矿山地质环境现状分区评估

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摘要：本文以湖南省宁乡县矿山地质环境调查资源为基础，选取矿山地质灾害危害程度、矿山土地资源破坏程度、矿山水土污染程度、矿山地下水系统破坏程度、矿山环境条件脆弱程度以及矿山环境恢复治理难易程度六个评估因子，采用综合指数评估法，对宁乡县矿山地质环境现状进行评估，结合各地域、矿区、段的开发利用强度，将宁乡县矿山地质环境现状划分为影响严重区、影响较严重区、影响一般区三个等级。

关键词：矿山地质环境；评估因子；综合指数评判法

湖南省宁乡县蕴藏有丰富的矿产资源，素有“非金属之乡”的美誉，矿业开发为宁乡县及长沙市国民经济和社会发展提供了雄厚的物质基础，同时也产生了一些矿山地质环境问题。在矿产资源开发过程中，因挖损、压占等采矿活动对矿山地质环境造成了不同程度的破坏。因此，在合理开发矿产资源的同时，需要进行资源节约和环境保护的有效整合［1］。矿山地质环境分析与评价是改善矿山地质环境、抑制矿山地质环境恶化、防治矿山地质灾害的重要手段，是实现矿山地质环境与治理规划目标，落实规划任务的重要保障措施［2］。

1矿山地质环境现状

根据湖南省宁乡县矿山环境地质环境调查数据显示，宁乡县矿山地质环境问题划分为矿山地质灾害、环境污染和资源破坏三大类，矿山地质灾害主要有崩塌、滑坡、地面塌陷、地面沉陷、矿坑突水五种类型，其中以地面塌（沉）陷影响最为严重；环境污染包括矿业废渣和废水对环境的污染；资源破坏主要为矿山占用及破坏土地资源。地面塌（沉）陷主要分布于煤炭坝镇煤炭集中开采区，宁乡县共计有10座矿山发生地面塌（沉）陷24处，占矿山地质灾害总数的66．7％，塌（沉）陷面积208．97hm2，占全区总塌陷面积的97．7％，曾造成巨大经济损失。全县共有3座矿山发生崩塌、滑坡灾害4处，占矿山地质灾害总数的12．1％，分布于道林、黄材、花明楼镇，影响范围4．924hm2，对林地和人员危害较大，曾造成一人死亡，直接经济损失108万元。崩塌、滑坡灾害主要发生在建材类非金属矿山，露天开采的金属矿山亦有分布。近年来，宁乡县范围内发生的矿坑突水地质灾害矿山共计3座5处，均发生在煤矿山，集中分布于煤炭坝地区，造成直接经济损失200万元。环境污染主要是指矿业废渣和废水对环境的污染。矿业废渣对环境的污染，主要表现在两个方面。一是淋滤污染。矿山废渣经长期日晒、雨淋，发生风化、水解作用，废渣中有毒物质被析出，经雨水或地表水渗入土壤、流入溪河，污染水土资源。宁乡县淋滤水污染主要为重金属（锰、钒、铁）及硫化物等酸性污染，以黑色金属矿废渣堆积场渗出的有害重金属元素（锰、钒、铁）危害最严重，其次为煤矿类矿山废渣中硫化物污染。二是扬尘污染。尾矿库内尾砂经风化作用后，表层风化形成的粉砂在干旱季节的季风作用下，在尾砂库周边一定范围内出现飞砂扬尘现象，对空气污染较重。矿业废水对环境的污染主要表现在以下几个方面，一是废水内含硫等酸性物质，容易使废水排放路径及周边区域水发生酸化，如煤矿山废水中有害物质以硫、悬浮物及酸性水为主。二是废水中含重金属元素，对废水排放路径及周边区域水造成污染，如黑色金属矿山（铁、锰、钒）矿坑排水，选矿废水中Mn、Fe、S2－离子相对较高；萤石矿的选矿废水中含有F－及钨，因矿山的矿坑排水量较小，其污染范围较小；建筑材料矿山排放的尾矿水主要为洗矿水，且多使用循环水，污染较轻。据本次调查可知，矿山废渣和废水污染水土环境的分布区域与矿产资源的分布区域具有一致性，重金属污染（锰、钒、铁）主要分布于黄材、沩山、龙田、青山桥、南田坪等乡镇；硫污染主要分布于煤炭坝－大成桥－喻家坳地区。资源破坏主要包括矿山占用及破坏土地资源和矿业开发影响地下水系统。矿山占用及破坏土地资源是一个普遍性的地质环境问题，几乎每一处矿山都不同程度地存在着各类固体废弃物占用及破坏土地资源问题，以及由于地面塌陷、地面沉陷、滑坡、崩塌等矿山地质灾害造成的土地资源破坏。全县各类矿山占用破坏土地总面积636．52hm2，其中，采矿场占用破坏土地394．19hm2，固体废料场占用破坏土地28．73hm2，地面塌（沉）陷破坏土地资源199．85hm2，其他占用土地13．74hm2。矿业活动占用破坏土地类型以林地为主，其次为其他地类及农田。矿业开发对地下水系统的影响一般较轻。仅少数井下开采的煤矿，因矿坑突水或矿山大量抽排矿坑水导致地下水位显著下降，使地下水补、迳、排系统不同程度地发生改变，进而破坏了地下水系统的平衡，严重的矿区可能导致地下水资源枯竭。具体现象主要有水库、山塘、井泉干枯，河、溪断流，田土失水等。

2矿山地质环境评估

矿山地质环境问题评估以矿山（区）为基本单元，以矿山调查所确定的矿山开采对矿山环境的影响为主，兼顾矿山地质环境背景，突出矿山或矿山集中区环境地质问题现状特点［3］。

2．1评估方法

前人提出了很多矿山环境现状评估方法［4－7］，并对其进行不断优化［8］。本文以矿山开发所引起的矿山地质环境问题（矿山地质灾害、资源破坏、环境污染）为主要评估因子，主要考虑这些因子对矿山地质环境的影响程度，其次是矿山环境条件脆弱程度以及恢复治理难易程度。利用单因素分析和多因素评价圈定的方法，对全县矿山地质环境问题的主要因素运用数学模型计算和叠加分析，圈定出矿山环境影响严重、较严重、一般的区域。评判模型见式（1）。P＝a1S1＋a2S2＋a3S3＋a4S4＋a5S5＋a6S6（1）式中：P为矿山环境影响程度系数；S1为矿山地质灾害危害程度专家评判值；S2为矿山土地资源破坏程度专家评判值；S3为矿山水、土污染程度专家评判值；S4为矿山地下水系统破坏程度专家评判值；S5为矿山环境条件脆弱程度专家评判值；S6为矿山环境恢复治理难易程度专家评判值；a为权重，分别配予a1＝0．30、a2＝0．25、a3＝0．15、a4＝0．15、a5＝0．10、a6＝0．05。各评判因子影响程度分级见表1，质量分级赋值标准见表2。在各单因子评分基础上，将各因子值叠加综合评判，根据矿山环境影响程度系数确定评估分级。Ⅰ－严重区：P≥8．0；Ⅱ－较严重区：5．5≤P＜8．0；Ⅲ－一般区：P＜5．5。

2．2矿山地质环境现状分区评估

依据上述矿山地质环境现状评估方法，对调查研究的168座矿山进行矿山地质环境现状评估，有8座矿山地质环境问题严重，38座矿山地质环境问题较重。结合各地域、矿区、段的开发利用强度，按矿类或单矿种在宁乡县矿山地质环境调查评价划分的质量差、质量中等区、质量较好区的基础上，按照矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》（DZ／T0223—2011），将矿山地质环境现状评估分区划分为影响严重区、影响较严重区、影响一般区三个等级，进行全县矿山地质环境现状评估分区。宁乡县共划分矿山地质环境影响严重区（Ⅰ）2个，矿山地质环境影响较严重区（Ⅱ）9个，余下区域为矿山地质环境影响一般区。

3结语

通过对宁乡县矿山地质环境评估，结果表明，所考虑的要素虽然不完善，但仍能客观反映矿山地质环境现状，为宁乡县矿山环境保护和恢复治理提供科学依据，两个矿山地质环境严重区应作为今后宁乡县矿山环境保护与治理的重点。矿山地质环境评估体系是建立在矿山地质环境调查基础上的，受调查数据的影响以及恢复治理速度的影响，数值处于不断变化中，并且随着矿山地质环境治理力度的加大，这是一个动态过程。

作者:海俊杰 苏犁 张林 刘正军 单位:中国地质大学(北京)科学研究院