吉林永吉縣大黑山鉬礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理

王慧芬

(北京市地質(zhì)研究所,北京 100120)

經(jīng)濟的快速發(fā)展加快了對礦物的需求與消耗,為我國礦產(chǎn)開采帶來發(fā)展機會.但是近年來礦山周邊環(huán)境惡化,影響人們正常生產(chǎn)、生活等活動.隨著經(jīng)濟發(fā)展,人們對礦產(chǎn)的需求日益增加.建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化礦山,重視環(huán)境、安全、提高經(jīng)濟效益.

1 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

大黑山鉬礦區(qū)位于吉林省永吉縣境內(nèi).礦區(qū)主要為構(gòu)造剝蝕低山丘陵-侵蝕堆積山間谷地地貌,海拔330～680m.礦區(qū)出露地層自老至新有前震旦系變質(zhì)巖(Psn)、石炭系(C)-二迭系(P)沉積變質(zhì)巖、侏羅系(J)-白堊系(K)碎屑巖和第四系(Q)沖、洪積層.

大黑山鉬礦主要由露天采場、廢石場、尾礦庫、臨時表土堆放場、采礦工業(yè)區(qū)、選礦工業(yè)區(qū)、行政生活區(qū)、炸藥庫、礦區(qū)道路、高位水池、回水池、供水設(shè)施等部分組成.礦區(qū)及其周邊影響區(qū)域總面積約10.25km2.

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題主要有:地貌景觀以及土地資源破壞等地質(zhì)災(zāi)害.

1.1 地質(zhì)災(zāi)害影響狀況

隨著采礦生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,常引發(fā)崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害.

(1)崩塌

礦區(qū)露天采場常引發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害.采場邊坡的巖體主要有斜長石花崗巖,其次有吉林花崗巖、超基性巖、石英安山斑巖、石英正長石斑巖及脈巖類等.其節(jié)理發(fā)育,傾角多數(shù)大于50°,局部巖體較破碎,邊坡穩(wěn)定性較差.

(2)滑坡

滑坡地質(zhì)災(zāi)害,主要位于礦區(qū)廢石場.廢石場現(xiàn)已堆積大量廢石,因廢石堆積物較松散,堆存的高度逐漸加大,又未設(shè)置任何攔擋設(shè)施.暴雨等坡腳排水設(shè)施不好,常引發(fā)滑塌事故.

(3)泥石流

尾礦排放量越來越大,為泥石流的形成提供了豐富的物源,極端暴雨常引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害.

1.2 礦山露天開采常需大量疏干地下水

區(qū)內(nèi)地下水類型,主要為第四系孔隙潛水與基巖裂隙潛水含水層.露天采場現(xiàn)開挖深度達45m,需疏干抽排坑內(nèi)地下水,可能破壞區(qū)內(nèi)含水層.

1.3 礦山活動改變地形地貌景觀

礦坑開采、廢石堆積以及尾礦庫建設(shè),常使原生低山丘陵、山間谷地等發(fā)生巨大的變化,甚至破壞良好的地貌景觀.

1.4 礦山活動常破壞土地資源

礦山露天采場、廢石場、尾礦庫、選礦工業(yè)場地以及礦區(qū)道路等,壓占、損壞土地面積很大.

2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度分區(qū)

根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的影響程度,可分為3個區(qū)域.

環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)2.71km2.主要包括,露天采場、廢石場、尾礦庫、采礦工業(yè)場地、選礦工業(yè)場地、行政生活區(qū)、炸藥庫以及礦區(qū)道路等占壓土地區(qū)域.該區(qū)礦坑開采嚴(yán)重破壞了第四系孔隙潛水層和基巖裂隙潛水層.礦區(qū)建設(shè)、礦山開挖,常使原生地形地貌景觀嚴(yán)重破壞;占用大量耕地、林地等土地資源.

環(huán)境影響較嚴(yán)重區(qū)0.96km2.主要包括爆破安全警戒線以內(nèi)的區(qū)域、臨時表土堆放場和尾礦回水沉淀池(原怡新水庫).其中,臨時壓占、堆放的表土待礦山開采結(jié)束后用作植被恢復(fù),不會破壞土壤結(jié)構(gòu).

環(huán)境影響較輕區(qū)6.57km2.主要為各種輸送管道、管線、供電線路等的建設(shè)區(qū),其環(huán)境影響輕微.

3 礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理

礦山環(huán)境地質(zhì)工作應(yīng)貫徹以防為主,防治結(jié)合,因地制宜,邊開采,邊治理.最大限度地保護和修復(fù)礦山環(huán)境.

3.1 礦山地質(zhì)環(huán)境保護工程

(1)滑坡預(yù)防措施

為了防止礦區(qū)廢石場的水土流失,消除廢石下滑災(zāi)害,廢石場宜采取階梯式堆放,分層壓實,堆積平臺坡度不宜超過5°.

(2)減緩含水層破壞措施

礦山開采排水常造成含水巖組疏干,潛水位下降.應(yīng)布設(shè)控制性地下水觀測井,加強地下水的監(jiān)測;對生產(chǎn)廢水實施資源化回收再利用;開展植樹種草綠化,增加地下水補給.

(3)重建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境

礦山開采常常破壞原有地貌景觀,其中露天采場破壞性更大,臨時表土堆放場、工業(yè)場地等壓占大量土地.應(yīng)采治結(jié)合,加快治理進度,重建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境.

3.2 礦山地質(zhì)環(huán)境治理

(1)大型滑坡治理工程

大型滑坡的防治工程有攔石壩、截水溝和排水溝.

① 攔石壩.大型廢石場坡腳常常建攔石壩,期工程規(guī)模較大,設(shè)計規(guī)范,投資較大,效益較好.

② 截水溝.一般在廢石場周邊沿等高線的方向設(shè)置截水溝,及時有效排出廢石場來水,緩減水體沖刷.

③ 排水溝.在大型礦山廢石場需布設(shè)排水溝系統(tǒng),根據(jù)洪水規(guī)模預(yù)測設(shè)計排水溝數(shù)量和規(guī)模.

(2)地形地貌景觀和土地資源修復(fù)工程

針對礦山開采造成的地形地貌景觀變化,采用地形再造和覆土綠化方式進行治理.治理對象包括采場開采平臺與邊坡,廢石堆積平臺與邊坡,臨時表土堆放場和礦山壓占的土地等.

① 露天采場植被綠化.露天采場植被綠化工程,包括采場平臺和邊坡兩個部分.采場平臺實行灌木和草本交替混合種植的方式,增加地表植被覆蓋率.

② 廢石場植被綠化.廢石場平臺實行喬灌草交替混合種植的方式,邊坡綠化選擇適應(yīng)性較強的當(dāng)?shù)毓嗄绢愔参?

③ 臨時表土堆放場植被綠化.礦山開采過程中剝離的表土在礦山開采結(jié)束后進行綠化,以減少水土流失.

④ 工業(yè)場地和行政生活區(qū)等植被綠化.采礦、選礦工業(yè)礦場地、行政生活區(qū)可種植防護林帶,重建、美化環(huán)境.

3.3 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工程

建立礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng),掌握礦山地質(zhì)環(huán)境動態(tài)變化,預(yù)測礦山環(huán)境發(fā)展趨勢,為合理開發(fā)礦產(chǎn)資源、保護礦山地質(zhì)環(huán)境提供依據(jù).

(1)滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測

滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測,主要采用高精度GPS、全站儀(水準(zhǔn)儀)、活動式鉆孔測斜儀、人工觀測等方法,監(jiān)測廢石場邊坡失穩(wěn)可能發(fā)生的地段及規(guī)模,以及可能的影響范圍及破壞程度.

(2)礦山地表水和地下水監(jiān)測

監(jiān)測點布設(shè):地表水監(jiān)測點5個,主要布置于撮落河河道上、下游、采選礦工業(yè)場地生產(chǎn)廢水出水口處,以及尾礦庫排水井與尾礦回水池處,對周圍地表水與廢水情況進行監(jiān)測;地下水監(jiān)測點布置11個,主要布置在采礦場中心抽排水口、廢石場周邊、尾礦庫上下游敏感區(qū)以及行政生活區(qū),監(jiān)測地下水的水位、水量、水質(zhì)的動態(tài)情況.

監(jiān)測內(nèi)容:監(jiān)測地下水水位、礦坑疏干排水量和水質(zhì).

監(jiān)測頻率:水量監(jiān)測每月統(tǒng)計1次,水質(zhì)監(jiān)測頻率:枯水期、平水期、豐水期各監(jiān)測1次.

(3)地形地貌、土地資源破壞監(jiān)測

監(jiān)測網(wǎng)點主要布置于露天采場、廢石場、尾礦庫、臨時表土堆放場、爆破影響區(qū)、采礦工業(yè)場地、選礦工業(yè)場地和行政生活區(qū)等區(qū)域.主要監(jiān)測破壞土地資源的類型及面積,礦區(qū)地形地貌景觀變化,植被破壞與治理恢復(fù)狀況等.

監(jiān)測內(nèi)容:對礦區(qū)內(nèi)的植被、土壤破壞以及植被恢復(fù)情況等進行監(jiān)測.

監(jiān)測頻率:每月一次.

4 結(jié)論

從我國目前的采礦業(yè)發(fā)展速度來看,礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理,是一項長期的工作,需要有關(guān)部門加強監(jiān)控與管理,為礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理提供依據(jù),為我國綠色礦業(yè)生產(chǎn)打下基礎(chǔ),促進我國可持續(xù)發(fā)展路線的有效實施.

[1] 劉傳正.地質(zhì)災(zāi)害勘查指南[M].北京:地質(zhì)出版社, 2000,(6):56～57.

[2] 武 強.我國礦山環(huán)境地質(zhì)問題類型劃分研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2003,(5):107～111.