馬騰,李軍
(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,山東 兗州 272100)
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鄒城市土山鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估及恢復(fù)治理措施
馬騰,李軍
(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,山東 兗州 272100)
通過(guò)對(duì)地質(zhì)環(huán)境背景及現(xiàn)狀調(diào)查研究,結(jié)合礦山實(shí)際生產(chǎn)情況,從地質(zhì)災(zāi)害、 含水層、地形地貌景觀和土地資源等方面進(jìn)行了礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)評(píng)估。在此基礎(chǔ)上對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)進(jìn)行分區(qū),然后對(duì)重點(diǎn)防治區(qū)與次重點(diǎn)防治區(qū)的露天采坑、尾礦庫(kù)、表土存儲(chǔ)場(chǎng)、選礦廠等主要設(shè)施提出相應(yīng)的治理恢復(fù)措施,以有效避免和減少因礦山開(kāi)采產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)全面恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境具有一定指導(dǎo)意義。
土山鐵礦;影響評(píng)估;治理恢復(fù);邊坡整治;種植孔綠化;鄒城市
鄒城市土山鐵礦位于鄒城市看莊鎮(zhèn)東約6km處,行政區(qū)劃屬鄒城市看莊鎮(zhèn)。西距京滬鐵路看莊站和104國(guó)道6km,北距京福高速公路鄒城入口12km,有簡(jiǎn)易公路相連,交通較方便。采礦權(quán)面積0.386km2,生產(chǎn)規(guī)模5.00萬(wàn)t/a,回采率98%,礦石貧化率5%。根據(jù)礦體埋藏條件、經(jīng)濟(jì)剝采比等,設(shè)計(jì)開(kāi)采方式為露天開(kāi)采。開(kāi)采標(biāo)高為+178.8~+100m,服務(wù)年限為4.1a。其礦石資源儲(chǔ)量為19.88萬(wàn)t,為小型礦山。目前正處于開(kāi)采階段,礦山剩余服務(wù)年限為3.2a。
2.1 地形地貌
該區(qū)位于魯中南低山丘陵地帶,礦區(qū)屬相對(duì)低緩的丘陵地區(qū),地形起伏較小,相對(duì)高差變化不大,巖石裸露,有不同程度的風(fēng)化,風(fēng)化層厚1~5m。地形標(biāo)高+110~+120m,最高山峰土山標(biāo)高+187.82m,相對(duì)高差約77m。
2.2 地層
區(qū)域上主要出露新太古代泰山巖群山草峪組及第四系。新太古代泰山巖群山草峪組變質(zhì)巖層出露于礦區(qū)西部2.8km處金山一帶,主要巖性為細(xì)粒條帶狀斜長(zhǎng)角閃巖及黑云變粒巖,片理產(chǎn)狀107°~144°∠58°~78°。第四系分布于礦區(qū)東1.2km低洼地帶,沿沖溝或山前平原分布,厚度0~5m。主要巖性為含礫砂質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土、亞粘土等。
2.3 構(gòu)造
區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育,主要發(fā)育NNW,NE及近SN向斷層,分布數(shù)量較少。NNW向斷層規(guī)模相對(duì)較大,長(zhǎng)約2~3.5km;近SN向斷層發(fā)育于礦區(qū)西部,長(zhǎng)度>1.5km??傮w看,地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單,地殼穩(wěn)定性較好。
2.4 巖漿巖
區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育,大面積出露于區(qū)內(nèi)中西部,主要發(fā)育新太古代五臺(tái)期花崗閃長(zhǎng)巖,角閃輝石巖、輝石巖等。其中花崗閃長(zhǎng)巖規(guī)模較大,呈巖株產(chǎn)出,其他巖體呈巖枝或巖脈產(chǎn)出。
2.5 礦區(qū)水文地質(zhì)條件
礦區(qū)為低山丘嶺區(qū),鐵礦處在海拔187.82m的孤立小山土山西側(cè)山坡地帶,土山四周沖溝發(fā)育,地下水主要為第四紀(jì)松散巖類(lèi)孔隙水和巖漿巖、變質(zhì)巖裂隙風(fēng)化含水巖組。由于礦床范圍小,地形坡度相對(duì)較大,礦區(qū)地形有利于大氣降水的自然排泄,礦體及其圍巖富水性微弱,滲透性差,與地表水體無(wú)直接水力聯(lián)系,地下水補(bǔ)給條件差,因此,該礦床水文地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單型[1]。
3.1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查
礦山資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)環(huán)境的影響是長(zhǎng)期而復(fù)雜的,經(jīng)過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)的調(diào)查,區(qū)內(nèi)主要的環(huán)境現(xiàn)狀問(wèn)題簡(jiǎn)述如下:
(1)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀。礦區(qū)礦體圍巖巖性單一,穩(wěn)固性較好,礦山開(kāi)采尚未發(fā)現(xiàn)崩塌和泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。
(2)含水層現(xiàn)狀。礦山巖石裂隙不發(fā)育,屬于不透水或微透水巖體,且地形有利于地表、地下水的自然排泄,目前礦坑無(wú)積水;礦區(qū)內(nèi)尾礦經(jīng)濃密和壓濾后產(chǎn)生的尾礦淋溶水進(jìn)入回水池,沉淀后返回選礦廠再利用;生活廢水經(jīng)化糞池沉淀處理后用于廠區(qū)綠化。因此, 礦山建設(shè)與生產(chǎn)對(duì)含水層尚未造成影響。
(3)地形地貌景觀現(xiàn)狀。礦區(qū)為低山丘嶺區(qū),地形起伏較小,相對(duì)高差變化不大,巖石裸露。由于礦山的開(kāi)采,表土存儲(chǔ)場(chǎng)、工業(yè)廣場(chǎng)、選礦廠的建設(shè)破壞了原生的地形地貌條件,其中采礦坑對(duì)地形地貌景觀影響嚴(yán)重。
(4)土地資源影響現(xiàn)狀。土山鐵礦工業(yè)場(chǎng)地占用工業(yè)用地面積9964m2;選礦廠占用工業(yè)用地面積為2548m2;尾礦庫(kù)占用干涸水塘22228m2、裸地5936m2以及旱地11452m2;表土存儲(chǔ)場(chǎng)占用旱地12700m2;采礦坑占用工業(yè)用地42080m2、旱地11344m2及裸地15328m2(表1)。
3.2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估
根據(jù)礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件、建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)確定評(píng)估范圍為礦區(qū)邊界外推l00m;尾礦庫(kù)也將其作為一處礦山環(huán)境影響評(píng)價(jià)區(qū),評(píng)價(jià)范圍設(shè)定為現(xiàn)有場(chǎng)地,面積約0.0397km2,因此,評(píng)估總面積約0.702km2。
通過(guò)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查分析,根據(jù)相關(guān)規(guī)范[2]對(duì)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了現(xiàn)狀評(píng)估,其評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估
由表1可以看出,礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度嚴(yán)重區(qū)為開(kāi)礦坑,面積為0.0215km2,對(duì)地形地貌景觀破壞嚴(yán)重;礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較嚴(yán)重區(qū)包括尾礦庫(kù)、表土存儲(chǔ)場(chǎng)、工業(yè)廣場(chǎng)及選礦廠,總面積為0.067km2。對(duì)土地資源環(huán)境及地形地貌景觀境影響較嚴(yán)重。
預(yù)測(cè)評(píng)估是在現(xiàn)狀評(píng)估的基礎(chǔ)上,根據(jù)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用方案和采礦地質(zhì)環(huán)境條件特征,預(yù)測(cè)評(píng)估采礦活動(dòng)可能引發(fā)或加劇的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及其危害。
4.1 崩塌、泥(渣)石流等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估
隨著開(kāi)采深度的增大,受人工爆破影響可能誘發(fā)采坑邊坡崩塌。根據(jù)開(kāi)采安全影響角度及臺(tái)階高度,沿礦區(qū)范圍外擴(kuò)10m為露天采場(chǎng)影響范圍,在此范圍工程建設(shè)引發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性為中等,在此范圍外工程建設(shè)引發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性為小。
隨著礦床的繼續(xù)開(kāi)采,預(yù)測(cè)表土存儲(chǔ)場(chǎng)將存入表土的總共土方量為20622m3,表土邊坡小于45°,大多數(shù)情況下是穩(wěn)定的;在大雨情況下,表土存儲(chǔ)場(chǎng)要采取先攔后存土,可以防止水土流失。所以,泥石流地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估為小[3]。
土山礦尾礦庫(kù)位于礦區(qū)東南,礦山閉坑后預(yù)計(jì)尾砂總產(chǎn)量為46.58萬(wàn)m3,現(xiàn)尾礦庫(kù)總占地3.96萬(wàn)m2,壩高為11m,壩寬為4.5m,可容納全部尾砂,尾礦庫(kù)現(xiàn)坡比為1∶2.25,遠(yuǎn)在安全范圍之內(nèi)。因此對(duì)村民的生命、財(cái)產(chǎn)構(gòu)成威脅較小,地質(zhì)災(zāi)害危害程度較輕。
綜上所述,預(yù)測(cè)評(píng)估露天采場(chǎng)區(qū)內(nèi)崩塌地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估較嚴(yán)重,評(píng)估區(qū)內(nèi)其他區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估較輕。
4.2 含水層影響預(yù)測(cè)評(píng)估
當(dāng)?shù)卮迩f一般海拔高度110~120m,采礦區(qū)為山丘,最低開(kāi)采標(biāo)高為+100m,由于礦體及其圍巖富水性微弱,滲透性差,礦山涌水量小,礦山最大涌水量為110m2/d,對(duì)礦區(qū)及周?chē)饕畬铀唤捣绊戄^輕。因此,礦山開(kāi)采對(duì)含水層影響評(píng)估較輕。
4.3 土地資源預(yù)測(cè)評(píng)估
隨著開(kāi)采的進(jìn)行,開(kāi)采過(guò)程中采礦坑、尾礦庫(kù)、表土存儲(chǔ)的占地面積將有所擴(kuò)大,因此,占地區(qū)域土地資源預(yù)測(cè)影響評(píng)估較嚴(yán)重;而工業(yè)廣場(chǎng)、選礦廠占地面積不會(huì)再擴(kuò)大,因此占地區(qū)域土地資源預(yù)測(cè)影響評(píng)估較輕。
4.4 地形地貌景觀預(yù)測(cè)評(píng)估
礦山開(kāi)采破壞了山體,改變了原有的地形地貌形態(tài),今后隨礦山開(kāi)采量的不斷加大,對(duì)礦山開(kāi)采地形地貌形態(tài)的改變也加大,礦山開(kāi)采結(jié)束后將使原自然山坡的緩坡地貌轉(zhuǎn)變成為人工凹坑負(fù)地形,最終形成長(zhǎng)430m,寬140m,深40m的橢圓形采坑,因此采礦場(chǎng)區(qū)內(nèi)地形地貌預(yù)測(cè)評(píng)估為影響嚴(yán)重,采礦場(chǎng)區(qū)外圍地區(qū)預(yù)測(cè)評(píng)估為影響較輕。
4.5 礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測(cè)評(píng)估
在對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性、地下水環(huán)境、土地資源、地形地貌等影響現(xiàn)狀與預(yù)測(cè)評(píng)估的基礎(chǔ)上,依據(jù)國(guó)土資源部《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案編制規(guī)范》(DZ/T223-2009)規(guī)定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)附錄E進(jìn)行分級(jí),對(duì)礦山環(huán)境影響程度評(píng)估,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果
由表2可以看出:①礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度嚴(yán)重區(qū):包括礦山采坑,面積為0.0688km2,該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等,對(duì)含水層影響較輕,對(duì)土地資源環(huán)境影響較嚴(yán)重,地形地貌景觀破壞嚴(yán)重。②礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較重區(qū):包括尾礦庫(kù)以及表土存儲(chǔ)場(chǎng)占地區(qū)域,總面積為0.0523km2,該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小,礦山生產(chǎn)對(duì)含水層影響較輕,對(duì)土地資源環(huán)境影響較嚴(yán)重,地形地貌景觀破壞較輕。③礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕區(qū):礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度嚴(yán)重及較嚴(yán)重之外區(qū)域,面積為0.5808km2,該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小,對(duì)含水層、土地資源、地形地貌景觀影響均較輕。
5.1 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)分區(qū)
根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類(lèi)型、分布特征及其危害性,礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估結(jié)果,及“區(qū)內(nèi)相似,區(qū)際相異”、“就大不就小”的原則,對(duì)評(píng)估區(qū)進(jìn)行分區(qū)[4-5],其結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可以看出,重點(diǎn)防治區(qū)面積為0.0688km2,主要設(shè)施為采礦坑,次重點(diǎn)防治區(qū)面積0.0674km2,主要設(shè)施為尾礦庫(kù)、表土存儲(chǔ)場(chǎng)、工業(yè)廣場(chǎng)、選礦廠。
表3 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)分區(qū)
5.2 主要治理恢復(fù)措施
5.2.1 礦山采坑治理恢復(fù)措施
采坑回填: 礦山露天開(kāi)采完畢后,將前期開(kāi)采產(chǎn)生的廢石填入凹陷采坑,充填時(shí)應(yīng)注意粗細(xì)顆粒的級(jí)配,分層攤平用細(xì)粒風(fēng)化砂石灌縫后壓實(shí)。
采坑邊坡整治綠化[6]: 對(duì)開(kāi)采形成的陡立邊坡進(jìn)行卸載、續(xù)坡,坡體修整采用爆破成型、機(jī)械找平的方式進(jìn)行。在修整后的坡體上高度間隔4m用廢石及水泥砂漿砌4道寬0.3m高0.8m的擋墻,內(nèi)側(cè)覆土。對(duì)平臺(tái)及一、二級(jí)臺(tái)階坡面進(jìn)行綠化,種植側(cè)柏,側(cè)柏株距0.3m。在臺(tái)階之間的邊坡上可采用種植孔綠化技術(shù)種植爬山虎[7],爬山虎株距0.2m。
回填地面綠化: 采坑回填完畢后可在礦坑表面挖坑植樹(shù)綠化,樹(shù)坑規(guī)格按1.0m×1.0m×1.0m,坑內(nèi)培植客土,種植易存活的楊樹(shù),密度按行距3m株距3m。選擇胸徑6~8cm、帶土球的樹(shù)苗,選擇春季栽種以確保存活率。
5.2.2 對(duì)尾礦庫(kù)的治理恢復(fù)措施
排水渠工程: 對(duì)尾礦庫(kù)的治理除了在原有基礎(chǔ)上加固壩頂外建議在壩頂外側(cè)設(shè)截水梗,在坡面沖溝位置開(kāi)挖急流槽基礎(chǔ),沿坡腳開(kāi)挖排水渠基礎(chǔ)(圖1);在尾礦子壩修建排水明渠,用于尾礦壩坡面排水。排水渠沿坡腳布置,基礎(chǔ)用強(qiáng)夯夯實(shí),確保排水渠基礎(chǔ)穩(wěn)定。
圖1 排水渠剖面示意圖(單位:m)
坡面覆土綠化工程:為了減少尾礦庫(kù)揚(yáng)沙問(wèn)題,對(duì)其坡面進(jìn)行覆土綠化,在尾礦庫(kù)閉庫(kù)后對(duì)沉積灘覆土綠化,起到固沙和保護(hù)環(huán)境的作用。
綠化方法:在坡面及壩坡平臺(tái)上覆土,覆土厚0.3m,并適度砸實(shí),坡面平臺(tái)面微向內(nèi)傾,以起到蓄水防邊坡沖刷作用,并在其外緣修筑寬0.4m,高0.3m的壓實(shí)土埂。最后在坡面及平臺(tái)面上種植爬墻虎,株行距1.0m×1.0m,見(jiàn)尾礦庫(kù)綠化示意圖(圖2)。
圖2 尾礦庫(kù)坡面覆土綠化工程設(shè)計(jì)示意圖
5.2.3 對(duì)表土存儲(chǔ)場(chǎng)的治理恢復(fù)措施
礦山開(kāi)采期間:下游坡腳處修建擋土墻,上游挖掘截排水溝以防對(duì)邊坡沖刷作用。
閉坑后:表土存儲(chǔ)場(chǎng)存的土用于采礦坑的回填、工業(yè)廣場(chǎng)以及尾礦庫(kù)的覆土工作,覆土完之后,把周?chē)鷵跬翂Σ鸪?,進(jìn)行表土存儲(chǔ)場(chǎng)平整工作,以后仍然可以當(dāng)作耕地使用。
5.2.4 對(duì)選礦廠工業(yè)廣場(chǎng)的治理恢復(fù)措施
礦山開(kāi)采期間:在選礦廠、工業(yè)場(chǎng)地周?chē)斑\(yùn)輸?shù)缆穬蓚?cè)植樹(shù)綠化,既可以美化環(huán)境、防風(fēng)降塵,也能起到遮擋視線,減輕視覺(jué)污染的作用。
礦山閉坑后:應(yīng)及時(shí)拆除、清理,恢復(fù)其占用的土地,拆除的建筑材料及時(shí)外運(yùn),可重復(fù)利用,清理完畢后,進(jìn)行覆土平整(表土來(lái)源是采礦前剝離的表土以及尾砂):先覆尾砂0.5m,后覆表土0.5m,再進(jìn)行播撒草籽等綠化工程。
5.2.5 其他工作部署
地下水監(jiān)測(cè),每個(gè)季度進(jìn)行一次地下水水位測(cè)量并進(jìn)行水質(zhì)分析,調(diào)查含水層變化;采坑最低開(kāi)采標(biāo)高為+100m,低于當(dāng)?shù)氐叵滤唬V體及其圍巖滲透性差,容易儲(chǔ)存水,是很好的蓄水水庫(kù),旱季時(shí)可用于周?chē)r(nóng)田灌溉。
該文通過(guò)對(duì)土山礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)評(píng)估,進(jìn)行治理恢復(fù)分區(qū),并提出了該礦山露天采礦、尾礦庫(kù)、表土存儲(chǔ)場(chǎng)、工業(yè)廣場(chǎng)、選礦廠恢治理的基本思路和方法措施,有利于消除和減輕地質(zhì)災(zāi)害安全隱患、全面恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境。其中采坑邊坡整治綠化技術(shù)、排水渠工程和尾礦庫(kù)坡面覆土綠化工程為本礦山環(huán)境治理恢復(fù)的重要措施,為其他類(lèi)似礦山環(huán)境治理恢復(fù)提供參照。
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[2] DZ/T 223-2009.礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案編制規(guī)范[S].
[3] 王騰飛,姚磊華,辰愛(ài)華.暴雨條件下麻柳溝坡面泥石流形成過(guò)程試驗(yàn)研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2014,41(4):119-124.
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Impact Assessment and Treatment and Recovery Countermeasures of Geological Environment in Tushan Iron Deposit in Zoucheng City
MA Teng,LI Jun
(Lunan Geo-engineering Exploration Institute, Shandong Yanzhou 272100, China)
Through investigation and study on geological environment background and present condition, combining with actual production of the mine, from the aspects of geological disasters, aquifer, topography, landscape and land resoures, present condition and predictation evalution of geological environment affect to the mine have been carried out. On these basis, partition of geological environment protection, treatment and recovery of the mine have been carried out. Corresponding recovery measures have been put forward pointing to open mining pit, tailings, topsoil storage field and concentrator in emphasis area and second-emphasis areas in order to effectively prevent and reduce geological disasters induced by mining. It has certain guiding significance in recovering the ecological environment fully.
Tushan iron deposit;impact assessment; treatment and recovery; treatment of slope;planting holes greening; Zoucheng city
2015-03-18;
2015-04-02;編輯:陶衛(wèi)衛(wèi)
山東省地勘項(xiàng)目“黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地下淡水資源調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目”( 魯勘字(2011)117號(hào))
馬騰(1979—),男,天津人,工程師,主要從事礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)勘查工作;E-mail: 670421805@qq.com
P641.134;X820.2
B
馬騰,李軍.鄒城市土山鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估及恢復(fù)治理措施[J].山東國(guó)土資源,2015,31(11):42-46.MA Teng,LI Jun.Impact Assessment and Treatment and Recovery Countermeasures of Geological Environment in Tushan Iron Deposit in Zoucheng City[J].Shandong Land and Resources,2015,31(11):42-46.