商洛市金礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理方案研究

王鵬　郝起禮　朱坤

[摘 要]以商洛市商州區(qū)金礦為研究對象，通過資料收集、分析及野外調(diào)查，查明商洛市商州區(qū)金礦礦區(qū)及附近的地質(zhì)環(huán)境條件和地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，對商洛市商州區(qū)金礦的地質(zhì)環(huán)境影響進行現(xiàn)狀評估、預(yù)測評估，在此基礎(chǔ)上進行商洛市商州區(qū)金礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理分區(qū)，并提出治理措施和建議。

[關(guān)鍵詞]礦山；地質(zhì)環(huán)境；恢復(fù)治理

[中圖分類號]TD167 [文獻標識碼]A

我國是礦產(chǎn)資源比較豐富的國家，礦產(chǎn)資源的開發(fā)，為社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了重要貢獻，但傳統(tǒng)高消耗、高排放、低效率的粗放型發(fā)展方式，造成礦區(qū)采空區(qū)塌陷、地下水疏干、地形地貌景觀破壞和土地資源污染等問題，礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理迫在眉睫。商洛市商州區(qū)金礦于2008年開始生產(chǎn)，截至目前礦山礦石存量已基本消耗殆盡。礦山的開采為當?shù)亟?jīng)濟社會的發(fā)展做出了貢獻，同時由于粗放式的開采方式，只開發(fā)不治理，造成礦區(qū)周邊滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，威脅周邊居民的生命財產(chǎn)安全。為了恢復(fù)當?shù)氐匦蔚孛簿坝^和土地資源，保護居民生命和財產(chǎn)安全，對本礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境影響進行現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估，在此基礎(chǔ)上進行商洛市商州區(qū)金礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理分區(qū)，并提出治理措施和建議。

1 礦區(qū)概況

商洛市商州區(qū)金礦位于陜西省商洛市商州區(qū)孝義鎮(zhèn)，礦區(qū)地理坐標：東經(jīng)110°07′54.2″～110°09′23.5″，北緯33°40′46″～33°41′28.2″。礦山設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為2×104t/a，礦山工程包括：開采區(qū)、選廠、辦公生活區(qū)、尾礦庫和礦山道路等。礦區(qū)面積約0.58km2。開采礦體為Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號，其中Ⅰ號礦體為主礦體，平均厚度0.81m，采用淺孔留礦法開采；Ⅱ號和Ⅲ號礦體平均厚度0.4-0.48m，采用削壁充填法開采。

2 評估范圍與級別

2.1 評估范圍

根據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范》（DZ/T0223-2011）（以下均簡稱《編制規(guī)范》）的有關(guān)要求，采礦區(qū)西北側(cè)以頭道岔溝腦為界，西至戴溝溝口，南至苦水溝北側(cè)山梁，東側(cè)至白娃娃溝右側(cè)山梁頂部，確定本礦山地質(zhì)環(huán)境評估區(qū)總面積0.76km2。

2.2 評估級別

礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模為小型，評估區(qū)重要程度為較重要區(qū)，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度屬中等。根據(jù)《編制規(guī)范》附錄D的要求，確定礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模為小型礦山。

3 現(xiàn)狀評估

3.1 地質(zhì)災(zāi)害

評估區(qū)共發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害有泥石流隱患3處、滑坡1處。除此之外評估區(qū)未發(fā)現(xiàn)崩塌、地裂縫和地面塌陷災(zāi)害。

3.1.1 泥石流地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估。礦山現(xiàn)有泥石流隱患3處，分別位于戴溝、二道岔和三道岔。戴溝為年河支溝，溝長約680m，坡降320‰，匯水面積0.2km2，溝內(nèi)地形較陡，表層巖石破碎，風(fēng)化強烈，地表第四系殘坡積層厚度約1～2m，由于采礦形成的棄渣Z1、Z2、Z3、Z4堆放在溝道內(nèi)（見圖1～4）。考慮戴溝溝道內(nèi)現(xiàn)有一處堆積層滑坡H1，易受降雨影響發(fā)生滑塌，構(gòu)成泥石流物源。綜上所述，戴溝溝道內(nèi)泥石流物源方量總計2.38×104m3，穩(wěn)定性整體呈較差-基本穩(wěn)定狀。二道岔為桐樹溝支溝，溝長約820m，坡降220‰，匯水面積0.3km2，溝內(nèi)地形較陡，表層巖石破碎，風(fēng)化強烈，地表第四系殘坡積層厚約0.5～1m，由于采礦形成的棄渣Z5、Z6堆放在二道岔溝道內(nèi)（見圖5、6），考慮二道岔溝道兩側(cè)表層局部殘坡積層，易受降雨影響發(fā)生滑塌，構(gòu)成泥石流物源，估算方量約有2000m3。綜上所述，二道岔溝道內(nèi)泥石流物源方量總計0.31×104m3，穩(wěn)定性整體呈較差-基本穩(wěn)定狀。三道岔為桐樹溝上游支溝，溝長約920m，坡降180‰，匯水面積0.3km2，溝內(nèi)地形較陡，表層巖石破碎，風(fēng)化強烈，地表第四系殘坡積層厚約0.2～0.5m，采礦形成的棄渣Z7、Z8堆放在三道岔溝道內(nèi)（見圖7、8），形成泥石流物源，尾礦渣Z9堆放在三道岔溝道內(nèi)（見圖9），方量約4428m3。考慮三道岔溝道兩側(cè)表層局部殘坡積層，易受降雨影響發(fā)生滑塌，構(gòu)成泥石流物源，估算方量約有1800m3。綜上所述，三道岔溝道內(nèi)泥石流物源方量總計1.82×104m3，穩(wěn)定性整體呈較差-基本穩(wěn)定狀（各泥石流平面隱患示意圖見圖10～12）。

3.1.2 滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估。戴溝滑坡H1位于戴溝溝道內(nèi)距溝口約240m，長30m，寬80m，厚度2m，體積約為4800m3，滑體坡度35°，滑向145°，屬小型堆積層滑坡。目前該滑坡穩(wěn)定性差，主要威脅礦山工作人員、礦山道路的安全，危害程度中等，危險性中等（見圖13、14）。

3.2 含水層

礦區(qū)地下水主要為第四系孔隙水、基巖裂隙水。主要接受大氣降雨補給，補給條件差，與周邊區(qū)域含水層無聯(lián)系；礦床開采對礦區(qū)含水層結(jié)構(gòu)影響和破壞程度較輕；區(qū)內(nèi)地形利于自然排水，主要開采礦體位于當?shù)厍治g基準面以上（侵蝕基準面為860m），與地表水系無直接聯(lián)系，礦山開采對地下水和礦區(qū)地表徑流的影響和破壞程度較輕。

3.3 地形地貌景觀

評估區(qū)位于商洛市商州區(qū)孝義鎮(zhèn)甘河村一帶，周邊無需要保護的地質(zhì)遺跡、人文景觀、自然保護區(qū)及旅游景點分布；礦體頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)定性好，采礦硐室穩(wěn)定，未形成地面變形，對地形地貌景觀影響輕。采礦形成的棄渣沿溝堆放，破壞地貌景觀面積約2.5hm2。對礦山地質(zhì)環(huán)境影響和破壞程度較嚴重。

3.4 土地資源

本礦山地面建設(shè)工程分布較為零散，現(xiàn)狀評估擬根據(jù)礦山不同工程分區(qū)，按照集中連片分布特征進行評估。主要包括戴溝廢石堆場、二道岔廢石堆場、三道岔廢石堆場、開采區(qū)和礦山道路，以上工程共占用破壞灌木林地5.03hm2，故評估區(qū)采礦活動對土地資源破壞嚴重。

4 預(yù)測評估

4.1 地質(zhì)災(zāi)害

（1）礦山建設(shè)或生產(chǎn)活動可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

礦山開采工程包括采礦工程、主平硐、風(fēng)井和坑口設(shè)施。這些工程中戴溝采礦平硐PX-21、PX-27，礦山職工臨時工棚及其坑口設(shè)施均處于戴溝滑坡（H1）和泥石流隱患（N1）的受危區(qū)內(nèi)，礦山建設(shè)或生產(chǎn)活動可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險性中等；二道岔礦山職工臨時工棚及其坑口設(shè)施均處于二道岔泥石流隱患（N2）的受危區(qū)內(nèi)，礦山建設(shè)或生產(chǎn)活動可能遭受地質(zhì)災(zāi)害危險性中等；三道岔礦山職工臨時工棚及其坑口設(shè)施均處于三道岔泥石流隱患（N3）的受危區(qū)內(nèi)，易遭受泥石流、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的威脅，危險性中等。

（2）采礦活動引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害的危險性預(yù)測評估

開采區(qū)工程包括采礦工程、主平硐、階段平硐和布置在主平硐附近的附屬辦公設(shè)施，如空壓機房、變電所、機修車間等。1010m主平硐硐口：位于戴溝口東北側(cè)，目前由于礦山處于停采階段，硐口暫封。由于該平硐洞口為已建工程，因此不會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。預(yù)測評估認為主平硐及坑口設(shè)施引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，危險性小。礦區(qū)Ⅰ號、Ⅱ號和Ⅲ號礦體主要由石英脈組成，頂?shù)装鍑鷰r均為石英片巖、二云石英片巖。巖石抗壓強度28.90-88.40MPa，平均53.16MPa，抗剪強度26.5-43.3MPa，平均33.2MPa。巖石硬度系數(shù)f值為8-10，巖石f≥10。礦圍巖均屬較穩(wěn)固至穩(wěn)固。商州區(qū)金礦Ⅰ號礦體采用淺孔留礦法為主，Ⅱ、Ⅲ號礦體采用削壁充填法，可有效防止采空區(qū)地面陷落，保護開采工程的安全運行。因開采區(qū)無常駐人口，開采區(qū)地面變形不會引起地面塌陷、沉降及地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害，其對地質(zhì)環(huán)境的危害性小、危險程度較輕。綜上，預(yù)測認為采礦引發(fā)地面塌陷和地面裂縫的危險性小。

4.2 含水層

本礦區(qū)屬于低山區(qū)，礦床水文地質(zhì)條件為簡單的裂隙充水礦床，區(qū)域范圍含水層主要為基巖裂隙含水層，含水層富水性弱，以靜貯量為主，接受大氣降水補給，礦坑進水邊界條件簡單，補給條件差。商洛市商州區(qū)金礦其資源至今已基本消耗殆盡，礦山后期開采工程主要用于采礦邊角的回收利用，后期采空區(qū)空間增加較小，采礦活動對地下水含水層的擾動較小，預(yù)測采礦活動對礦區(qū)含水層影響仍維持原有狀態(tài)，即礦區(qū)開采活動對含水層影響和破壞程度較輕。采礦活動不會影響礦區(qū)生產(chǎn)生活供水。綜上分析，預(yù)測評估區(qū)采礦活動對含水層影響程度較輕。

4.3 地形地貌景觀

本礦山工程包括地面工業(yè)場地和地下開采工程兩部分。地面工業(yè)場地：戴溝廢石堆、二道岔廢石堆、三道岔廢石堆，均能夠滿足礦山關(guān)閉前的生產(chǎn)需求，不需增建工程或占地面積，這些工程設(shè)施對地形地貌景觀的影響維持現(xiàn)狀，即礦山廢石場對地形地貌景觀影響及破壞的程度較嚴重。地下工程：包括平硐、風(fēng)井和采礦工程等，地下開采工程不易引發(fā)地面塌陷和裂縫災(zāi)害，危險性小，對地形地貌景觀的影響及破壞程度較輕。

4.4 土地資源

由于商洛市商州區(qū)金礦其資源至今已基本消耗殆盡，根據(jù)剩余儲量及服務(wù)年限估算，年增加廢石量1500m3，開采設(shè)計確定的戴溝廢石堆、二道岔廢石堆、三道岔廢石堆，均能夠滿足礦山關(guān)閉前的生產(chǎn)需求，不需增建工程或占地面積，礦山活動對評估區(qū)土地資源的占用破壞程度總體維持現(xiàn)狀。各礦山工程共占用破壞灌木林地5.03hm2，故評估區(qū)采礦活動對土地資源破壞嚴重。

5 礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理工程

5.1 礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理分區(qū)

按照《編制規(guī)范》的有關(guān)要求，結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件、礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀和預(yù)測評估結(jié)果，將礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理區(qū)0.76km2，劃分為重點防治區(qū)、次重點防治區(qū)、一般防治區(qū)3個級別。其中：重點防治區(qū)（AH）1個，次重點防治區(qū)（BH）2個，一般防治區(qū)（CH）1個。

5.2 礦山地質(zhì)環(huán)境防治工程

現(xiàn)狀泥石流隱患采用攔擋壩、截水溝和固渣措施進行防治；滑坡采用擋土墻和截排水的措施進行防治；在采空區(qū)或后期可能發(fā)生地面塌陷、地裂縫的范圍布設(shè)刺絲圍欄和警示標志，礦山專職監(jiān)測人員要定期巡查采動影響范圍是否有地面塌陷及裂縫的出現(xiàn)，做好巡查記錄、匯總分析和地表變形預(yù)測。

5.3 地形地貌景觀恢復(fù)治理工程

礦區(qū)地面建設(shè)工程對原來的地表形態(tài)、植被造成直接破壞，較長時間占用土地。礦山閉坑后進行綜合治理，對不可利用的建筑物采取拆除、整平覆土和植被恢復(fù)等防治工程。

6 結(jié)語

（1）現(xiàn)狀評估：區(qū)內(nèi)H1滑坡及N1泥石流隱患，屬中度易發(fā)性，威脅溝口村民及房屋的安全，危害程度中等，危險性中等；采礦活動對地形地貌景觀破壞較嚴重，占用或破壞土地資源嚴重，對含水層破壞較輕。N2、N3泥石流隱患，屬輕度易發(fā)性，威脅溝口村民及房屋的安全，危害程度小，危險性??；采礦活動對地形地貌景觀破壞較嚴重，占用或破壞土地資源嚴重，對含水層破壞較輕。

（2）預(yù)測評估：礦業(yè)活動遭受H1、N1泥石流災(zāi)害的危險性中等，遭受N2、N3泥石流災(zāi)害的危險性較輕，引發(fā)采空區(qū)地面塌陷的危險性?。徊傻V活動對地形地貌景觀破壞較嚴重，占用或破壞土地資源嚴重，對含水層結(jié)構(gòu)破壞程度較輕。

（3）按照“在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護”“因地制宜、邊開采邊治理”和“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，明確了礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理的目標和任務(wù)，并部署了具體的治理工作。主要包括攔擋工程、防洪工程、棄渣堆整治工程、閉坑期防治工程及變形監(jiān)測等。

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