新疆哈巴河縣某金礦地質(zhì)環(huán)境影響程度評(píng)價(jià)

劉天超

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，烏魯木齊 830013）

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新疆哈巴河縣某金礦地質(zhì)環(huán)境影響程度評(píng)價(jià)

劉天超

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，烏魯木齊 830013）

摘要：新疆哈巴河縣某一金礦為多年開采的老礦山，礦山采用地下開采方式，針對(duì)該金礦前期開采現(xiàn)狀地質(zhì)環(huán)境影響程度和后期開采預(yù)測地質(zhì)環(huán)境影響程度問題，選取地質(zhì)災(zāi)害危害程度、含水層破壞程度、對(duì)地形地貌景觀破壞和土地資源破壞四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，分析各礦建設(shè)施、破壞土地單元和采礦活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響程度，最后根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的破壞程度提出了相應(yīng)的礦山地質(zhì)環(huán)境防治措施。

關(guān)鍵詞：金礦；地質(zhì)環(huán)境；影響程度；哈巴河縣

礦山地質(zhì)環(huán)境(Mine Geological Environment)是指曾經(jīng)開采、正在開采或準(zhǔn)備開采的礦山及其鄰近地區(qū)的巖石圈表層與大氣圈、水圈、生物圈之間不斷進(jìn)行物質(zhì)交換和能量流動(dòng)的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境系統(tǒng)[1]。新疆礦產(chǎn)資源豐富，礦產(chǎn)資源的開發(fā)為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)，但新疆多處于干旱、半干旱地區(qū)，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，礦產(chǎn)資源的大量開采勢必會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境帶來極大破壞。目前新疆地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)采用的主要方法以定性評(píng)價(jià)為主，近年來，關(guān)于礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的研究取得多種成果[2～13]，提出了多種方案，而針對(duì)新疆地區(qū)干旱半干旱氣候條件下的礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)研究則較少。

1　礦山地質(zhì)環(huán)境背景及礦山布局

1.1礦山地質(zhì)環(huán)境背景

該金礦位于哈巴河縣縣城北西，直線距離約40km，設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為5萬噸/年。

礦區(qū)位于阿爾泰山脈北西段南麓低山丘陵區(qū)，總體地勢為北高南低，海拔高程620～772m，相對(duì)高差30～50m，最大高差達(dá)150m；區(qū)內(nèi)大都基巖裸露，地面傾向與巖層傾向多為斜交；礦區(qū)整體地形較平坦，地形坡度坡度一般小于20°；礦區(qū)中部發(fā)育有1條溝谷，大體呈南北向展布，呈 “U”型，溝谷兩側(cè)地形坡度一般10°～20°。礦區(qū)外圍的南采區(qū)生活區(qū)、炸藥庫和部分礦區(qū)道路地形平坦開闊，地形坡度小于5°，地表植被發(fā)育。

礦區(qū)屬大陸性北溫帶寒冷氣候區(qū)，年平均氣溫為4℃，年平均降水量198.4mm，蒸發(fā)量為1 888.5mm，礦區(qū)北部200m處為別列則克河，自區(qū)外流經(jīng)礦區(qū)北側(cè)和西側(cè)，最終匯入額爾齊斯河，平水期流量為9.463m3/s，年徑流量為4.049億m3。

礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位于天山-興安地槽系一級(jí)構(gòu)造單元，阿爾泰地槽褶皺系二級(jí)構(gòu)造單元，礦區(qū)發(fā)育有褶皺、斷裂等構(gòu)造。

礦區(qū)出露的地層，主要為中泥盆統(tǒng)托克薩雷組第三巖性段(D2t3)，其次有少量第四系，礦區(qū)內(nèi)巖漿巖屬東格勒黑云英閃巖體的一部分，分布于礦區(qū)東部。

礦區(qū)共劃分出I、II和III三個(gè)金礦帶，I號(hào)礦帶位于礦區(qū)中段，共圈定礦體14個(gè)，礦體長102～525m，單個(gè)礦體厚1.12～5.21m，整個(gè)礦帶最大厚度約40.6m，延深40～300m；礦體傾向284°～304°，傾角

58°～82°；II號(hào)礦帶南北長約950m，走向上呈反“S”形展布，主要有3個(gè)礦體群共24個(gè)礦體；III號(hào)礦帶位于礦區(qū)北段，由9個(gè)礦體組成，礦體集中分布于近南北展布的韌性剪切蝕變帶中，長約1 000m，寬30～80m，單個(gè)礦體厚1.20～6.57m，整個(gè)礦帶最大厚度約21.97m，礦體平行側(cè)列分布，產(chǎn)狀與飾變基本吻合，傾向290°，傾角70°～82°。礦體形態(tài)一般為脈狀、分支脈狀或透鏡體，沿走向及傾向具彭縮、分支復(fù)合與尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

礦區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為VI度，屬地殼穩(wěn)定區(qū)，工程建設(shè)條件良好。

礦區(qū)地下水類型包括第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水，礦區(qū)地下開采正常涌水量為30m3/天，最大涌水量為50m3/天。

1.2礦山布局

該礦山為已生產(chǎn)多年的礦山，礦山整體布局包括原有3處露天采坑、2處采礦豎井廣場、2處廢石堆放場、已建2處礦部生活區(qū)、新建垃圾填埋場、原有炸藥庫、表土堆放場和已建礦山道路，礦山總平面布局共占地面積425 700 m2，礦山各項(xiàng)設(shè)施詳見圖。

圖1　礦區(qū)地面設(shè)施布局圖

2　礦山地質(zhì)環(huán)境問題及影響程度評(píng)價(jià)

2.1礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀問題及評(píng)價(jià)

該礦山自1989年開始進(jìn)行小規(guī)模不規(guī)則開采，2010年辦理了采礦證，開始進(jìn)行正規(guī)開采，設(shè)計(jì)開采規(guī)模為5.00萬噸/年，目前礦山正在開采。前期3個(gè)礦床地表氧化礦已基本采完，形成了3處露天采坑，I號(hào)礦床露天采坑（CK1）占地面積約102 800 m2，前期采坑因部分回填以及采坑周邊土地向坑內(nèi)發(fā)生滑動(dòng)，采坑目前深10～35m，II號(hào)礦床露天采坑（CK2）占地面積約63 500 m2，采坑目前深5～25m，III號(hào)礦床露天采坑（CK3）占地面積約32 500 m2，采坑目前深5～20m。

I號(hào)礦床目前進(jìn)行了地下開采，其中630m標(biāo)高以上全部采完，580m～630m標(biāo)高間部分已采，Ⅱ號(hào)礦床600m標(biāo)高已全部采完，500～600m標(biāo)高間大部分已采，Ⅲ號(hào)礦床至今一直未進(jìn)行地下開采。

礦山前期露天開采形成的廢石大部分已回填至原有露天采坑，礦山地下開采分為2個(gè)采區(qū)，即南采區(qū)和北采區(qū)，兩個(gè)采區(qū)形成的廢石分別堆放在2處廢石場，北采區(qū)廢石場占地面積約6 500 m2，廢石堆高約4～8m，廢石體積約28 000m3，南采區(qū)廢石場占地面積約5 500 m2，廢石堆高3～8m，廢石體積約21 000m3。礦山目前已北采區(qū)生活區(qū)、南采區(qū)生活區(qū)、炸藥庫、南采區(qū)豎井工業(yè)廣場、北采區(qū)豎井工業(yè)廣場、選廠和礦區(qū)道路等礦建設(shè)施。

根據(jù)評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞、地形地貌景觀影響、土地資源破壞等四方面的現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果，考慮各方面影響情況和影響面積的疊加，將評(píng)估區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估劃分為嚴(yán)重區(qū)和較輕區(qū)，現(xiàn)分述如下：

嚴(yán)重區(qū)：面積400 400 m2，分布范圍為3處露天采坑、2處廢石場、2處豎井工業(yè)廣場、2處生活區(qū)、炸藥庫、選廠和礦山道路。

1）地質(zhì)災(zāi)害的影響程度。原有露天采坑發(fā)育有小的崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危害程度小，危險(xiǎn)性小，影響程度較輕。

2）對(duì)含水層影響程度。礦山現(xiàn)狀地下開采產(chǎn)生少量地下涌水，不會(huì)引發(fā)礦區(qū)及周邊地下水位下降，對(duì)含水層的影響程度較輕。

3）對(duì)地形地貌影響程度。3處露天采坑和2處廢石場對(duì)地形地貌的影響程度較嚴(yán)重。

4）對(duì)土地資源的影響程度

礦山各設(shè)施總破壞土地資源面積400 400m2（40.04公頃），破壞土地類型為天然牧草地，采礦活動(dòng)對(duì)土地資源的響程度嚴(yán)重。

較輕區(qū)：面積12 659 600 m2，評(píng)估區(qū)除嚴(yán)重區(qū)外其他區(qū)域，現(xiàn)狀評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害的影響程度較輕，對(duì)地形地貌景觀破壞、含水層破壞和土地資源破壞的影響程度較輕。

2.2礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測評(píng)價(jià)

3個(gè)礦山地表氧化礦已基本采完，礦床埋藏深度較深，設(shè)計(jì)后期采用地下開采方式，目前礦山南、北采區(qū)開拓、提升等采礦生產(chǎn)系統(tǒng)已完成，兩個(gè)采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)多年，故仍沿用原礦山開采順序，即兩個(gè)采區(qū)同時(shí)開采，設(shè)計(jì)采用豎井開拓方案，設(shè)計(jì)采用淺孔留礦法開采。

設(shè)計(jì)整個(gè)礦區(qū)分為2個(gè)采區(qū)，南采區(qū)主要開采對(duì)象為II號(hào)礦體，中段高度為40～50m，各中段標(biāo)高為650m、600m、550m、510m和469m；北采區(qū)主要開采對(duì)象為I、III號(hào)礦體，中段高度為40～50m，各中段標(biāo)高為650m、600m、572m。

2.2.1地下開采地面塌陷預(yù)測評(píng)估

礦體傾角多在70°以上，僅個(gè)別礦體傾角在58°，礦體頂?shù)装寰鶠閷訝罨規(guī)r、白云巖、變砂巖、千枚巖，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為45～60Mpa，屬堅(jiān)硬巖石，參照《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》附錄公式，選用急傾斜、堅(jiān)硬覆巖條件下的公式來計(jì)算頂板巖層冒落裂隙帶高度：

Hc=（0.4～0.5）Hf Hf=〔100mh/（4.1h+133）〕+8.4 （式1）

式中：Hc——頂板巖層冒落帶高度（m），取0.5 Hf；Hf——頂板巖層導(dǎo)水裂隙帶高度（m）；M——礦層采厚或厚度（m），取礦體最大厚度，當(dāng)?shù)V層間距小時(shí)，采用累計(jì)厚度進(jìn)行計(jì)算；H——小階段垂高（m），取礦體中段高度50m。

根據(jù)式1計(jì)算結(jié)果，礦體開采采空區(qū)頂板埋深全部小于礦體導(dǎo)水裂隙帶最大高度，全部采空區(qū)其導(dǎo)水裂隙帶最大高度可到達(dá)地表，易引發(fā)地面塌陷災(zāi)害。

地面塌陷范圍的圈定

地面塌陷傾向范圍的確定將巖石移動(dòng)角確定為：下盤巖石移動(dòng)角為68°，上盤巖石移動(dòng)角為65°，端部巖石移動(dòng)角70°。按照移動(dòng)距離與采深之比為移動(dòng)角余切的三角函數(shù)關(guān)系在剖面圖上圈定易產(chǎn)生地面塌陷的傾向范圍。

地面塌陷在走向上范圍根據(jù)礦體采深與巖石走向移動(dòng)角確定，計(jì)算公式為：

L=H×ctanδ （式2）

其中：L-地面塌陷走向?qū)挾龋╩）；H-礦體采深（m）；δ-端部巖石移動(dòng)角。

根據(jù)確定的地面塌陷傾向和走向范圍，圈定地面塌陷區(qū)面積約384 800m2，部分地面塌陷區(qū)位于采空區(qū)地表投影范圍外。地面塌陷規(guī)模為中型，礦體地面塌陷的變形特征為無規(guī)律、突變的非連續(xù)性變形，易出現(xiàn)塌陷坑和不規(guī)則的伴生地裂縫，主要危害為破壞礦區(qū)地形地貌和生態(tài)環(huán)境，并威脅井下作業(yè)的人員、井下的采礦設(shè)施以及在可能發(fā)生地面塌陷地帶內(nèi)活動(dòng)的人員的安全，每班采礦人員最多27人，預(yù)計(jì)威脅井下人員27人，威脅財(cái)產(chǎn)小于500萬，危害程度中等，預(yù)測評(píng)估地下開采引發(fā)地面塌陷災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。

2.2.2預(yù)測評(píng)估結(jié)論

根據(jù)評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞、地形地貌景觀影響、土地資源破壞等四方面的預(yù)測評(píng)估結(jié)果，考慮各方面影響情況和影響面積的疊加，將評(píng)估區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測評(píng)估劃分為嚴(yán)重區(qū)和較輕區(qū)。

嚴(yán)重區(qū)：面積634 500m2，分布范圍為原露天采坑和預(yù)測地面塌陷區(qū)、2處廢石堆放場、2處豎井廣場、2處生活區(qū)、選廠、礦山道路、擬建垃圾填埋場、炸藥庫和表土堆放場等。

1）地質(zhì)災(zāi)害的影響程度。預(yù)測地面塌陷區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害影響程度較嚴(yán)重，原露天采坑崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響程度較輕，泥石流地質(zhì)災(zāi)害影響程度較輕。

2）對(duì)含水層影響程度。礦山地下開采將產(chǎn)生少量地下涌水，不會(huì)引發(fā)礦區(qū)及周邊地下水位下降，對(duì)含水層的影響程度較輕。

3）對(duì)地形地貌影響程度。原露天采坑和預(yù)測地面塌陷區(qū)、廢石場和表土堆放場對(duì)地形地貌的影響程度較嚴(yán)重，礦山其它設(shè)施對(duì)地形地貌的影響程度較輕。

4）對(duì)土地資源的影響程度。礦山各設(shè)施總破壞土地資源面積634 500m2（63.45公頃），破壞土地類型為天然牧草地，采礦活動(dòng)對(duì)土地資源的響程度嚴(yán)重。

較輕區(qū)：面積12 425 500m2，除嚴(yán)重區(qū)外評(píng)估區(qū)內(nèi)其他區(qū)域。該區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育；礦山開采對(duì)含水層破壞程度較輕；礦山開采對(duì)地形地貌景觀影響程度較輕；礦山開采對(duì)土地資源破壞程度較輕。

3　結(jié)論與建議

該礦山經(jīng)過前期多年的開采已對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境造成很大的破壞，破壞了大量的土地資源和生態(tài)環(huán)境，影響了當(dāng)?shù)氐恼Ｐ竽翗I(yè)活動(dòng)；礦山后期仍將繼續(xù)開采，采用地下開采方式，礦山開采形成了大量的采空區(qū)，易引發(fā)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)礦山生產(chǎn)人員和當(dāng)?shù)胤拍寥藛T和牲畜存在安全隱患，礦山后期開采也會(huì)大量破壞地表植被，造成草場資源破壞。礦山閉坑后，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境治理措施和土地復(fù)墾措施，如修建圍欄和警示牌、用廢石回填露天采坑和采空區(qū)、修建廢水沉淀池和污水處理池、清理廢石場廢石、拆除地面設(shè)施、對(duì)地表進(jìn)行覆土和種植適合當(dāng)?shù)厣L的植被等措施，恢復(fù)原地表形態(tài)和原土地使用功能。

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Assessment of Geological Environment of a Au Mine in Habahe,Xinjiang

LIU Tian-chao
(The First Regional Geological Survey Party,Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,ürümqi 830013)

Abstract:A gold mine in Habahe,Xinjiang is an old mine mined for many years.The mine was underground mining.This paper puts forward some control measures of the geological environment based on four indices such as gravity of geological hazard,degree of aquifer damage,degree of landform and landscape destruction and land resource destruction.

Key words:mine geological environment; influence factor; control measures

作者簡介：劉天超(1987-)，男，漢族，甘肅張掖人，助理工程師，本科生，主要從事礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方面的研究

收稿日期：2015-12-03

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.023

中圖分類號(hào)：P618.51

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0995（2016）01-0107-04