小南溝金礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價及防治措施

蔡慧慧

(河南省水文水資源局，河南鄭州 450003)

小南溝金礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價及防治措施

蔡慧慧

(河南省水文水資源局，河南鄭州 450003)

地質(zhì)災(zāi)害;危險性評價;礦山;小南溝金礦

對小南溝金礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害等進行了野外調(diào)查，結(jié)果表明:現(xiàn)狀條件下礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性較小，但礦山建設(shè)有引發(fā)地面塌陷、地裂縫、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的可能性，礦山建設(shè)也有遭受地面塌陷、地裂縫、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的危險性，其中崩塌、泥石流災(zāi)害危險性等級為中級，地面塌陷、地裂縫災(zāi)害危險性較小。針對存在的問題，建議及時清理露天采場邊坡上的松動巖(礦)石、停止在溝谷中堆放低品位礦石、合理安置礦山工作人員住處和將采礦設(shè)備遠離地面塌陷區(qū)布置等。

礦產(chǎn)資源是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)［1］，但礦山開采會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，造成生態(tài)環(huán)境惡化，給國家、礦山企業(yè)及附近群眾造成不良社會影響和重大生命、財產(chǎn)損失，嚴(yán)重制約了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展［2］，因此開展礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性評價，防患于未然，積極貫徹“以人為本，以防為主”的防災(zāi)方針，對于保護礦山職工和附近群眾的生命、財產(chǎn)安全以及礦山企業(yè)的正常運營具有重要意義［3］。筆者對河南省小南溝金礦改擴建工程礦山建設(shè)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害危險性進行評價，目的是將礦山地質(zhì)災(zāi)害的危害降至最低，促進礦區(qū)經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 小南溝金礦區(qū)概況

小南溝金礦區(qū)位于河南省嵩縣大章鄉(xiāng)東灣村，北起伊河岸邊，南到廟嶺金礦邊界，東自鳳凰山、通峪溝底、柿樹園一線，西到竹園溝腦、竹園溝、東溝村、東灣村一線，礦區(qū)面積約2.90 km2，是座改擴建礦山，建設(shè)總投資480萬元。礦山可采金礦體分為通峪溝和小南溝兩個礦段，礦石保有儲量約58萬t，規(guī)劃生產(chǎn)能力6.8萬t/a，預(yù)計服務(wù)年限9 a，為中型巖金礦山。

根據(jù)開發(fā)利用方案，礦山開采方式主要為地下開采，局部地表為露天開采，其中通峪溝礦段Ⅷ號礦體采用平硐開拓、輕軌人力礦車運輸?shù)拈_拓運輸方案，通峪溝礦段Ⅶ號礦體365 m中段以上采用平硐+盲斜井開拓、輕軌礦車運輸?shù)拈_拓運輸方案;小南溝礦段451 m水平標(biāo)高以上的礦體采用平硐開拓、輕軌礦車運輸方案，451 m水平標(biāo)高以下的深部礦體采用豎井開拓、罐籠提升、平巷內(nèi)人力礦車運輸?shù)拈_拓運輸方案。礦井通風(fēng)采用機械通風(fēng)，采礦方法擬采用電耙留礦法和淺孔留礦法。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境條件

礦區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，夏季多東風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，年平均風(fēng)速3.2 m/s，年均降水量704 mm，降水多集中在7—9月，降水強度大，日最大降水量98.6 mm。礦區(qū)屬黃河流域伊河水系，伊河經(jīng)礦區(qū)北端流過，區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，溝谷縱坡降大，地表徑流條件較好，有利于地面產(chǎn)流。

礦區(qū)地貌類型為低山區(qū)，最高海拔691.5 m，最低海拔383.0 m，相對高差308.5 m，山勢較陡峻。區(qū)內(nèi)地勢南高北低，山體呈北東—南西向展布，山脊窄而陡峭，溝谷發(fā)育，山坡坡度一般為35°～50°，山谷呈 V 形，谷底坡降15°～20°。

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為中元古界熊耳群焦竹園組上段(chj3)流紋斑巖，局部地段夾有安山巖、火山角礫巖和凝灰質(zhì)流紋斑巖。地質(zhì)構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造，斷裂按其走向可分為兩組，即近南北向斷裂和近東西向斷裂。1條近南北向斷裂由南至北縱貫全區(qū)，是區(qū)內(nèi)的主干斷裂，也是礦區(qū)的導(dǎo)礦和儲礦斷裂;4條近東西向斷裂分布在從礦區(qū)北部的柿樹園到南端的店房與廟嶺礦界，規(guī)模較小，走向長度多為數(shù)十米，傾向延伸也不大，斷裂屬成礦后構(gòu)造，對礦體無明顯破壞作用。

3 地質(zhì)災(zāi)害危險性評價

3.1 地質(zhì)災(zāi)害危險性評價標(biāo)準(zhǔn)

地質(zhì)災(zāi)害危險性評價是在查明各種致災(zāi)作用的性質(zhì)、規(guī)模和承災(zāi)對象社會經(jīng)濟屬性的基礎(chǔ)上［4］，從致災(zāi)體穩(wěn)定性和致災(zāi)體與承災(zāi)對象遭遇的概率方面進行分析，對其潛在的危險性進行客觀評價。參照《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求》(試行)中的相關(guān)規(guī)定，本研究評價方法是依據(jù)致災(zāi)體穩(wěn)定性、地質(zhì)災(zāi)害損失對地質(zhì)災(zāi)害危險性進行分級，評價指標(biāo)見表1。

表1 地質(zhì)災(zāi)害危險性評價指標(biāo)

3.2 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評價

根據(jù)野外地質(zhì)災(zāi)害綜合調(diào)查，礦區(qū)通峪溝附近有1處地面塌陷，塌陷坑邊緣發(fā)育有小型崩塌，另外大南溝西側(cè)山坡也發(fā)育有小型殘坡積物崩塌。地面塌陷位于通峪溝北段西側(cè)山坡上，平面形態(tài)為扁橢圓狀，長約50 m、寬約20 m、深10～20 m，是通峪溝礦段近地表中段的采空區(qū)在重力、降水等作用下發(fā)生坍塌引起的。該地面塌陷僅對山坡及其上植被造成小范圍的破壞，不會造成人員和其他財產(chǎn)損失。塌陷坑邊緣發(fā)育有小型土質(zhì)、巖質(zhì)崩塌各1處，其中土質(zhì)崩塌發(fā)育在塌陷坑的西北角，崩塌體呈舌狀，長15 m、寬5 m、厚1.5 m，是由塌陷坑壁上部的殘坡積黃土發(fā)生坍塌引起的;巖質(zhì)崩塌發(fā)育在塌陷坑西側(cè)坑壁中部，巖塊散落在坑底，大小多為0.05～0.50 m3，最大達3 m3。崩塌的形成原因是采空區(qū)塌陷坑坑壁較陡，坑壁之上的巖體及上覆的殘坡積黃土疏松破壞，在重力、降水等作用下容易發(fā)生失穩(wěn)。綜上，現(xiàn)狀條件下礦區(qū)僅存在崩塌和地面塌陷災(zāi)害，且災(zāi)害規(guī)模較小，僅對山坡造成小規(guī)模破壞，不會造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此目前礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性較小。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評價

3.3.1 礦山建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性

(1)引發(fā)地面塌陷、地裂縫災(zāi)害的可能性。礦區(qū)金礦體賦存在構(gòu)造蝕變帶中，傾角較大。根據(jù)礦山開發(fā)利用方案，礦區(qū)擬主要采用地下開采方式。隨著礦體的不斷開采，礦區(qū)通峪溝和小南溝兩礦段地下采空區(qū)的范圍不斷擴大，最終將形成水平面積8萬m2(通峪溝礦段)和20萬m2(小南溝礦段)的采空區(qū)。采空區(qū)面積巨大，在重力、降水等誘因作用下容易發(fā)生坍塌，形成地面塌陷、地裂縫等，因此該礦山建設(shè)有引發(fā)地面塌陷、地裂縫的可能性。

(2)引發(fā)崩塌災(zāi)害的可能性。礦區(qū)小南溝礦段出露在地表的礦體擬進行露天開采，形成小規(guī)模的露天采場，采場長約100 m、寬約40 m，呈橢圓形，四周形成坡度60°～80°、高度10～70 m的人工斜坡。這些斜坡坡度較陡，所采礦體賦存在斷裂破碎帶中，巖礦石疏松破碎，加之采礦時采用炸藥爆破，致使斜坡之上的礦(巖)塊體容易在重力、降水等誘因作用下發(fā)生失穩(wěn)，形成崩塌災(zāi)害，因此該礦山建設(shè)有引發(fā)崩塌災(zāi)害的可能性。

(3)引發(fā)泥石流災(zāi)害的可能性。目前礦區(qū)內(nèi)的大小南溝、通峪溝中已堆放有大量的廢石和低品位礦石，隨著金礦改擴建后的進一步開發(fā)，采礦廢棄物數(shù)量還會繼續(xù)增加，導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)松散物源大量增加。此外，根據(jù)氣象資料，尤其是在汛期降雨量大且集中，充足的水源加上數(shù)量巨大的松散物源，使礦區(qū)具備了發(fā)生泥石流災(zāi)害的環(huán)境條件，因此礦山建設(shè)有誘發(fā)泥石流災(zāi)害的可能性。另外，礦區(qū)若發(fā)生泥石流災(zāi)害，將阻塞伊河河道，并可能造成伊河氰化物污染，甚至污染下游的陸渾水庫，對伊河水環(huán)境將產(chǎn)生較大影響。

3.3.2 礦山建設(shè)遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性

(1)遭受地面塌陷、地裂縫災(zāi)害。礦區(qū)主要采用地下開采方式，隨著采空區(qū)面積不斷擴大，在重力、降水等誘因作用下容易發(fā)生地面塌陷和地裂縫災(zāi)害，威脅礦山安全，因此礦山建設(shè)本身有遭受地面塌陷、地裂縫災(zāi)害的可能性。由于這類災(zāi)害僅對礦區(qū)山坡造成輕微破壞，不會造成人員傷亡和其他財產(chǎn)損失，故其危險性較小。

(2)遭受崩塌災(zāi)害。由于小南溝露天采場周圍邊坡陡立、礦(巖)石疏松破碎，加之礦山建設(shè)時采用炸藥爆破，礦(巖)石在重力作用下易發(fā)生失穩(wěn)，由斜坡上翻滾至采場內(nèi)，進而直接威脅采礦人員和設(shè)備安全，可能造成較大的經(jīng)濟損失，因此礦山建設(shè)本身遭受此類崩塌災(zāi)害的危險性為中級。

(3)遭受泥石流災(zāi)害。通峪溝礦區(qū)內(nèi)有大量低品位金礦石，占據(jù)了溝谷的大部分地段，束窄了水流通道，嚴(yán)重阻礙洪水下泄;小南溝礦區(qū)情況也基本相同，大量低品位礦石將溝口完全堵住，僅在溝谷的一側(cè)修建了斷面尺寸1.5 m×1.8 m的導(dǎo)水暗洞，遠遠不能滿足洪水下泄的要求;前期金礦工程使用的尾礦庫位于礦區(qū)大南溝溝口，尾礦壩為碎石壩，高約40 m、長約50 m，全由疏松碎石堆成，穩(wěn)固性較差，溝內(nèi)的洪水僅由斷面約1.5 m×1.8 m的人工暗道下泄，遠遠不能滿足下泄要求。因此，未來在小南溝金礦區(qū)采礦期間，隨著生產(chǎn)的持續(xù)，廢石、低品位礦石、尾礦砂堆積將導(dǎo)致固體廢棄物增加，使庫區(qū)具備了暴發(fā)泥石流的物質(zhì)條件。根據(jù)中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求實施細則》，判斷礦山建設(shè)有遭受泥石流災(zāi)害的可能性，其危險性為中級。

3.4 綜合評價

綜上所述，現(xiàn)狀條件下礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性較小，但礦山建設(shè)有引發(fā)地面塌陷、地裂縫、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的可能性，礦山建設(shè)本身也有遭受地面塌陷、地裂縫、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的危險性，其中崩塌、泥石流災(zāi)害危險性為中級，地面塌陷、地裂縫災(zāi)害危險性較小，地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評價結(jié)果見表2。

表2 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評價結(jié)果

4 防治措施與建議

4.1 防治措施

(1)為防止露天采場邊坡發(fā)生崩塌，礦山生產(chǎn)中應(yīng)對露天采場邊坡上的松動巖(礦)石進行及時清理，同時在采場邊坡修建安全平臺并采取必要的防護措施，以保證采礦人員和設(shè)備的安全。

(2)為防止泥石流發(fā)生，應(yīng)停止在礦區(qū)溝谷中堆放低品位礦石，同時修建新的洪水下泄通道，增加洪水下泄能力。另外，尾礦庫的尾礦壩要按有關(guān)規(guī)范要求設(shè)計、施工、加固，必要時異地新建尾礦庫，以保證礦山生產(chǎn)安全。

(3)為防止地面塌陷和地裂縫災(zāi)害對礦山造成損失，應(yīng)將礦山工作人員住處和礦山設(shè)備遠離地面塌陷區(qū)安置。

4.2 防治建議

(1)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估的有關(guān)規(guī)定，礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估不能替代礦山建設(shè)階段的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察及相關(guān)評價工作，建議在礦山建設(shè)前進行相關(guān)的礦山水文、工程地質(zhì)評價工作，以保證項目建設(shè)的安全。

(2)在施工過程中，應(yīng)加強與地質(zhì)災(zāi)害危險性評估單位的聯(lián)系，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并研究解決。

(3)在礦山設(shè)置專門的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測小組，及時監(jiān)測礦區(qū)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，特別是在汛期應(yīng)重點加強對泥石流的監(jiān)測預(yù)報，發(fā)現(xiàn)異常情況及時向有關(guān)部門報告，以便及時采取防治措施。

［1］盧業(yè)授.我國加入WTO礦業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與對策［J］.中國礦業(yè)，2002，11(6):20 －22.

［2］李庶林.論我國金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害與防治對策［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治，2002，13(4):46 －50，54.

［3］王躍林，歐陽偉平.攸縣礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題調(diào)查與思考［J］.中國水土保持，2007(8):59 －60.

［4］段淑懷.淺論石質(zhì)山區(qū)河(溝)道的生態(tài)保護［J］.中國水土保持，2007(9):33－34.

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1000－0941(2012)10－0036－03

蔡慧慧(1968—)，女，河南永城市人，高級工程師，學(xué)士，主要從事環(huán)境保護方面的工作。

2012－07－05

(責(zé)任編輯 李楊楊)