吉林永吉县大黑山钼矿区矿山地质环境保护与治理

王慧芬

(北京市地质研究所,北京 100120)

经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗,为我国矿产开采带来发展机会.但是近年来矿山周边环境恶化,影响人们正常生产、生活等活动.随着经济发展,人们对矿产的需求日益增加.建设标准化矿山,重视环境、安全、提高经济效益.

1 矿山地质环境问题

大黑山钼矿区位于吉林省永吉县境内.矿区主要为构造剥蚀低山丘陵-侵蚀堆积山间谷地地貌,海拔330～680m.矿区出露地层自老至新有前震旦系变质岩(Psn)、石炭系(C)-二迭系(P)沉积变质岩、侏罗系(J)-白垩系(K)碎屑岩和第四系(Q)冲、洪积层.

大黑山钼矿主要由露天采场、废石场、尾矿库、临时表土堆放场、采矿工业区、选矿工业区、行政生活区、炸药库、矿区道路、高位水池、回水池、供水设施等部分组成.矿区及其周边影响区域总面积约10.25km2.

矿区地质环境问题主要有:地貌景观以及土地资源破坏等地质灾害.

1.1 地质灾害影响状况

随着采矿生产规模的不断扩大,常引发崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害.

(1)崩塌

矿区露天采场常引发崩塌地质灾害.采场边坡的岩体主要有斜长石花岗岩,其次有吉林花岗岩、超基性岩、石英安山斑岩、石英正长石斑岩及脉岩类等.其节理发育,倾角多数大于50°,局部岩体较破碎,边坡稳定性较差.

(2)滑坡

滑坡地质灾害,主要位于矿区废石场.废石场现已堆积大量废石,因废石堆积物较松散,堆存的高度逐渐加大,又未设置任何拦挡设施.暴雨等坡脚排水设施不好,常引发滑塌事故.

(3)泥石流

尾矿排放量越来越大,为泥石流的形成提供了丰富的物源,极端暴雨常引发泥石流地质灾害.

1.2 矿山露天开采常需大量疏干地下水

区内地下水类型,主要为第四系孔隙潜水与基岩裂隙潜水含水层.露天采场现开挖深度达45m,需疏干抽排坑内地下水,可能破坏区内含水层.

1.3 矿山活动改变地形地貌景观

矿坑开采、废石堆积以及尾矿库建设,常使原生低山丘陵、山间谷地等发生巨大的变化,甚至破坏良好的地貌景观.

1.4 矿山活动常破坏土地资源

矿山露天采场、废石场、尾矿库、选矿工业场地以及矿区道路等,压占、损坏土地面积很大.

2 矿山地质环境影响程度分区

根据矿区地质环境的影响程度,可分为3个区域.

环境影响严重区2.71km2.主要包括,露天采场、废石场、尾矿库、采矿工业场地、选矿工业场地、行政生活区、炸药库以及矿区道路等占压土地区域.该区矿坑开采严重破坏了第四系孔隙潜水层和基岩裂隙潜水层.矿区建设、矿山开挖,常使原生地形地貌景观严重破坏;占用大量耕地、林地等土地资源.

环境影响较严重区0.96km2.主要包括爆破安全警戒线以内的区域、临时表土堆放场和尾矿回水沉淀池(原怡新水库).其中,临时压占、堆放的表土待矿山开采结束后用作植被恢复,不会破坏土壤结构.

环境影响较轻区6.57km2.主要为各种输送管道、管线、供电线路等的建设区,其环境影响轻微.

3 矿山地质环境保护与治理

矿山环境地质工作应贯彻以防为主,防治结合,因地制宜,边开采,边治理.最大限度地保护和修复矿山环境.

3.1 矿山地质环境保护工程

(1)滑坡预防措施

为了防止矿区废石场的水土流失,消除废石下滑灾害,废石场宜采取阶梯式堆放,分层压实,堆积平台坡度不宜超过5°.

(2)减缓含水层破坏措施

矿山开采排水常造成含水岩组疏干,潜水位下降.应布设控制性地下水观测井,加强地下水的监测;对生产废水实施资源化回收再利用;开展植树种草绿化,增加地下水补给.

(3)重建矿区生态环境

矿山开采常常破坏原有地貌景观,其中露天采场破坏性更大,临时表土堆放场、工业场地等压占大量土地.应采治结合,加快治理进度,重建矿区生态环境.

3.2 矿山地质环境治理

(1)大型滑坡治理工程

大型滑坡的防治工程有拦石坝、截水沟和排水沟.

① 拦石坝.大型废石场坡脚常常建拦石坝,期工程规模较大,设计规范,投资较大,效益较好.

② 截水沟.一般在废石场周边沿等高线的方向设置截水沟,及时有效排出废石场来水,缓减水体冲刷.

③ 排水沟.在大型矿山废石场需布设排水沟系统,根据洪水规模预测设计排水沟数量和规模.

(2)地形地貌景观和土地资源修复工程

针对矿山开采造成的地形地貌景观变化,采用地形再造和覆土绿化方式进行治理.治理对象包括采场开采平台与边坡,废石堆积平台与边坡,临时表土堆放场和矿山压占的土地等.

① 露天采场植被绿化.露天采场植被绿化工程,包括采场平台和边坡两个部分.采场平台实行灌木和草本交替混合种植的方式,增加地表植被覆盖率.

② 废石场植被绿化.废石场平台实行乔灌草交替混合种植的方式,边坡绿化选择适应性较强的当地灌木类植物.

③ 临时表土堆放场植被绿化.矿山开采过程中剥离的表土在矿山开采结束后进行绿化,以减少水土流失.

④ 工业场地和行政生活区等植被绿化.采矿、选矿工业矿场地、行政生活区可种植防护林带,重建、美化环境.

3.3 矿山地质环境监测工程

建立矿山地质环境监测网,掌握矿山地质环境动态变化,预测矿山环境发展趋势,为合理开发矿产资源、保护矿山地质环境提供依据.

(1)滑坡地质灾害监测

滑坡地质灾害监测,主要采用高精度GPS、全站仪(水准仪)、活动式钻孔测斜仪、人工观测等方法,监测废石场边坡失稳可能发生的地段及规模,以及可能的影响范围及破坏程度.

(2)矿山地表水和地下水监测

监测点布设:地表水监测点5个,主要布置于撮落河河道上、下游、采选矿工业场地生产废水出水口处,以及尾矿库排水井与尾矿回水池处,对周围地表水与废水情况进行监测;地下水监测点布置11个,主要布置在采矿场中心抽排水口、废石场周边、尾矿库上下游敏感区以及行政生活区,监测地下水的水位、水量、水质的动态情况.

监测内容:监测地下水水位、矿坑疏干排水量和水质.

监测频率:水量监测每月统计1次,水质监测频率:枯水期、平水期、丰水期各监测1次.

(3)地形地貌、土地资源破坏监测

监测网点主要布置于露天采场、废石场、尾矿库、临时表土堆放场、爆破影响区、采矿工业场地、选矿工业场地和行政生活区等区域.主要监测破坏土地资源的类型及面积,矿区地形地貌景观变化,植被破坏与治理恢复状况等.

监测内容:对矿区内的植被、土壤破坏以及植被恢复情况等进行监测.

监测频率:每月一次.

4 结论

从我国目前的采矿业发展速度来看,矿山地质环境保护与治理,是一项长期的工作,需要有关部门加强监控与管理,为矿山地质环境保护与治理提供依据,为我国绿色矿业生产打下基础,促进我国可持续发展路线的有效实施.

[1] 刘传正.地质灾害勘查指南[M].北京:地质出版社, 2000,(6):56～57.

[2] 武 强.我国矿山环境地质问题类型划分研究[J].水文地质工程地质,2003,(5):107～111.