工業(yè)場地建設及火藥庫建設的前期工作中的地面局部乎整，降低了地面坡度，對土壤侵蝕的影響有減輕的趨勢；如果礦體傾角較小，剝離工作也有減輕水土流失作用。通過地形因子對水土流失有增強作用的過程，有道路、各種工作面、廢石場的邊坡處及棄土的任意堆放場，這些地方土壤侵蝕增強的地形因子作用均源于廢棄物堆放形成的人工坡面增加了坡度。如果礦區(qū)沒有設置廢石場．廢石任意堆置在低洼處，則廢石引起的土壤侵蝕面積會更大，而且容易引發(fā)塌方、泥石流等地質災害。從抗蝕性因素來看，所有清除及壓占地表植被的過程，均嚴重破壞原有地表植被，增大了地表的松散程度，降低了地表的抗蝕性。3．4野生動植物、植被礦區(qū)在建設和運營期間，不可避免地會破壞動植物的生境，使生態(tài)系統(tǒng)的組成和結構發(fā)生改變。地表植被剝離不僅使植被喪失殆盡，而且使棲息其中的動物遷移；施工期間棄土的臨時堆放和運營期間礦石運輸拋遺壓占植被，均會對植被產(chǎn)生一定的負面影響，爆破所產(chǎn)生的粉塵對植被也有一定的影響；礦區(qū)開發(fā)活動所產(chǎn)生的噪聲、振動會使得礦區(qū)附近的動物發(fā)生遷移，其影響范圍可達礦山面積的5～1o倍。由于植物生境的破壞，使得植被覆蓋率降低，植物生產(chǎn)能力下降，生物多樣性降低，從而導致環(huán)境功能的下降：再加上動物的遷移，使系統(tǒng)的總生物量減少，對局部區(qū)域的生物量有較大的影響，但對整個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性不會產(chǎn)生大的影響，也不會引起物種的損失。3．5土地利用結構礦山開發(fā)活動中的永久性占地和臨時性占地將會導致礦區(qū)土地功能和土地利用結構的變化，使區(qū)域自然體系的生產(chǎn)能力受到一定影響。農(nóng)作物的變化，將使礦區(qū)人均耕地占有量減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力降低，但對區(qū)域性土地利用結構影響不大。在礦山服務期滿后，礦區(qū)所在地變?yōu)椴贿m合農(nóng)作物生長的土地，因此采礦對礦區(qū)的影響將會延續(xù)相當長的時間。3．6景觀格局礦區(qū)開發(fā)活動對景觀的影響主要是地形的改變和生態(tài)系統(tǒng)改變所造成原有景觀的破壞和新的自然景觀格局的形成。采礦活動對地表的干擾，改變了地區(qū)的地形、地貌，形成許多人工景觀，降低了礦區(qū)原有的自然景觀美學價值E引。采礦造成的景觀影響包括由于挖掘剝離所破壞的地表、植被的破壞、廢石場的景觀影響等。尤其在礦區(qū)服務期滿后，采礦區(qū)形成的相對低洼的礦坑，廢石場形成的人工山，由于新的生態(tài)系統(tǒng)難以形成．景象荒涼，視覺效果極差。4生態(tài)環(huán)境保護對策4．1編制生態(tài)環(huán)境保護計劃石灰石礦山露天開采對生態(tài)環(huán)境的影響很大，為了遏制水土資源破壞，保護、恢復、補償生態(tài)系統(tǒng)，保障水土資源持續(xù)利用，建設單位應編制生態(tài)環(huán)境保護計劃，采取積極可靠的生態(tài)環(huán)境保護措施，采用預防措施和治理措施相結合、工程措施和生物措施相結合的方法，把對生態(tài)環(huán)境的影響減至最低限度。4．2制定合理的施工方案設計部門和業(yè)主應在滿足生態(tài)保護的基礎上，制定合理施工計劃在施工中，盡量減少擾動地面，平衡挖、填方量，并按計劃安排好挖方量和填方量，挖方量要及時運至填方地點，并及時鋪平壓實，減少風蝕、水蝕。另外盡可能避免在雨季進行開挖施工，取土、石場應及時分段平整壓實，并植草覆蓋。按照水土保持方案確定施工順序，以先地下后地面，先深后淺，先干線后支線的原則，統(tǒng)籌安排各類管線的施工，盡量做到一次到位，避免反復開挖。管線場覆土要及時填平壓實，對溝渠填土除應填好壓實外，其表面層(溝底、壁)應設置防水層。對一時無用的棄土應妥善堆存，設置圍攔，不能隨意丟棄。4．3工程措施棄土、石應在廢石場集中處理，盡量減少壓占地表植被。在廢石場底部先以大塊廢石墊底，厚度大于1．5m．以利于水的滲透，疏導廢石場內(nèi)的雨水。采取從上而下分段水平堆積，再用壓路機碾壓，把松散的土壓實，廢石及時平整。逐級設壩，保證壩體安全與穩(wěn)定。廢石場上部設截洪溝，避免廢石場受洪水沖刷。礦區(qū)新建和改造道路兩側，采取護坡和道路護基措施，防止水土流失和塌方、滑