礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及恢復(fù)治理探討

叢穎+耿國(guó)建+郭龍龍

摘要：礦山地質(zhì)環(huán)境治理模式是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，在充分收集了礦山自然地理背景、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件等資料，并實(shí)地調(diào)查了礦山現(xiàn)狀條件下的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，研究區(qū)存在的問(wèn)題主要露天開采使土地生態(tài)破壞嚴(yán)重、邊坡滑坡災(zāi)害、地下開采引起的地面塌陷對(duì)人居安全影響，含水層的一定破壞，從而得知該研究區(qū)的礦山環(huán)境保護(hù)意識(shí)較為薄弱。據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀分析，在充分考慮礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題對(duì)人居環(huán)境、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展前提下，應(yīng)用礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)分區(qū)治理的方法，清除露天采場(chǎng)邊坡危巖，對(duì)崩塌采取清理邊坡浮石治理措施，對(duì)不穩(wěn)定邊坡削坡出臺(tái)，覆土綠化。通過(guò)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理工作，可以大大降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，可避免較大的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵字：礦山地質(zhì)環(huán)境；礦山恢復(fù)治理；地質(zhì)災(zāi)害

人口、資源、環(huán)境是當(dāng)今世界面臨的三大主題。資源與環(huán)境是影響人類生存與社會(huì)發(fā)展的兩大因素（萬(wàn)國(guó)江，1988）。礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的復(fù)雜性和多樣性主要受區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件、開發(fā)利用方式、開發(fā)利用礦種以及環(huán)境保護(hù)法規(guī)政策的影響和控制（徐友寧，2011）。2007 年10月，遷安市對(duì)700多個(gè)采坑、排土場(chǎng)、尾礦庫(kù)進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查面積達(dá)14000多畝，在此基礎(chǔ)上編制了《遷安市礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理規(guī)劃》，確定了遷安市礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理工作目標(biāo)， 此規(guī)劃的制定為科學(xué)合理地謀劃遷安市的礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理工作提供了科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)（田英輝，2010）。在進(jìn)行地下礦產(chǎn)資源開采時(shí)，厚度開采交大，砂泥巖是上覆頂板的主要成分，因此較為頻繁的發(fā)生地面塌陷并形成一定的危害，導(dǎo)致塌陷區(qū)地表建筑物發(fā)生不同程度裂痕，耕地也會(huì)隨之毀壞，引發(fā)一定的社會(huì)矛盾（徐友寧，2006）。塌陷區(qū)鏈生煤層之上的含水層結(jié)構(gòu)破壞、改變了地下水補(bǔ)給、徑流、排泄方向、導(dǎo)致含水層及地表水漏失等，影響礦區(qū)人畜飲水困難（徐友寧，2008）。在地下水位淺埋區(qū)、地下水位下降、地表水漏失還可導(dǎo)致植被枯萎或生態(tài)環(huán)境退化（徐友寧，2007）。

1礦區(qū)基本情況

大石河鐵礦采區(qū)位于河北省遷安市馬蘭莊鎮(zhèn)境內(nèi)，該礦70年代初建礦，占地2684畝，擁有礦石儲(chǔ)量1.2億噸，這之中大部分占地以林地、山地為主、采礦改變了地質(zhì)地貌（閆碩碩，2013）。礦區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)型氣候，多年平均降雨量606.4mm。孟家溝礦區(qū)屬燕山山脈南麓低山丘陵區(qū)，海拔高度在100～550m之間，西側(cè)為長(zhǎng)城系石英砂巖構(gòu)成的陡峭山脊，東部為太古界片麻巖系山丘，主要由長(zhǎng)城系石英巖和太古界片麻巖系構(gòu)成。礦山現(xiàn)狀條件下的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，主要調(diào)查內(nèi)容包括礦山基本情況，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況及危害程度，地下水含水層影響和破壞情況等。大石河鐵礦自1959 年建礦以來(lái)， 處理礦石能力由最初的400萬(wàn)噸增加到960萬(wàn)噸。隨著選礦生產(chǎn)能力的增加和長(zhǎng)期連續(xù)開采，礦石資源不足的問(wèn)題日益顯露，采區(qū)的礦石開采能力和地質(zhì)環(huán)境逐年下降（劉承軍，2000）。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及其危害

崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要存在于南部露天采場(chǎng)邊坡。據(jù)調(diào)查露天采場(chǎng)北部和東南部斷裂構(gòu)造發(fā)育，邊坡上部風(fēng)化帶節(jié)理較發(fā)育，但未發(fā)生過(guò)大規(guī)模崩塌地質(zhì)災(zāi)害，邊坡時(shí)有零星掉快現(xiàn)象，規(guī)模在1～2m3以內(nèi)，在礦山爆破震動(dòng)頻繁及雨季發(fā)生頻率較高，對(duì)礦山生產(chǎn)構(gòu)成威脅。不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害主要存在于排土場(chǎng)邊坡。堆積物為采場(chǎng)表土、廢渣，堆積較松散，西排土場(chǎng)北側(cè)坡腳存在人為開挖現(xiàn)象，在雨季引起廢石土下沉，形成了地裂縫，裂縫較淺、較細(xì)小，但數(shù)量多，易形成不穩(wěn)定邊坡。

2.1 崩塌

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，目前該露天采場(chǎng)長(zhǎng)約997m，寬約602m，采場(chǎng)頂部最高處標(biāo)高354m，采場(chǎng)底部最低處標(biāo)高120m，最大采高約234m。露天采場(chǎng)北部和東南部?jī)蓚?cè)巖石較為破碎，結(jié)構(gòu)松散，為構(gòu)造薄弱地帶，易導(dǎo)致巖體移動(dòng)崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要存在于南部露天采場(chǎng)邊坡。預(yù)測(cè)評(píng)估礦山采場(chǎng)北部及東部邊坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大。在礦山開采過(guò)程中，邊坡受采礦震動(dòng)和雨季降雨影響，風(fēng)化帶巖石破碎，都會(huì)促使崩塌產(chǎn)生，預(yù)測(cè)評(píng)估礦山采場(chǎng)西部及南部邊坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。

2.2 不穩(wěn)定邊坡

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，西排土場(chǎng)最高堆積標(biāo)高為436.8m，最低堆積標(biāo)高201.7m，最大堆積高度235.1m，邊坡無(wú)臺(tái)階；排土場(chǎng)最大邊坡角38°，最小邊坡角28.6°，平均邊坡角33.15°，堆積物為采場(chǎng)表土、廢渣，堆積較松散，易形成不穩(wěn)定邊坡，潛在不穩(wěn)定邊坡體長(zhǎng)355m，寬102m，高約50m，體積51.56萬(wàn)m3，對(duì)下游新水村尾礦庫(kù)的安全造成了威脅?，F(xiàn)狀評(píng)估西排土場(chǎng)北側(cè)邊坡不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等，其它地段未發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定邊坡、地裂縫等邊坡不穩(wěn)跡象，現(xiàn)狀評(píng)估西排土場(chǎng)其它區(qū)域不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小。不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害主要存在于排土場(chǎng)邊坡，預(yù)測(cè)評(píng)估西排土場(chǎng)不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大，莊戶溝排土場(chǎng)不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。

2.3 含水層破壞程

評(píng)估區(qū)位于山頂?shù)貛В瑹o(wú)常年地表水體，礦山采場(chǎng)遠(yuǎn)離河流和水源地，該區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面在90m左右。礦山礦區(qū)巖層的含水性分為第四系松散巖類孔隙水、基巖風(fēng)化裂隙水、構(gòu)造裂隙水?，F(xiàn)狀最低采礦標(biāo)高在120m左右，高于最低侵蝕基準(zhǔn)面30m。由于采礦區(qū)域地勢(shì)較高，片麻巖弱透水不含水，礦山開采雖破壞了原有第四系松散巖類孔隙水、基巖風(fēng)化裂隙水及部分構(gòu)造裂隙水的含水層結(jié)構(gòu)及導(dǎo)水通道，但未造成區(qū)域地下水水位總體下降。大氣降水是礦區(qū)地下水主要補(bǔ)給來(lái)源，構(gòu)造裂隙帶僅在雨季排泄孔隙潛水及承壓水。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)狀條件下南部露天采場(chǎng)破壞的含水層位最大影響范圍在采場(chǎng)境界線外160m左右，面積1.2684km2。雨季最大涌水量不超3000m3/d，其它季節(jié)露天采場(chǎng)涌水量較小，基本不用機(jī)械排水。由于附近村莊地勢(shì)較露天采場(chǎng)低，在雨季采場(chǎng)正常生產(chǎn)排水時(shí)對(duì)附近居民飲用水井水位未造成影響。礦山礦業(yè)活動(dòng)對(duì)露天采場(chǎng)含水層有一定程度的破壞，破壞的含水層位最大影響范圍內(nèi)無(wú)村莊和耕地。礦山地下水補(bǔ)給的主要類型為大氣降水，在雨季時(shí)露天采場(chǎng)有少量積水，其它季節(jié)露天采場(chǎng)基本不用機(jī)械排水，所以礦山對(duì)露天采場(chǎng)含水層破壞進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不需要針對(duì)含水層破壞安排治理工程。

3治理對(duì)策和建議

礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的產(chǎn)物，重開發(fā)輕保護(hù)已經(jīng)形成了一種慣性，導(dǎo)致我國(guó)38處資源枯竭型城市均遺留了礦山地質(zhì)的環(huán)境問(wèn)題。礦山地質(zhì)環(huán)境治理是一種不得已的后治理補(bǔ)課式的工程（徐友寧，2015）。通常情況下， 存在一定高差的山地丘陵區(qū)， 相對(duì)容易發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流的地質(zhì)災(zāi)害， 而礦產(chǎn)資源開采的廢石棄渣堆積現(xiàn)象比較常見， 在缺乏有效攔渣護(hù)擋措施的情況下， 易在礦震、地面塌陷及暴雨作用下失穩(wěn)滑塌、地下采空造成山體開裂等， 加劇了山地地質(zhì)環(huán)境區(qū)崩塌、滑坡、泥石流以及水土流失（徐友寧，2011）。

3.1礦區(qū)治理分區(qū)原則及治理方案

礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理分區(qū)原則：根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀分析，在充分考慮礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題對(duì)人居環(huán)境、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展前提下，進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理分區(qū)。

依據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理分區(qū)原則，將首鋼大石河鐵礦孟家溝采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理區(qū)域劃分為重點(diǎn)防治區(qū)（A）、和一般防治區(qū)（B）；根據(jù)各區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境類型的差異，重點(diǎn)防治區(qū)分為露天采場(chǎng)防治亞區(qū)（A1）、西排土場(chǎng)防治亞區(qū)（A2）及莊戶溝排土場(chǎng)防治亞區(qū)（A3）。

露天采場(chǎng)防治亞區(qū)（A1）的面積0.6901 km2主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是 邊坡存在崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患，對(duì)地形地貌景觀和土地資源占用嚴(yán)重，采取的措施清除邊坡浮石，主要針對(duì)礦山采場(chǎng)邊坡及礦區(qū)范圍內(nèi)山坡上的危巖進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)崩塌隱患時(shí)及時(shí)采取錨固、擴(kuò)幫等措施治理，確保生產(chǎn)安全。

西排土場(chǎng)防治亞區(qū)（A2）的面積0.6768 km2，主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題存在不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患，對(duì)地形地貌景觀破壞和土地資源占用嚴(yán)重，采取的措施削坡出臺(tái)，覆土綠化，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。西排土場(chǎng)在礦山生產(chǎn)半年后將達(dá)到礦山對(duì)其規(guī)劃的排放容積，治理期對(duì)西排土場(chǎng)進(jìn)行削坡、修建排水系統(tǒng)、覆土綠化治理。在露天采場(chǎng)與排土場(chǎng)之間清理出安全平臺(tái)，平臺(tái)寬度不小于30m，安全平臺(tái)以上及排土場(chǎng)南北兩側(cè)邊坡以33.15°的坡度向上削坡，標(biāo)高每增加30m開挖5m寬?cǎi)R道，馬道平臺(tái)內(nèi)傾3°～5°，排土場(chǎng)頂面及馬道平臺(tái)外側(cè)修建擋水埂，擋水埂規(guī)格不小于頂寬0.5m，底寬1.0m，高0.5m。礦山可以利用現(xiàn)有運(yùn)輸?shù)缆纷鳛榕_(tái)階，利用車檔作為擋水埂。

莊戶溝排土場(chǎng)防治亞區(qū)（A3）的面積0.4372 km2，在南部采場(chǎng)露天開采結(jié)束后基本達(dá)到礦山對(duì)其規(guī)劃的排放容積，如果在北部露天采場(chǎng)開采時(shí)停止使用，則將對(duì)其進(jìn)行削坡、修建排水系統(tǒng)、覆土綠化處理。沿道路兩側(cè)設(shè)置1.0m寬路肩，路肩栽植火炬樹，車擋栽植紫穗槐，并在道路內(nèi)側(cè)修建排水渠。綠化所需要的土壤使用的礦山干選時(shí)的廢渣細(xì)料，加強(qiáng)后期管理，提高樹苗成活率。

3.2 節(jié)約資源，促進(jìn)轉(zhuǎn)型

遷安市的鐵礦礦產(chǎn)資源分布的范圍較為廣泛，開采鐵礦資源的采業(yè)主數(shù)量較多，忽視了資源相對(duì)集中的為題。為了改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和節(jié)約自然礦產(chǎn)資源， 應(yīng)該做到的是更大程度、更大力度的整合鐵礦資源，并且加強(qiáng)促進(jìn)對(duì)鋼鐵企業(yè)從粗放型逐一過(guò)度為集約型、由單一化逐一過(guò)度為多元化，最終做到鐵礦的深加工。除此之外的另一方面，大力進(jìn)行資源整合和轉(zhuǎn)型可降低對(duì)鐵礦資源的開采速度，與當(dāng)?shù)氐牡V山恢復(fù)治理步伐相一致，更直觀的解決治理跟不上的問(wèn)題（鄭連合，2010）。

3.3 控制審批，加強(qiáng)監(jiān)督

新礦山企業(yè)的出現(xiàn)，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)當(dāng)做好開采方案的評(píng)審與審批工作事項(xiàng)，對(duì)于已經(jīng)開始進(jìn)行礦產(chǎn)生產(chǎn)與開采的企業(yè)加強(qiáng)督促，結(jié)果相應(yīng)的法律法規(guī)對(duì)礦山企業(yè)的恢復(fù)治理方案進(jìn)行補(bǔ)充并且將強(qiáng)實(shí)施（鄭連合，2010）。不能缺少評(píng)審與論證的認(rèn)真態(tài)度，最大力度做到嚴(yán)格控制方案審批。保證當(dāng)?shù)氐V山環(huán)境的整體恢復(fù)效果得到的優(yōu)化。

結(jié)論：礦山地質(zhì)環(huán)境所存在的問(wèn)題是人類開采過(guò)程中造成，可以進(jìn)行預(yù)測(cè)防制同步恢復(fù)進(jìn)行。在企業(yè)開采期限內(nèi)當(dāng)?shù)氐墓芾聿块T通過(guò)依法加強(qiáng)監(jiān)管礦山地質(zhì)環(huán)境， 大力規(guī)范礦業(yè)的開采活動(dòng)， 做到礦山企業(yè)在開發(fā)前可以針對(duì)性進(jìn)行預(yù)防措施， 在開發(fā)的實(shí)際過(guò)程中可以做到開發(fā)與治理的同期進(jìn)行， 相輔相成。加強(qiáng)法制建設(shè)，增強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)。除此之外我們可以制定礦山的保護(hù)規(guī)劃，明確合理開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，盡量可以從源頭上控制新的礦山環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)破壞。礦山開采后及時(shí)恢復(fù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境并且結(jié)合擬定的恢復(fù)方案盡早的， 就可達(dá)到減少、減輕礦產(chǎn)資源開發(fā)活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響與破壞。

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