吉林永吉縣大黑山鉬礦區礦山地質環境保護與治理

王慧芬

(北京市地質研究所,北京 100120)

經濟的快速發展加快了對礦物的需求與消耗,為我國礦產開采帶來發展機會.但是近年來礦山周邊環境惡化,影響人們正常生產、生活等活動.隨著經濟發展,人們對礦產的需求日益增加.建設標準化礦山,重視環境、安全、提高經濟效益.

1 礦山地質環境問題

大黑山鉬礦區位于吉林省永吉縣境內.礦區主要為構造剝蝕低山丘陵-侵蝕堆積山間谷地地貌,海拔330～680m.礦區出露地層自老至新有前震旦系變質巖(Psn)、石炭系(C)-二迭系(P)沉積變質巖、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、采礦工業區、選礦工業區、行政生活區、炸藥庫、礦區道路、高位水池、回水池、供水設施等部分組成.礦區及其周邊影響區域總面積約10.25km2.

礦區地質環境問題主要有:地貌景觀以及土地資源破壞等地質災害.

1.1 地質災害影響狀況

隨著采礦生產規模的不斷擴大,常引發崩塌、滑坡和泥石流等地質災害.

(1)崩塌

礦區露天采場常引發崩塌地質災害.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.其節理發育,傾角多數大于50°,局部巖體較破碎,邊坡穩定性較差.

(2)滑坡

滑坡地質災害,主要位于礦區廢石場.廢石場現已堆積大量廢石,因廢石堆積物較松散,堆存的高度逐漸加大,又未設置任何攔擋設施.暴雨等坡腳排水設施不好,常引發滑塌事故.

(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,極端暴雨常引發泥石流地質災害.

1.2 礦山露天開采常需大量疏干地下水

區內地下水類型,主要為第四系孔隙潛水與基巖裂隙潛水含水層.露天采場現開挖深度達45m,需疏干抽排坑內地下水,可能破壞區內含水層.

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,常使原生低山丘陵、山間谷地等發生巨大的變化,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、選礦工業場地以及礦區道路等,壓占、損壞土地面積很大.

2 礦山地質環境影響程度分區

根據礦區地質環境的影響程度,可分為3個區域.

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

環境影響較嚴重區0.96km2.主要包括爆破安全警戒線以內的區域、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束后用作植被恢復,不會破壞土壤結構.

環境影響較輕區6.57km2.主要為各種輸送管道、管線、供電線路等的建設區,其環境影響輕微.

3 礦山地質環境保護與治理

礦山環境地質工作應貫徹以防為主,防治結合,因地制宜,邊開采,邊治理.最大限度地保護和修復礦山環境.

3.1 礦山地質環境保護工程

(1)滑坡預防措施

為了防止礦區廢石場的水土流失,消除廢石下滑災害,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.應布設控制性地下水觀測井,加強地下水的監測;對生產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)重建礦區生態環境

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、工業場地等壓占大量土地.應采治結合,加快治理進度,重建礦區生態環境.

3.2 礦山地質環境治理

(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,期工程規模較大,設計規范,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排水溝系統,根據洪水規模預測設計排水溝數量和規模.

(2)地形地貌景觀和土地資源修復工程

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,邊坡綠化選擇適應性較強的當地灌木類植物.

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束后進行綠化,以減少水土流失.

④ 工業場地和行政生活區等植被綠化.采礦、選礦工業礦場地、行政生活區可種植防護林帶,重建、美化環境.

3.3 礦山地質環境監測工程

建立礦山地質環境監測網,掌握礦山地質環境動態變化,預測礦山環境發展趨勢,為合理開發礦產資源、保護礦山地質環境提供依據.

(1)滑坡地質災害監測

滑坡地質災害監測,主要采用高精度GPS、全站儀(水準儀)、活動式鉆孔測斜儀、人工觀測等方法,監測廢石場邊坡失穩可能發生的地段及規模,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測

監測點布設:地表水監測點5個,主要布置于撮落河河道上、下游、采選礦工業場地生產廢水出水口處,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測;地下水監測點布置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以及行政生活區,監測地下水的水位、水量、水質的動態情況.

監測內容:監測地下水水位、礦坑疏干排水量和水質.

監測頻率:水量監測每月統計1次,水質監測頻率:枯水期、平水期、豐水期各監測1次.

(3)地形地貌、土地資源破壞監測

監測網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、采礦工業場地、選礦工業場地和行政生活區等區域.主要監測破壞土地資源的類型及面積,礦區地形地貌景觀變化,植被破壞與治理恢復狀況等.

監測內容:對礦區內的植被、土壤破壞以及植被恢復情況等進行監測.

監測頻率:每月一次.

4 結論

從我國目前的采礦業發展速度來看,礦山地質環境保護與治理,是一項長期的工作,需要有關部門加強監控與管理,為礦山地質環境保護與治理提供依據,為我國綠色礦業生產打下基礎,促進我國可持續發展路線的有效實施.

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

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