唐山市迁西县矿山地质环境调查分析

2017-03-13宁少杰梁文璐刘富滨

河北地质 2017年4期

宁少杰梁文璐耿磊刘富滨

(河北省地矿局第二地质大队唐山 063000)

唐山市是河北省乃至全国重要的矿业经济大市，其中又以遵化市、迁西县和迁安市为主要矿产开采地。主要开采矿种以煤矿、铁矿为主，其次为建筑石料矿、熔剂用石灰岩矿、熔剂用白云岩矿、水泥用石灰岩矿、金矿。矿产资源大规模开发在为国民经济和社会发展做出重要贡献的同时，也产生了大量的矿山地质环境问题，包括引发矿山地质灾害、占用破坏土地资源、影响水土资源环境及周围人居环境、生产、生活和经济发展、社会稳定，但目前缺乏全面系统的矿山地质环境问题现状数据。以为当地政府部门提供矿山治理和恢复生态环境依据为目的，决定开展唐山市迁西县矿山地质环境调查工作。

1 地质条件及矿产资源利用情况

迁西县地势由北向南有高—低—高的趋势，矿产资源分布与之相匹配。北部山区中北部以太古宇变质岩为主，矿产多以铁矿为主，而金矿主要分布在北部岩体边缘和东北部断裂发育地段；南部为以碳酸盐岩为主的丘陵区，岩性主要为长城系、蓟县系的砂页岩、白云岩，多分布非金属矿产。如冶金用白云岩、建筑用白云岩(图1)。

据不完全统计，目前迁西县矿山以铁矿、建筑用白云岩矿、金矿为主。工作区内铁矿占矿山总数的91.13%；建筑用白云岩矿占矿山总数的6.19%；金矿占矿山总数的2.17%；冶金用白云岩矿占矿山总数的0.31%。

从矿山企业技术结构来看，大中型企业的技术装备和各项技术指标处于领先水平，形成了较为完善的矿山采选技术支撑体系，但一些小型矿山企业技术仍比较落后，资源开发利用水平有待提高，环境污染严重。

图1 迁西县矿产资源分布特征图

2 主要矿山地质环境问题

长期以来，由于矿产资源的不合理开发利用，引发了各种各样的矿山地质环境问题。大范围、高强度的矿业活动，使矿山地质环境的演变愈来愈烈，引发的矿山地质环境问题也日益突出。由于历史遗留的矿山地质环境问题较多，特别是近些年来开矿热引起的乱采滥掘和废渣的无序堆放，矿山地质环境保护与恢复治理任务十分艰巨。

2.1 矿山地质环境问题类型

根据矿山地质环境问题的表现形式和影响结果，将迁西县的矿山地质环境问题归纳为三类：一是矿山地质灾害，二是地形地貌景观的破坏，三是矿区土地植被等资源的占用或破坏(表1)。本次对破坏地质环境的矿山露天采场、工业场地、废土石堆和尾矿库进行了调查(表2)。

表1 迁西县矿山地质环境问题类型划分表

表2 迁西县主要矿山地质环境问题统计表

2.2 矿山地质环境问题分布特征

(1)矿山地质环境问题类型的多样性

矿山地质环境问题类型众多，表现形式多样。矿山建设的工业广场、矿道掘进、露天矿表土剥离、废石堆、尾矿库及由于地下采空区形成的塌陷等改变了矿区原有的地形地貌，产生土地资源被占压与破坏等矿山地质环境问题；矿区采掘诱发地面塌陷、滑坡、泥石流等地质灾害；矿山排水造成水、土、大气环境污染等。

(2)矿山地质环境问题的复杂性

矿山地质环境问题的主要诱发因素是采矿活动。并与矿产类型、开发方式密切相关，而且与矿区的地质背景、气象、水文和植被等自然因素也有一定关系。矿种及开发方式不同，矿山地质环境问题特征明显不同。地下开采的地面塌陷问题突出，露天开采的矿山造成的地貌景观破坏严重。

(3)矿山地质环境问题的多因素性和复发性

矿山地质环境问题往往是采矿、选矿等多种活动过程共同作用的结果，其诱发因素众多。如土地资源的占压与破坏可以是采矿废渣、选矿尾矿的占压，还可能是露天开采剥离导致的农田损毁，或因滑坡、泥石流、地面塌陷造成的土地功能改变与土地质量的下降。另外，某些地质环境问题还具有多次原地复发的特点。

(4)矿山地质环境问题的地域性

矿山地质环境问题的类型、严重程度与矿山所处的自然地理环境密切相关。不同地质环境背景区矿山地质环境问题特征不同，如滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害主要发生在丘陵山区，地面塌陷主要发生在山间盆地及平原区。

(5)矿山地质环境问题危害的集中性与严重性

矿山地质环境问题主要发生在矿山生产现场及周边影响范围之内，直接威胁采矿作业场、工况设施和周边居民的生命财产安全。矿山环境问题不仅造成直接和间接的经济损失，而且破坏人居生态环境。矿山环境污染危害人体健康的滞后性和累积性更为深远，以至于矿山闭坑后相当长的时期内影响仍会存在。

(6)矿山地质环境问题的群发性与共生性

矿山地质环境问题往往不是孤立发生或存在，具有群发性和共生性。一种矿山地质环境问题的结果可能是另一种矿山地质环境问题的诱发因素。如矿山废石堆的排放会产生土地占压、环境污染等地质环境问题，同时还可能诱发渣石堆崩塌、滑坡、矿渣流、泥石流等地质灾害。

3 矿山地质环境问题产生的主要因素

迁西县矿产资源主要开采区分布在西北部山区及丘陵区，一些地区植被稀疏、岩石裸露、水土流失严重。除生态环境条件脆弱等自然因素外，导致矿山地质环境问题产生的主要因素是人为因素。

3.1 矿产资源开采强度大

由于历史认识的局限性，以往在矿产资源开发利用中忽视环境保护工作，高强度、大规模的矿业开发和无序群采，加剧了日趋严重的矿山地质环境问题，造成了大量的财产损失和人员伤亡，产生了巨大的社会负面影响。其中20世纪80年代，放宽了开矿的准入条件，矿山数量大幅增加，群采滥挖加剧了矿山环境的破坏。虽然经过多次清理、整顿并取缔破坏资源、污染环境的小企业，但仍存在严重的矿山环境破坏问题。

3.2 矿山环境保护意识淡薄

过分强调经济效益，忽视环境保护，是造成矿山环境恶化的主要原因，采矿权人片面追求经济效益的最大化，重开发利用，轻资源节约和环境保护；重经济效益和发展速度，轻环境效益和发展质量，盲目违规生产，不能按照“三同时”要求开展矿山环境保护工作，加剧了矿山环境的破坏。

3.3 缺乏科学的矿山建设规划

由于矿山企业缺乏科学的矿山建设规划，或不按批准的设计和开采方案执行，对开采引发矿山地质环境问题认识不足。采用的开采、废物处置等技术落后，不可避免地引发一系列地质环境问题。

采用井工开采的矿山，一般不对采空区充填，仅对地表重要建筑、构筑物、水体和采矿巷道等部位进行局部支撑。未保护的区域、或保护力度不够区域造成采空区地表变形开裂、塌陷等地质灾害，并引发水资源系统破坏等矿山地质环境问题。

采用露天开采的矿山因对边坡性质认识不足，开采边坡过高过陡，引发崩塌、滑坡等矿山次生地质灾害。

矿山因对矿山场地规划不当，废渣不合理堆放引发泥石流和滑坡发生。

矿山对矿山废水、废气、废渣未采取环保处理，引发矿山水土、大气污染。

3.4 矿山环境历史遗留问题多

环境问题不仅是技术问题，也是经济问题，经济实力决定环保投入能力。大量矿山环境问题是历史积累形成的，矿山治理压力大，历史上矿山生产没有认识到矿山环境问题的严重性，也没有在成本中提留治理费用，长期积累了大量矿山地质环境问题，所需治理资金巨大。

4 矿山地质环境评价

4.1 单个矿山分析评价

针对单个矿山，首先确定矿山地质环境评价指标，再按照不同的评价指标划分出若干评价因子，并赋予每一个评价因子一个权值，同时根据不同评价因子的状况给定权重；然后，依据各因子权值和权重计算出各因子的分值；将各评价因子的分值相加，得出矿山地质环境质量的总分值；最后，将矿山地质环境分值与矿山地质环境质量分级标准比较，确定矿山地质环境的质量等级。

其数学模型为：

式中：U—矿山地质环境质量分值；

Wi—第i个评价因子的权值；

Fij—第i个评价因子第j种状况的权重。

(1)评价指标体系和评价因子的确定

依据《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》(DZ/T 0223-2011)和《河北省矿山地质环境调查技术要求》(2015.4)确定评价指标和评价因子(表3)。