豫南某矿山集中开采区对地形地貌及土地资源影响评价

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(河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院，河南 郑州 450001)

1 矿区概况

豫南某市矿产资源主要分布在西部低山丘陵区，以露天开采花岗岩、灰岩、页岩建筑石料及井工开采铁矿、萤石矿煤矿等矿产为主。经过长期的开采，产生了诸多矿山地质环境问题，主要为地面塌陷伴生地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害，土地资源破坏和地形地貌景观破坏，含水层破坏等。本文在开展该市矿山地质环境调查评价基础上，对市域西部露天矿山集中开采区就地形地貌景观、土地资源等方面进行数据统计分析，并进行了分项评价，为今后政府科学开展矿山地质环境保护提供数理支撑。

2 地形地貌景观破坏现状及影响评价

2.1 破坏类型与分布

地形地貌景观破坏类型主要有挖损、堆积压占、工业广场及塌陷变形等三种方式。

(1)挖损破坏主要分布于驿城区西南香山-确山县西北三里河一带白云岩页岩矿开采区、确山县普会寺-刘店镇灰岩矿开采区、遂平西北-西平西南页岩矿开采区及泌阳北部县春水-象河一带花岗岩矿开采区，主要为露天开采白云岩、页岩、灰岩及花岗岩等矿产形成，露天采场基岩裸露，人工地貌群集，陡坎林立，局部形成高达近100 m的直立陡崖，生态环境恶化，形成石漠化，严重影响视觉。据统计，该市现有挖损破坏319处，面积达7 655 181.00 m2(765.52 hm2)。

(2)堆积破坏按照堆积物质可分为两部分。其一主要分布于确山县普会寺-刘店镇灰岩矿区与泌阳县北部春水-象河花岗岩矿区，主要为露天开采灰岩、花岗岩矿产生的废石废渣，多顺山坡堆积，形成荒漠化，破坏了生态环境，造成视角无染。其二是及泌阳县南部马谷田铁矿萤石矿区，主要为井工开采铁矿、萤石矿后经过选矿产生废渣，多沿沟设置尾矿库，破坏了生态环境，形成荒漠化，造成视角污染。据统计，该市现有废石废渣堆、矸石山241座，面积约4 326 383 m2(432.63 hm2)。

(3)塌陷变形造成的地形地貌景观破坏一是分布于驿城区平原区，主要为井工开采煤炭资源，地下采空区引发地面塌陷，造成地面高低差异变化，最大塌陷深度0.5～2 m，使地表发生波状起伏，局部形成碟形洼地；二是分布在泌阳县南部马谷田铁矿萤石矿低山，该区域部分地段井工开采铁矿及萤石矿等，地下分布有采空区，受开采方式、矿体厚度及地形等因素限制，塌陷变形迹象不明显，仅局部造成林草地发生变形破坏。据统计，该市现有塌陷变形5处，面积364 076 m2(36.41 hm2)。

2.2 地形地貌景观破坏评价

2.2.1 评价方法及标准

地形地貌景观破坏评价按照定量与定性相结合的方式进行评价，分为严重、较严重和较轻三级，评价分为单个矿山评价和工作区评价两个层次。定量评价公式为：

(1)

式中：M为地形地貌景观破坏率,%;FP为地形地貌景观破坏面积之和，km2;FQ为采矿证登记矿权面积之和，km2。

单个矿山地形地貌景观破坏评价标准见表1。

表1 单个矿山地形地貌景观破坏评价标准表

2.2.2 定性评价

根据地形地貌景观破坏类型、破坏特点及与人类工程经济活动的关系分析，露天采矿多以挖损破坏、堆积破坏为主，已对原生的地形地貌景观造成了损害，已造成了视觉污染，破坏了地形地貌景观的完整性、和谐型，破坏程度为严重。井工采矿多以工业广场及选场等压占破坏为主、局部有塌陷变形造成原始地形地貌景观发生了一定变形，总体对地形地貌景观破坏程度为较轻。根据地形地貌景观影响程度分级表，工作区露采矿山对原生的地形地貌景观影响和破坏程度大，工作区位于城市周边、风景旅游区、主要交通干线两侧可视范围内地形地貌景观影响严重，综合评定工作区泌阳县春水-象河一带露天开采花岗岩矿区、确山县刘店镇-普会寺一带露天开采花岗岩矿区、驿城区胡庙乡-确山县三里河乡一带白云岩页岩开采区为地形地貌景观破坏等级为严重级，泌阳县南部马谷田镇铁矿-萤石矿开采区、驿城区吴桂桥煤矿开采区为较严重级，其他区域为较轻级。

2.2.3 定量评价

本次调查矿山或矿区数为413个，严重等级矿山183个，占44.31%(见表2)；较严重等级矿山有35个，占8.47%；较轻矿山195个，占47.22%。地形地貌景观破坏较轻矿山以井采矿山、在建矿山为主，地形地貌景观破坏严重及较严重矿山全部为露天开采石灰岩、花岗岩矿以及页岩矿矿山，挖损及压占严重破坏了原有地形地貌景观，严重改变了原有地形地貌景观。413个矿山矿区总面积约142.55 km2，地形地貌景观破坏总面积15.40 km2，平均破坏率为10.80%，对原生的地形地貌景观影响和破坏程度大，且多位于高速、省道等重要交通干线及景区等重要自然保护区可视范围内，定量评价破坏等级为严重。

表2 矿山地形地貌景观破坏等级汇总评价表

2.2.4 可恢复程度

页岩矿、粘土矿开采区，大多存有大量的采矿废渣，弃渣以页岩、泥岩等软岩为主，易风化为细颗粒的物质，且软岩区有利于平整、干砌石挡墙、植树种草绿化等工程手段实施，容易进行恢复治理，可恢复程度高；花岗岩、灰岩采石场，一般造成山体永久性破损，形成陡立的岩质边坡，高陡岩质边坡生态复绿困难多，投资大，恢复治理难度大。煤矿塌陷地对地形地貌的影响主要表现为地形波状起伏或碟形洼地，局部形成积水洼地，但地形地貌的总体形态没有改变，采用简单的土地平整、生态修复等措施即可恢复，易于进行恢复治理。

3 土地资源破坏现状及影响评价

3.1 压占方式与分布

矿产资源集中开采区土地资源的破坏类型主要有挖损、压占、地质灾害损坏等三种类型。主要破坏土地类型为林地、草地及耕地，挖损及压占对土地资源的破坏最为严重。

(1)挖损破坏土地区域同地形地貌景观挖损破坏区域基本一致，主要为露天开采灰岩、花岗岩、白云岩及页岩等矿产形成。挖损剥离了原有土壤，使新鲜基岩裸露，土地失去原用功能，水土流失使荒漠化发育。据统计，该市现有挖损破坏319处，挖损土地类型以林地、草地为主，面积达7 655 181.00 m2(765.52 hm2)。

(2)堆积压占破坏按照堆积物质可分为两部分。其一主要矿山采矿产生的废石废渣、矸石以及选矿产生的尾矿渣。堆积压占土地类型以林地、草地为主，少量荒地等。据统计，该市现有废石废渣堆、矸石山241座，累计造成土地压占面积约4 326 383 m2(432.63 hm2)。其二为工业广场占用，主要用于建设矿山厂房等配套设施占用土地，工业广场一般分布于坡脚相对平缓处，压占土地类型林地、草地为主，局部有少量耕地。据统计，该市现有矿山工业广场209处，累计造成土地压占面积约3 050 320 m2(305.03 hm2)。

(3)塌陷变形造成的地形地貌景观破坏一是分布于驿城区平原区，主要为井工开采煤炭，在地下形成采空区，引发地面塌陷造成地面高低差异变化，最大塌陷深度0.5～2 m，使地表发生波状起伏，局部形成碟形洼地，破坏土地类型均为耕地；二是分布在泌阳县南部马谷田铁矿萤石矿低山，该区域部分地段井工开采铁矿及萤石矿等，地下分布有采空区，受开采方式、矿体厚度及地形等因素限制，塌陷变形迹象不明显，仅局部造成林草地发生变形破坏。据统计，该市现有塌陷坑5处，累计造成土地损毁面积约364 076 m2(36.41 hm2)。

3.2 地形地貌景观破坏评价

3.2.1 评价标准

土地资源破坏评价按照定量与定性相结合的方式进行评价，分为严重、较严重和较轻三级，评价分为单个矿山评价和工作区评价两个层次。定量评价公式为：

式中： MT为土地资源破坏率，%;FT为土地资源破坏面积，km2;FQ为采矿证登记矿权面积，km2；MG为耕地破坏率，%;FG：耕地破坏面积，km2;MLC为林地草地破坏率，%;FLC为林地草地破坏面积，km2;单个矿山土地资源破坏评价标准(见表3)。

表3 单个矿山土地资源破坏评价标准表

3.2.2 定性评价

根据地形地貌景观破坏类型、破坏特点及与人类工程经济活动的关系分析，露天采矿多以挖损破坏、堆积破坏为主，且多数集中连片，面积较大，破坏土地类型以林地、草地为主，破坏程度为严重。煤矿开采位于平原区，工业广场等配套设置建设占用破坏大量土地以及采矿形成地面塌陷变形造成土地损毁，破坏土地类型均为耕地，认为破坏等级较严重。非煤矿山井工采矿多以工业广场及选场等压占破坏为主、局部有塌陷变形造成原始地形地貌景观发生了一定变形，占用破坏土地类型以林地为主，多以点状分布，规模较小，总体认为破坏程度较轻。

3.2.3 定量评价

土地压占与破坏的面积与地形地貌景观的破坏面积基本一致，与开采的矿种存在直接的关系。总体讲，露天开采灰岩矿、页岩矿以及花岗岩矿采石场挖损压占土地类型一般为林地、草地，面积相对较大，且有些集中连片区可达达数十公顷，矿山采矿产生的废石废渣一般对于坡脚较为缓平地带，堆积压占土地类型以林地、草地为主，局部压占少量耕地，破坏等级严重。井工开采煤矿位于平原区，工业广场等配套设施建设占用的土地类型为耕地，由于形成采空区，已造成局部地面塌陷变形，煤矿塌陷区影响土地类型为耕地，面积较大，造成地面低洼起伏不平，且局部形成洼地长期积水，已失去耕种可能，破坏等级较为严重。井工开采铁矿-萤石矿多位于西南部低山区，以建设工业广场、选矿厂以及尾矿库等设施压占土地为主，破坏土地类型以林地为主，多为点状分布，面积相对较小，破坏等级较轻。

本次调查矿山或矿区数为413个，严重等级矿山104个，占25.18%(见表4)；较严重等级矿山有99个，占23.97%；较轻矿山210个，占50.85%。土地资源破坏较轻矿山以井采矿山、在建矿山为主，土地资源破坏严重及较严重矿山全部为露天开采石灰岩、花岗岩矿以及页岩矿矿山，挖损及压占严重破坏了原有地形地貌景观，严重改变了原有地形地貌景观。413个矿山矿区总面积约142.55 km2，地形地貌景观破坏总面积15.40 km2，土地平均破坏率为10.80%，对原生的地形地貌景观影响和破坏程度大，且多位于高速、省道等重要交通干线及景区等重要自然保护区可视范围内，定量评价破坏等级为严重。

表4 矿山土地资源破坏等级汇总评价表

3.2.4 可恢复程度

页岩矿、粘土矿开采区，大多存有大量的采矿废渣，岩石以易风化的页岩、泥岩为主，易风化为细颗粒的粘性土，较容易进行土地资源恢复治理，可恢复程度高；花岗岩、灰岩采石场，土地资源挖损严重，土地资源恢复时需要从区外搬运客土进行覆盖，由于开采区主要处于山坡或沟道内，坡度较大，客土不易保存，不仅需要配套建设防冲刷、固土及截排水等工程措施，而且还会对取土区造成土地资源破坏，土地资源恢复难度大。驿城区吴桂桥煤矿塌陷地主要表现为地形波状起伏或碟形洼地，局部形成季节性积水洼地，主要治理措施为简单的地裂缝回填、土地平整等，易于进行土地资源恢复治理。

4 结语

(1)研究区内地形地貌景观破坏类型主要有挖损、堆积压占、工业广场及塌陷变形等三种方式。土地资源损毁的方式主要为挖损破坏、压占破坏、塌陷影响及土壤污染损毁等，破坏土地类型为林地、草地及耕地，其中挖损及压占对土地资源的破坏最为严重。

(2)研究区域内的泌阳县春水-象河一带露天开采花岗岩矿区、确山县刘店镇-普会寺一带露天开采花岗岩矿区、驿城区胡庙乡-确山县三里河乡一带白云岩页岩开采区为地形地貌景观破坏等级为严重级，泌阳县南部马谷田镇铁矿-萤石矿开采区、驿城区吴桂桥煤矿开采区为较严重级，其他区域为较轻级。

(3)通过调查评价，全市413个矿区地形地貌景观破坏总面积15.40 km2，土地平均破坏率为10.80%，对原生的地形地貌景观影响和破坏程度大，且多位于高速、省道等重要交通干线及景区等重要自然保护区可视范围内，定量评价破坏等级为严重。

(4)页岩矿、粘土矿开采区较容易进行地形地貌景观修复和土地资源恢复，可恢复程度高；花岗岩、灰岩采石场，土地资源恢复难度大。驿城区吴桂桥煤矿塌陷地主要治理措施为简单的地裂缝回填、土地平整等，易于进行恢复治理。