唐山市遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查分析

寧少杰 梁文璐 耿 磊 劉富濱

(河北省地礦局第二地質(zhì)大隊(duì) 唐山 063000)

唐山市是河北省乃至全國(guó)重要的礦業(yè)經(jīng)濟(jì)大市，其中又以遵化市、遷西縣和遷安市為主要礦產(chǎn)開采地。主要開采礦種以煤礦、鐵礦為主，其次為建筑石料礦、熔劑用石灰?guī)r礦、熔劑用白云巖礦、水泥用石灰?guī)r礦、金礦。礦產(chǎn)資源大規(guī)模開發(fā)在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，包括引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害、占用破壞土地資源、影響水土資源環(huán)境及周圍人居環(huán)境、生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定，但目前缺乏全面系統(tǒng)的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。以為當(dāng)?shù)卣块T提供礦山治理和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境依據(jù)為目的，決定開展唐山市遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作。

1 地質(zhì)條件及礦產(chǎn)資源利用情況

遷西縣地勢(shì)由北向南有高—低—高的趨勢(shì)，礦產(chǎn)資源分布與之相匹配。北部山區(qū)中北部以太古宇變質(zhì)巖為主，礦產(chǎn)多以鐵礦為主，而金礦主要分布在北部巖體邊緣和東北部斷裂發(fā)育地段；南部為以碳酸鹽巖為主的丘陵區(qū)，巖性主要為長(zhǎng)城系、薊縣系的砂頁(yè)巖、白云巖，多分布非金屬礦產(chǎn)。如冶金用白云巖、建筑用白云巖(圖1)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前遷西縣礦山以鐵礦、建筑用白云巖礦、金礦為主。工作區(qū)內(nèi)鐵礦占礦山總數(shù)的91.13%；建筑用白云巖礦占礦山總數(shù)的6.19%；金礦占礦山總數(shù)的2.17%；冶金用白云巖礦占礦山總數(shù)的0.31%。

從礦山企業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，大中型企業(yè)的技術(shù)裝備和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)處于領(lǐng)先水平，形成了較為完善的礦山采選技術(shù)支撐體系，但一些小型礦山企業(yè)技術(shù)仍比較落后，資源開發(fā)利用水平有待提高，環(huán)境污染嚴(yán)重。

圖1 遷西縣礦產(chǎn)資源分布特征圖

2 主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

長(zhǎng)期以來(lái)，由于礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)利用，引發(fā)了各種各樣的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。大范圍、高強(qiáng)度的礦業(yè)活動(dòng)，使礦山地質(zhì)環(huán)境的演變愈來(lái)愈烈，引發(fā)的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題也日益突出。由于歷史遺留的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較多，特別是近些年來(lái)開礦熱引起的亂采濫掘和廢渣的無(wú)序堆放，礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理任務(wù)十分艱巨。

2.1 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類型

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的表現(xiàn)形式和影響結(jié)果，將遷西縣的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題歸納為三類：一是礦山地質(zhì)災(zāi)害，二是地形地貌景觀的破壞，三是礦區(qū)土地植被等資源的占用或破壞(表1)。本次對(duì)破壞地質(zhì)環(huán)境的礦山露天采場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地、廢土石堆和尾礦庫(kù)進(jìn)行了調(diào)查(表2)。

表1 遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類型劃分表

表2 遷西縣主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題統(tǒng)計(jì)表

2.2 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題分布特征

(1)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類型的多樣性

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類型眾多，表現(xiàn)形式多樣。礦山建設(shè)的工業(yè)廣場(chǎng)、礦道掘進(jìn)、露天礦表土剝離、廢石堆、尾礦庫(kù)及由于地下采空區(qū)形成的塌陷等改變了礦區(qū)原有的地形地貌，產(chǎn)生土地資源被占?jí)号c破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題；礦區(qū)采掘誘發(fā)地面塌陷、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害；礦山排水造成水、土、大氣環(huán)境污染等。

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的復(fù)雜性

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的主要誘發(fā)因素是采礦活動(dòng)。并與礦產(chǎn)類型、開發(fā)方式密切相關(guān)，而且與礦區(qū)的地質(zhì)背景、氣象、水文和植被等自然因素也有一定關(guān)系。礦種及開發(fā)方式不同，礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題特征明顯不同。地下開采的地面塌陷問(wèn)題突出，露天開采的礦山造成的地貌景觀破壞嚴(yán)重。

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的多因素性和復(fù)發(fā)性

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題往往是采礦、選礦等多種活動(dòng)過(guò)程共同作用的結(jié)果，其誘發(fā)因素眾多。如土地資源的占?jí)号c破壞可以是采礦廢渣、選礦尾礦的占?jí)海€可能是露天開采剝離導(dǎo)致的農(nóng)田損毀，或因滑坡、泥石流、地面塌陷造成的土地功能改變與土地質(zhì)量的下降。另外，某些地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題還具有多次原地復(fù)發(fā)的特點(diǎn)。

(4)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的地域性

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的類型、嚴(yán)重程度與礦山所處的自然地理環(huán)境密切相關(guān)。不同地質(zhì)環(huán)境背景區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題特征不同，如滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在丘陵山區(qū)，地面塌陷主要發(fā)生在山間盆地及平原區(qū)。

(5)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題危害的集中性與嚴(yán)重性

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要發(fā)生在礦山生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及周邊影響范圍之內(nèi)，直接威脅采礦作業(yè)場(chǎng)、工況設(shè)施和周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。礦山環(huán)境問(wèn)題不僅造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失，而且破壞人居生態(tài)環(huán)境。礦山環(huán)境污染危害人體健康的滯后性和累積性更為深遠(yuǎn)，以至于礦山閉坑后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)影響仍會(huì)存在。

(6)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的群發(fā)性與共生性

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題往往不是孤立發(fā)生或存在，具有群發(fā)性和共生性。一種礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的結(jié)果可能是另一種礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的誘發(fā)因素。如礦山廢石堆的排放會(huì)產(chǎn)生土地占?jí)骸h(huán)境污染等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)還可能誘發(fā)渣石堆崩塌、滑坡、礦渣流、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生的主要因素

遷西縣礦產(chǎn)資源主要開采區(qū)分布在西北部山區(qū)及丘陵區(qū)，一些地區(qū)植被稀疏、巖石裸露、水土流失嚴(yán)重。除生態(tài)環(huán)境條件脆弱等自然因素外，導(dǎo)致礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生的主要因素是人為因素。

3.1 礦產(chǎn)資源開采強(qiáng)度大

由于歷史認(rèn)識(shí)的局限性，以往在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中忽視環(huán)境保護(hù)工作，高強(qiáng)度、大規(guī)模的礦業(yè)開發(fā)和無(wú)序群采，加劇了日趨嚴(yán)重的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，造成了大量的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)負(fù)面影響。其中20世紀(jì)80年代，放寬了開礦的準(zhǔn)入條件，礦山數(shù)量大幅增加，群采濫挖加劇了礦山環(huán)境的破壞。雖然經(jīng)過(guò)多次清理、整頓并取締破壞資源、污染環(huán)境的小企業(yè)，但仍存在嚴(yán)重的礦山環(huán)境破壞問(wèn)題。

3.2 礦山環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄

過(guò)分強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益，忽視環(huán)境保護(hù)，是造成礦山環(huán)境惡化的主要原因，采礦權(quán)人片面追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化，重開發(fā)利用，輕資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)；重經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展速度，輕環(huán)境效益和發(fā)展質(zhì)量，盲目違規(guī)生產(chǎn)，不能按照“三同時(shí)”要求開展礦山環(huán)境保護(hù)工作，加劇了礦山環(huán)境的破壞。

3.3 缺乏科學(xué)的礦山建設(shè)規(guī)劃

由于礦山企業(yè)缺乏科學(xué)的礦山建設(shè)規(guī)劃，或不按批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和開采方案執(zhí)行，對(duì)開采引發(fā)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足。采用的開采、廢物處置等技術(shù)落后，不可避免地引發(fā)一系列地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

采用井工開采的礦山，一般不對(duì)采空區(qū)充填，僅對(duì)地表重要建筑、構(gòu)筑物、水體和采礦巷道等部位進(jìn)行局部支撐。未保護(hù)的區(qū)域、或保護(hù)力度不夠區(qū)域造成采空區(qū)地表變形開裂、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，并引發(fā)水資源系統(tǒng)破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

采用露天開采的礦山因?qū)吰滦再|(zhì)認(rèn)識(shí)不足，開采邊坡過(guò)高過(guò)陡，引發(fā)崩塌、滑坡等礦山次生地質(zhì)災(zāi)害。

礦山因?qū)ΦV山場(chǎng)地規(guī)劃不當(dāng)，廢渣不合理堆放引發(fā)泥石流和滑坡發(fā)生。

礦山對(duì)礦山廢水、廢氣、廢渣未采取環(huán)保處理，引發(fā)礦山水土、大氣污染。

3.4 礦山環(huán)境歷史遺留問(wèn)題多

環(huán)境問(wèn)題不僅是技術(shù)問(wèn)題，也是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)實(shí)力決定環(huán)保投入能力。大量礦山環(huán)境問(wèn)題是歷史積累形成的，礦山治理壓力大，歷史上礦山生產(chǎn)沒(méi)有認(rèn)識(shí)到礦山環(huán)境問(wèn)題的嚴(yán)重性，也沒(méi)有在成本中提留治理費(fèi)用，長(zhǎng)期積累了大量礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，所需治理資金巨大。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)

4.1 單個(gè)礦山分析評(píng)價(jià)

針對(duì)單個(gè)礦山，首先確定礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)，再按照不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分出若干評(píng)價(jià)因子，并賦予每一個(gè)評(píng)價(jià)因子一個(gè)權(quán)值，同時(shí)根據(jù)不同評(píng)價(jià)因子的狀況給定權(quán)重；然后，依據(jù)各因子權(quán)值和權(quán)重計(jì)算出各因子的分值；將各評(píng)價(jià)因子的分值相加，得出礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的總分值；最后，將礦山地質(zhì)環(huán)境分值與礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)比較，確定礦山地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量等級(jí)。

其數(shù)學(xué)模型為：

式中：U—礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分值；

Wi—第i個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)值；

Fij—第i個(gè)評(píng)價(jià)因子第j種狀況的權(quán)重。

(1)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)因子的確定

依據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案編制規(guī)范》(DZ/T 0223-2011)和《河北省礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查技術(shù)要求》(2015.4)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)因子(表3)。

表3 礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

(2)評(píng)價(jià)權(quán)值權(quán)重的確定

依據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案編制規(guī)范》(DZ/T 0223-2011)，按照專家打分法給定權(quán)值權(quán)重(表4)。

表4 礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)值權(quán)重確定表

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)

根據(jù)得分，將礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量劃分為三個(gè)等級(jí)(總分100分)，即差(U>70)、較差(50≤U≤70)、較好(U﹤50)(表5)。

表5 礦山地質(zhì)環(huán)境整體質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)前述建立的評(píng)價(jià)體系、評(píng)價(jià)方法，本次對(duì)遷西縣382個(gè)礦山進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為：礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題差的礦山有28個(gè)，占礦山總數(shù)的7.33%；礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較差的礦山有117個(gè)，占礦山總數(shù)的30.63%；礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較好的礦山有237個(gè)，占礦山總數(shù)的60.04%。

4.2 綜合分區(qū)

礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)在依據(jù)各礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題量化評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合區(qū)域定性評(píng)價(jià)，按礦類和單礦種進(jìn)行全區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)(圖2)。

(1)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差區(qū)

面積為168.97 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的33.66%。該區(qū)礦山分布較密集、礦產(chǎn)資源開采規(guī)模與強(qiáng)度大，礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題種類多，礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，一般3～4種以上，具有很大的危害性，嚴(yán)重地影響了當(dāng)?shù)厝藗兊纳a(chǎn)和生活，導(dǎo)致人員傷亡、較大的財(cái)產(chǎn)損失等。

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差區(qū)

面積為242.05 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的48.22%。該區(qū)礦山分布相對(duì)較多，礦產(chǎn)資源開采規(guī)模與強(qiáng)度一般。礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題、礦山地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，一般1～2種，具有一定的危害性，一定程度

上破壞了地質(zhì)環(huán)境，造成了經(jīng)濟(jì)損失，影響了當(dāng)?shù)厝藗兊纳a(chǎn)和生活。

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較好區(qū)

面積為90.91 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的18.11%。該區(qū)礦山零星分布，礦產(chǎn)資源開采規(guī)模與強(qiáng)度小，礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題、礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生相對(duì)少，危害性小，造成一定經(jīng)濟(jì)損失。

圖2 遷西礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)圖

[1]河北省環(huán)境地質(zhì)勘察院,《唐山市遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報(bào)告》,2015.