凤县铅锌矿区矿山地质环境遥感调查研究

2015-02-07邓锟

地理空间信息 2015年4期

关键词：尾矿库铅锌矿泥石流

邓锟

（1.中国煤炭地质总局航测遥感局遥感应用研究院，陕西西安 710054）

凤县铅锌矿区矿山地质环境遥感调查研究

邓锟1

（1.中国煤炭地质总局航测遥感局遥感应用研究院，陕西西安 710054）

以陕西省凤县铅锌矿区为研究对象，利用遥感技术、人机交互式解译方法，提取矿山地质环境及其治理信息。结果表明，矿山地质灾害表现为泥石流（隐患）、地面塌陷、崩塌和滑坡，矿山地质环境治理主要以泥石流（隐患）防治和废弃尾矿库复垦为主。

遥感；地质灾害；地质环境

1 研究区概况及遥感数据选择

矿山开采活动对矿区环境造成了严重的破坏[1]。矿山可持续发展的关键问题是矿山环境的治理与生态恢复，通过高分辨率卫星数据可以获得矿山生态环境全面、实时、丰富的信息源，可为环境治理决策提供支持[2-4]。研究区凤县铅锌矿区是全国四大铅锌基地之一，在册登记的金属矿山33处，其中铅锌矿30处，金矿2处，铜矿1处。主要金属矿山有银母寺铅锌矿、八方山铅锌矿、二里河铅锌矿和铅硐山4个国有大中型铅锌矿企业；四方金矿和丝毛岭2个国有金矿企业；集、个体铅锌矿山企业主要分布在银母寺外围，坪坎镇东部、河口镇南部和铅硐山-银洞梁外围等4个区域。

本文选用2012年7月的QuickBird作为本次遥感调查的数据源[5]。

2 监测目标影像特征

采用人机交互式解译方式，提取固体废弃物（弃渣、尾矿库等）占地，矿山开发引发的地质灾害及隐患（泥石流、地面塌陷等），矿山环境治理工程等信息，并通过野外验证，形成调查成果。

2.1 固体废弃物

渣堆是在矿山开采过程中产生的废渣、废石堆，通常位于开采硐口附近，顺山坡堆放，在影像上呈灰蓝色，弧形分布，与周边植被差异明显。尾矿库通常筑坝拦截谷口或围地构成，用以存放矿石洗选后排出尾矿，一般地处山谷，边界形态类似一般的水库，由于内部淤积的尾矿数量和尾矿含水量的差异其色调差别很大。在影像上可见梯形尾矿坝体，水体为深蓝色，尾矿泥浆为浅灰蓝色，含水量较小的尾矿淤积为高亮度灰白色。

2.2 地质灾害

泥石流（隐患）在影像上多为“V”型沟谷，沟床纵降比大，流域多呈勺状、漏斗状、椭圆状，便于水流汇集。采矿活动破坏植被，沟道中堆放大量渣堆、尾矿等碎屑堆积物，部分泥石流沟流通区可见拦渣坝等防护工程[6]，如图1。

图1 泥石流隐患遥感影像图

塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状，独立个体或成群分布，呈负立体效果，较大规模采空塌陷周边伴有地裂缝或山体开裂，塌陷区域通常出现植被死亡、退化的生态差异区，与周边植被差异明显[7]，如图2。

图2 地面塌陷遥感影像图

滑坡和崩塌是常见的重力地貌，滑坡在遥感影像上表现为簸箕形、舌形、弧形和不规则形等，滑坡体后部发育有弧形异常影像，前缘常有地形微突起，崩塌体后缘发育有直线形或弧形陡峭山崖[8]。

2.3 工程治理措施

采用“稳、拦、排”及生物措施，对地质灾害及其隐患进行治理[9]。在影像上可见拦渣坝、挡墙、排水渠位等治理工程，通常为浆砌石或片石堆砌。挡墙一般位于渣堆或滑坡体坡脚，用于防止渣堆或滑坡体滑动；拦渣坝位于沟道中用于拦截泥石流中固体物质；排（汇）水渠等位于滑坡体两侧或泥石流沟道内，在影像上呈现为线状，色彩为白色或灰色（图3、图4）。

图3 拦渣坝遥感影像图

图4 挡墙遥感影像图

3 监测成果

3.1 固体废弃物占用土地情况

占地共计233.42 hm2，占用土地类型主要为林地。采矿渣堆289处，占地面积112.93 hm2；尾矿库共计44座，占地面积120.49 hm2。

3.2 矿山地质灾害

矿区共发现25条泥石流隐患沟，主要分布于银洞梁沟、寺沟、二道沟、三道沟、核桃沟、水晶沟、二里河沟、水晶湾和关门沟等地。顺坡弃下的采矿弃渣堆，提供了大量的松散堆积物，沟谷多为“V”字型沟谷，在地形地貌上具备泥石流发生的自然条件，易形成泥石流隐患。地面塌陷22处，主要分布于银母寺矿、四方金矿、寺沟、银洞梁等矿区。由于区内铅锌矿体倾角较大，采空区在平面上的投影面积小，矿区地面塌陷规模一般不大，多表现为零散分布的小型塌陷坑。而对于各大、中型矿山而言，开采矿体厚度大，开采范围广，从而构成区内最大的地面塌陷，如四方金矿和铅硐山矿区地面塌陷，诱发山体崩滑，易导致泥石流发生。滑坡9处，崩塌5处，矿山开发开挖坡脚、采空区地面塌陷成为诱发此类灾害的主要原因。

3.3 矿山环境恢复治理情况

1）土地复垦遥感调查。土地复垦主要针对已关闭的尾矿库和渣堆。尾矿库复垦面积达到22.8 hm2，占全部尾矿库面积的18.9%。位于宽广河谷两侧的尾矿库，如坪坎镇孔棺西河两侧以及河口镇安河两侧，由于临近水源，河流阶地土源较为丰富，大多改良为耕地；而位于狭窄沟道中尾矿库，由于水利条件不佳，土源缺乏，大多种植草本类植被或自然恢复。矿山开采产生的大量废石和废渣，由于没有足够的土源来进行覆盖种植，复垦覆土厚度普遍偏低，植被的成活率不高，土地复垦成效不显著。

2）工程措施遥感调查。根据《陕西省矿产资源总体规划（2008～2015）》，矿区内有2处规划治理，分别是银母寺—八方山—八卦庙矿区治理和铅硐山—手搬崖铅锌矿区治理，重点治理固体废弃物堆放场地、清理河道、加固堤坝等。通过遥感调查，矿区内还有2 个大型矿山地质环境治理项目，银洞梁泥石流治理和四方金矿矿山环境治理，如表1所示。