唐山市遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查分析

寧少杰 梁文璐 耿 磊 劉富濱

(河北省地礦局第二地質(zhì)大隊 唐山 063000)

唐山市是河北省乃至全國重要的礦業(yè)經(jīng)濟大市，其中又以遵化市、遷西縣和遷安市為主要礦產(chǎn)開采地。主要開采礦種以煤礦、鐵礦為主，其次為建筑石料礦、熔劑用石灰?guī)r礦、熔劑用白云巖礦、水泥用石灰?guī)r礦、金礦。礦產(chǎn)資源大規(guī)模開發(fā)在為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展做出重要貢獻的同時，也產(chǎn)生了大量的礦山地質(zhì)環(huán)境問題，包括引發(fā)礦山地質(zhì)災害、占用破壞土地資源、影響水土資源環(huán)境及周圍人居環(huán)境、生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定，但目前缺乏全面系統(tǒng)的礦山地質(zhì)環(huán)境問題現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。以為當?shù)卣块T提供礦山治理和恢復生態(tài)環(huán)境依據(jù)為目的，決定開展唐山市遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作。

1 地質(zhì)條件及礦產(chǎn)資源利用情況

遷西縣地勢由北向南有高—低—高的趨勢，礦產(chǎn)資源分布與之相匹配。北部山區(qū)中北部以太古宇變質(zhì)巖為主，礦產(chǎn)多以鐵礦為主，而金礦主要分布在北部巖體邊緣和東北部斷裂發(fā)育地段；南部為以碳酸鹽巖為主的丘陵區(qū)，巖性主要為長城系、薊縣系的砂頁巖、白云巖，多分布非金屬礦產(chǎn)。如冶金用白云巖、建筑用白云巖(圖1)。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前遷西縣礦山以鐵礦、建筑用白云巖礦、金礦為主。工作區(qū)內(nèi)鐵礦占礦山總數(shù)的91.13%；建筑用白云巖礦占礦山總數(shù)的6.19%；金礦占礦山總數(shù)的2.17%；冶金用白云巖礦占礦山總數(shù)的0.31%。

從礦山企業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)來看，大中型企業(yè)的技術(shù)裝備和各項技術(shù)指標處于領先水平，形成了較為完善的礦山采選技術(shù)支撐體系，但一些小型礦山企業(yè)技術(shù)仍比較落后，資源開發(fā)利用水平有待提高，環(huán)境污染嚴重。

圖1 遷西縣礦產(chǎn)資源分布特征圖

2 主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題

長期以來，由于礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)利用，引發(fā)了各種各樣的礦山地質(zhì)環(huán)境問題。大范圍、高強度的礦業(yè)活動，使礦山地質(zhì)環(huán)境的演變愈來愈烈，引發(fā)的礦山地質(zhì)環(huán)境問題也日益突出。由于歷史遺留的礦山地質(zhì)環(huán)境問題較多，特別是近些年來開礦熱引起的亂采濫掘和廢渣的無序堆放，礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復治理任務十分艱巨。

2.1 礦山地質(zhì)環(huán)境問題類型

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的表現(xiàn)形式和影響結(jié)果，將遷西縣的礦山地質(zhì)環(huán)境問題歸納為三類：一是礦山地質(zhì)災害，二是地形地貌景觀的破壞，三是礦區(qū)土地植被等資源的占用或破壞(表1)。本次對破壞地質(zhì)環(huán)境的礦山露天采場、工業(yè)場地、廢土石堆和尾礦庫進行了調(diào)查(表2)。

表1 遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境問題類型劃分表

表2 遷西縣主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題統(tǒng)計表

2.2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題分布特征

(1)礦山地質(zhì)環(huán)境問題類型的多樣性

礦山地質(zhì)環(huán)境問題類型眾多，表現(xiàn)形式多樣。礦山建設的工業(yè)廣場、礦道掘進、露天礦表土剝離、廢石堆、尾礦庫及由于地下采空區(qū)形成的塌陷等改變了礦區(qū)原有的地形地貌，產(chǎn)生土地資源被占壓與破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問題；礦區(qū)采掘誘發(fā)地面塌陷、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害；礦山排水造成水、土、大氣環(huán)境污染等。

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的復雜性

礦山地質(zhì)環(huán)境問題的主要誘發(fā)因素是采礦活動。并與礦產(chǎn)類型、開發(fā)方式密切相關，而且與礦區(qū)的地質(zhì)背景、氣象、水文和植被等自然因素也有一定關系。礦種及開發(fā)方式不同，礦山地質(zhì)環(huán)境問題特征明顯不同。地下開采的地面塌陷問題突出，露天開采的礦山造成的地貌景觀破壞嚴重。

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的多因素性和復發(fā)性

礦山地質(zhì)環(huán)境問題往往是采礦、選礦等多種活動過程共同作用的結(jié)果，其誘發(fā)因素眾多。如土地資源的占壓與破壞可以是采礦廢渣、選礦尾礦的占壓，還可能是露天開采剝離導致的農(nóng)田損毀，或因滑坡、泥石流、地面塌陷造成的土地功能改變與土地質(zhì)量的下降。另外，某些地質(zhì)環(huán)境問題還具有多次原地復發(fā)的特點。

(4)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的地域性

礦山地質(zhì)環(huán)境問題的類型、嚴重程度與礦山所處的自然地理環(huán)境密切相關。不同地質(zhì)環(huán)境背景區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題特征不同，如滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害主要發(fā)生在丘陵山區(qū)，地面塌陷主要發(fā)生在山間盆地及平原區(qū)。

(5)礦山地質(zhì)環(huán)境問題危害的集中性與嚴重性

礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要發(fā)生在礦山生產(chǎn)現(xiàn)場及周邊影響范圍之內(nèi)，直接威脅采礦作業(yè)場、工況設施和周邊居民的生命財產(chǎn)安全。礦山環(huán)境問題不僅造成直接和間接的經(jīng)濟損失，而且破壞人居生態(tài)環(huán)境。礦山環(huán)境污染危害人體健康的滯后性和累積性更為深遠，以至于礦山閉坑后相當長的時期內(nèi)影響仍會存在。

(6)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的群發(fā)性與共生性

礦山地質(zhì)環(huán)境問題往往不是孤立發(fā)生或存在，具有群發(fā)性和共生性。一種礦山地質(zhì)環(huán)境問題的結(jié)果可能是另一種礦山地質(zhì)環(huán)境問題的誘發(fā)因素。如礦山廢石堆的排放會產(chǎn)生土地占壓、環(huán)境污染等地質(zhì)環(huán)境問題，同時還可能誘發(fā)渣石堆崩塌、滑坡、礦渣流、泥石流等地質(zhì)災害。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境問題產(chǎn)生的主要因素

遷西縣礦產(chǎn)資源主要開采區(qū)分布在西北部山區(qū)及丘陵區(qū)，一些地區(qū)植被稀疏、巖石裸露、水土流失嚴重。除生態(tài)環(huán)境條件脆弱等自然因素外，導致礦山地質(zhì)環(huán)境問題產(chǎn)生的主要因素是人為因素。

3.1 礦產(chǎn)資源開采強度大

由于歷史認識的局限性，以往在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中忽視環(huán)境保護工作，高強度、大規(guī)模的礦業(yè)開發(fā)和無序群采，加劇了日趨嚴重的礦山地質(zhì)環(huán)境問題，造成了大量的財產(chǎn)損失和人員傷亡，產(chǎn)生了巨大的社會負面影響。其中20世紀80年代，放寬了開礦的準入條件，礦山數(shù)量大幅增加，群采濫挖加劇了礦山環(huán)境的破壞。雖然經(jīng)過多次清理、整頓并取締破壞資源、污染環(huán)境的小企業(yè)，但仍存在嚴重的礦山環(huán)境破壞問題。

3.2 礦山環(huán)境保護意識淡薄

過分強調(diào)經(jīng)濟效益，忽視環(huán)境保護，是造成礦山環(huán)境惡化的主要原因，采礦權(quán)人片面追求經(jīng)濟效益的最大化，重開發(fā)利用，輕資源節(jié)約和環(huán)境保護；重經(jīng)濟效益和發(fā)展速度，輕環(huán)境效益和發(fā)展質(zhì)量，盲目違規(guī)生產(chǎn)，不能按照“三同時”要求開展礦山環(huán)境保護工作，加劇了礦山環(huán)境的破壞。

3.3 缺乏科學的礦山建設規(guī)劃

由于礦山企業(yè)缺乏科學的礦山建設規(guī)劃，或不按批準的設計和開采方案執(zhí)行，對開采引發(fā)礦山地質(zhì)環(huán)境問題認識不足。采用的開采、廢物處置等技術(shù)落后，不可避免地引發(fā)一系列地質(zhì)環(huán)境問題。

采用井工開采的礦山，一般不對采空區(qū)充填，僅對地表重要建筑、構(gòu)筑物、水體和采礦巷道等部位進行局部支撐。未保護的區(qū)域、或保護力度不夠區(qū)域造成采空區(qū)地表變形開裂、塌陷等地質(zhì)災害，并引發(fā)水資源系統(tǒng)破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問題。

采用露天開采的礦山因?qū)吰滦再|(zhì)認識不足，開采邊坡過高過陡，引發(fā)崩塌、滑坡等礦山次生地質(zhì)災害。

礦山因?qū)ΦV山場地規(guī)劃不當，廢渣不合理堆放引發(fā)泥石流和滑坡發(fā)生。

礦山對礦山廢水、廢氣、廢渣未采取環(huán)保處理，引發(fā)礦山水土、大氣污染。

3.4 礦山環(huán)境歷史遺留問題多

環(huán)境問題不僅是技術(shù)問題，也是經(jīng)濟問題，經(jīng)濟實力決定環(huán)保投入能力。大量礦山環(huán)境問題是歷史積累形成的，礦山治理壓力大，歷史上礦山生產(chǎn)沒有認識到礦山環(huán)境問題的嚴重性，也沒有在成本中提留治理費用，長期積累了大量礦山地質(zhì)環(huán)境問題，所需治理資金巨大。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境評價

4.1 單個礦山分析評價

針對單個礦山，首先確定礦山地質(zhì)環(huán)境評價指標，再按照不同的評價指標劃分出若干評價因子，并賦予每一個評價因子一個權(quán)值，同時根據(jù)不同評價因子的狀況給定權(quán)重；然后，依據(jù)各因子權(quán)值和權(quán)重計算出各因子的分值；將各評價因子的分值相加，得出礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的總分值；最后，將礦山地質(zhì)環(huán)境分值與礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級標準比較，確定礦山地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量等級。

其數(shù)學模型為：

式中：U—礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分值；

Wi—第i個評價因子的權(quán)值；

Fij—第i個評價因子第j種狀況的權(quán)重。

(1)評價指標體系和評價因子的確定

依據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理恢復方案編制規(guī)范》(DZ/T 0223-2011)和《河北省礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查技術(shù)要求》(2015.4)確定評價指標和評價因子(表3)。

表3 礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價指標體系

(2)評價權(quán)值權(quán)重的確定

依據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理恢復方案編制規(guī)范》(DZ/T 0223-2011)，按照專家打分法給定權(quán)值權(quán)重(表4)。

表4 礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價指標權(quán)值權(quán)重確定表

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級

根據(jù)得分，將礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量劃分為三個等級(總分100分)，即差(U>70)、較差(50≤U≤70)、較好(U﹤50)(表5)。

表5 礦山地質(zhì)環(huán)境整體質(zhì)量分級標準

根據(jù)前述建立的評價體系、評價方法，本次對遷西縣382個礦山進行評價，評價結(jié)果為：礦山地質(zhì)環(huán)境問題差的礦山有28個，占礦山總數(shù)的7.33%；礦山地質(zhì)環(huán)境問題較差的礦山有117個，占礦山總數(shù)的30.63%；礦山地質(zhì)環(huán)境問題較好的礦山有237個，占礦山總數(shù)的60.04%。

4.2 綜合分區(qū)

礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評估分區(qū)在依據(jù)各礦山地質(zhì)環(huán)境問題量化評價結(jié)果的基礎上結(jié)合區(qū)域定性評價，按礦類和單礦種進行全區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評估分區(qū)(圖2)。

(1)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差區(qū)

面積為168.97 km2，占評價區(qū)總面積的33.66%。該區(qū)礦山分布較密集、礦產(chǎn)資源開采規(guī)模與強度大，礦山地質(zhì)環(huán)境問題種類多，礦山地質(zhì)災害發(fā)育，一般3～4種以上，具有很大的危害性，嚴重地影響了當?shù)厝藗兊纳a(chǎn)和生活，導致人員傷亡、較大的財產(chǎn)損失等。

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差區(qū)

面積為242.05 km2，占評價區(qū)總面積的48.22%。該區(qū)礦山分布相對較多，礦產(chǎn)資源開采規(guī)模與強度一般。礦山地質(zhì)環(huán)境問題、礦山地質(zhì)災害較發(fā)育，一般1～2種，具有一定的危害性，一定程度

上破壞了地質(zhì)環(huán)境，造成了經(jīng)濟損失，影響了當?shù)厝藗兊纳a(chǎn)和生活。

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較好區(qū)

面積為90.91 km2，占評價區(qū)總面積的18.11%。該區(qū)礦山零星分布，礦產(chǎn)資源開采規(guī)模與強度小，礦山地質(zhì)環(huán)境問題、礦山地質(zhì)災害發(fā)生相對少，危害性小，造成一定經(jīng)濟損失。

圖2 遷西礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評估分區(qū)圖

[1]河北省環(huán)境地質(zhì)勘察院,《唐山市遷西縣礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告》,2015.