全国矿山地质环境调查

2024-05-07 11:21

1. 全国矿山地质环境调查

一、内容概述
在国土资源部统一安排和部署下,中国地质调查局于2000年启动了全国矿山环境调查工作,部署了全国以省为单元的矿山地质环境调查与评估,全国矿山地质环境综合研究与动态评估,以及黄淮海平原煤炭资源开发区、西南有色金属和化工矿产开发区、东北老工业基地煤铁资源开发区等地区的矿山生态环境状况调查评价和重点矿区地质环境详细调查评价以及相关技术方法理论研究工作。项目主要承担单位为中国地质环境监测院、全国各省(自治区、直辖市)地质环境监测总站(中心)、中国地质调查局西安地质调查中心等单位。
主要成果:
(1)摸清了我国矿山地质环境现状,查明存在的主要环境地质问题及潜在危害,系统总结了我国矿山地质环境现状及主要地质环境问题。
(2)建立了首个全国矿山地质环境调查数据信息系统和矿产资源开发对矿山地质环境影响评估指标体系与评估方法,对全国矿山地质环境及我国主要矿业城市的矿山地质环境现状进行了评估。
(3)预测了全国矿山地质环境发展趋势,完成了全国矿山地质环境保护与治理区划,分析评价了矿产资源开发对地质环境的影响。
(4)提出了全国矿山地质环境保护与治理的对策和建议,为政府部门开展矿山地质环境规划、管理、保护和合理利用等提供了重要技术支撑。
(5)完成了吉林辽源煤矿区、陕西潼关金矿区、神东煤炭开采区、晋陕蒙能源基地东胜-准格尔煤炭开发区、河北省武安、辽宁阜新煤矿区黑龙江双鸭山矿区、小秦岭金矿区、河北邯郸等重点矿区矿山地质环境专题调查,查明了重点矿区矿山地质环境状况、主要矿山环境地质问题和矿山地质环境发展演化趋势,提出矿区地质环境综合整治对策建议。
(6)研发了矿山地质环境信息系统,建立了全国矿山地质环境调查数据库。
二、应用范围及前景
本项目编制了一系列的法规、制度、标准,可为保护矿山地质环境,减少矿产资源勘查开采活动造成的矿山地质环境破坏,保护人民生命和财产安全,促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展提供依据。
2009年编制的《全国矿山地质环境保护与治理规划(2009~2015)》,于2010年4月正式发布实施,全国31省(自治区、直辖市)省级矿山环境保护与治理规划在应用,用以指导本地区矿山地质环境保护与治理工作。
依据《矿山地质环境保护规定》,编制了行业标准《矿山环境保护与综合治理方案编制规范》(DZ/T223-2007)、《矿山地质环境保护与治理恢复方案编制规范》(DZ223-2011),为加强我国矿山地质环境管理工作提供了技术支撑。
三、推广转化方式
宣传报道。利用地质矿产和水工环领域的报纸期刊等发行物,对本项目的成果进行宣传报道,在中国地质环境监测网等相关页面介绍项目成果,链接在矿山环境相关网站,在科研交流会议上进行展示。
人员培训。对各地各级矿山地质环境从业人员,包括行政主管部门、相关事业单位和矿山企业人员,进行“全国矿山地质环境调查信息系统”使用方法、矿山地质环境调查手段和评估方法的培训。
项目推广。利用后续全国及各地的矿山地质环境相关项目,对本项目的成果进行使用推广,使信息系统和矿山地质环境调查评价方法等成果得到更多的实地应用,同时也对本项目成果进行检验和完善。
政府应用。各级国土资源主管部门通过本项目的成果资料,得到了矿山地质环境的基本现状、发展趋势和大量基础数据,在此基础上进行保护矿山地质环境、开展矿山环境整治、恢复重建矿山生态、实施矿山地质环境监督管理的决策,编制矿山地质环境保护与治理规划、全国矿产资源规划,制定矿山地质环境管理相关政策、法规、标准等。
技术依托单位:中国地质环境监测院
联系人:褚洪斌 张劲德
通讯地址:北京市海淀区大慧寺20号
邮政编码:100081
联系电话:010-62179611
电子邮件:chuhb@mail.cigem.gov.cn

全国矿山地质环境调查

2. 矿山地质环境保护与治理现状

资源的供应为我国经济快速发展提供了强有力的保证,但是随着资源的大量开采,在经济发展的同时也面临着环境破坏的严峻状况。为了保证经济的持续发展和人居生活的环境质量,我国政府在矿山环境保护和治理方面一直做着不懈的努力。
一、矿山地质环境保护现状
1.逐步建立、健全矿山环境保护的政策法规体系
1986年10月1日,全国人大常委会颁布实施了《中华人民共和国矿产资源法》,条款中明确了矿山勘查与开采的法律程序、法律责任,形成了系统的管理体制来约束矿山企业减少环境污染及承担环境治理责任。1994年3月26日,中华人民共和国国务院令(第152号)发布了《中华人民共和国矿产资源法实施细则》,规定矿山企业要按照批准的关闭矿山报告,完成水土保持、土地复垦和环境保护工作,或者缴清土地复垦和环境保护的有关费用。2001年4月11日,国务院批准《全国矿产资源规划(2000~2010年)》,并授权国土资源部发布实施。该规划确立了“在保护中开发,在开发中保护”和“坚持矿产资源开发利用与生态环境保护并重,预防为主、防治结合”的矿产资源开发利用总体方针,明确了矿山环境保护和生态恢复治理的目标、要求。
各省级政府及国土资源部门,在积极贯彻、落实国家颁布的有关矿山环境保护的法律、法规的同时,针对本省矿山环境保护和矿山地质环境防治状况,按照国土资源部的统一要求,相继制定、颁布了一系列关于矿山环境保护的地方性法律、法规。主要包括:31个省(市)制定了《省级矿产资源总体规划(2000~2010年)》,26个省(市)制定了《省级矿产资源管理条例》,12个省市制定了《省级地质环境保护条例》。在此基础上,各省(市)为了进一步提高了对矿山环境管理水平,提高了对相关法律法规的解读和执行能力,根据各省(市)的实际工作需要,又出台了系列管理办法和要求。
2.加强矿山环境保护的理论研究,并开展了“全国矿山环境调查与评估”等工作
为了推进矿山地质环境保护工作,加大了对相关理论的研究,组织开展了“矿山环境保护管理的基础研究”、“矿山环境保护的规划研究”等8个软课题的研究,为矿山地质环境保护与治理提供了系统的技术上、管理上、制度法律上的支撑。
为了摸清我国矿山基本现状及其开发对生态环境的影响,查明存在的主要环境地质问题及潜在危害。为合理开发矿产资源、保护地质环境、矿山环境整治、矿山生态系统恢复与重建、实施矿山地质环境监督提供基础资料。在国土资源部的统一安排和部署下,中国地质调查局于2002年启动了以省为单元的全国矿山地质环境调查与评估工作。到2006年31个省(市)调查完毕,在研究各省资料的前提下又开展了全国矿山环境调查成果集成和综合研究。基本摸清了调查范围内的矿山地质环境保护和治理现状。
3.推进矿山环境监测工作
国土资源部近年来积极推进矿山环境监测工作,明确了矿山企业对矿山环境应有监测的义务。对于贡献大的国有老矿山,国家有选择的进行示范监测工程。有监测能力的矿山企业,要积极主动地做好矿山环境监测工作,对于没有监测能力的矿山企业,可以向当地政府缴纳监测费用,由政府组织有监测能力的单位负责监测,并提供监测报告。通过监测数据为周期性的检查和修改矿山开采方案提供信息,确保矿山开采工程实现矿山地质环境保护的最佳效果。
4.加强矿山环境保护监督管理
有健全的法律、法规作为依据和保障,有翔实的矿山地质环境调查与评估成果作为技术支撑,国家和省(市)各级行政主管部门加大了对矿山生态环境保护监管的力度,提高了监管水平,并且规范了监管程序。在现行的矿山环境保护管理办法中明确规定:开发矿产资源必须坚持开发利用与环境保护并重,以预防为主,防治结合。加强矿产资源勘查、开发、闭坑等全过程的生态环境保护、治理与恢复的监督管理,最大程度的避免和减轻矿山生态环境问题及矿山地质灾害的发生。
(1)严格矿山开发的准入制度,保证矿山建设与矿山环境保护同步规划、同步实施、同步发展。要求新建矿山必须进行矿山开发项目环境影响评价,矿山开发项目环境影响评价书或报告表是办理采矿登记手续、取得采矿许可证的必备条件。在矿山开发项目环境影响评价书或报告表中应主要说明矿山开发可能产生和排放的废物种类、成分、数量、处理方法等;预测矿山开发可能对环境的影响程度,分析其产生原因;制定为避免和消除各种不良影响拟采取的环境保护措施,以及矿山环境恢复及土地复垦方案等。
(2)实行矿山环境治理保证金制度,强化采矿权人对矿山环境恢复治理的责任和义务,确保矿山开采过程中所造成的环境问题得到及时治理和恢复。新建矿山在向国土资源部门办理采矿登记时,需要缴纳矿山环境恢复治理保证金,鼓励现有和闭坑矿山企业按照市场机制及“谁投资、谁受益”的原则,通过土地租赁承包等形式,吸收社会资金进行矿山环境治理与生态重建。未缴纳矿山环境保证金的采矿权人,不予采矿登记,不发采矿许可证。
(3)建立矿山环境监督、检查制度,加大对矿山开采企业的监督检查力度。近年来,随着国家对矿山环境保护重视程度的提高,国土资源、环境保护、安全生产监督管理等各级矿山环境行政监督管理部门,逐步制订并完善了一系列矿山环境监督管理、检查制度和管理办法。采取定期检查与不定期抽查及突击检查相结合方式,开展矿山环境监督检查,督促采矿权人落实各项污染防治和生态修复措施,对未按要求落实污染防治和生态修复措施进行生产的,将依照相关法律法规进行处罚。查处的重点是:①在禁采区的违法开采矿产资源的行为;②未进行环境影响评价和“三同时”的矿产资源开发项目,或未落实环境影响评价及“三同时”有关生态保护与污染防治措施要求的、严重破坏生态、污染环境的矿业企业;③排放有毒有害固体废弃物、污水、废气污染环境严重危害群众身体健康的矿山企业和行为;④违反《安全生产法》、《矿山安全法》、《安全生产许可证条例》等法律法规,不符合基本安全生产条件的矿业企业。
(4)编制省级矿山环境保护与治理规划。根据《矿产资源法》、《矿产资源法实施细则》、《全国矿产资源规划》以及《矿产资源规划管理暂行办法》等有关规定,为促进矿产资源开发与环境保护协调发展,最大限度地减少矿产资源开发过程中的污染和生态破坏,逐步治理历史遗留的矿山环境问题,明确矿山环境保护与治理目标,落实矿山环境保护与治理计划,改善矿区人民生产、生活环境,2005年6月至2006年12月份,国土资源部规划司和环境司组织开展了31个省(市)矿山环境保护与治理规划编制工作。省级矿山环境保护与治理规划是省级国土资源行政主管部门依法保护和治理矿山环境的重要依据,是地方各级人民政府依法管理和保护矿山环境的指导性文件,其主要规划目标要纳入省级国民经济与社会发展计划中实施。
5.积极开展矿山环境保护宣传教育
为了营造保护矿山环境的舆论氛围,不断提高全社会对矿山环境保护意识,国家和省(市)各级行政主管部门开展了形式多样的宣传活动。一是利用新闻媒体大力宣传矿山环境保护的方针政策,积极推介工作中的先进典型和先进经验,监督严重的矿山环境破坏行为。2003年9月,中央电视台和国土资源部联合制作了18集电视系列节目《2003资源环境记忆》,运用大量的第一手拍摄素材,全面地展示了我国矿山环境保护的现状,客观地反映了我国在资源开发和环境保护领域取得的成就以及面对的问题。中央电视台新闻评论性栏目《焦点访谈》多次深度报道了不合理开采造成矿山环境破坏、发生地质灾害的典型事件,起到了良好的警示教育和舆论监督作用。二是利用“世界环境日”、“世界地球日”,采用集会、展览等形式向公众进行“依靠科技创新和科技进步,推进资源合理开发、节约利用和集约利用,推进环境保护与治理,提高国土资源对经济社会可持续发展的保障能力”等有关我国矿产资源开发利用与矿山环境保护的国家政策和科普知识宣传。三是发布环境质量公报,及时向公众通报矿山环境状况、保护工作取得的进展及存在的问题等,保障公众知情权、参与权、监督权。
二、矿山地质环境治理现状
近年来,国土资源部在财政部的支持下,开展了一些矿山地质环境治理工作,取得了一定成效;但我国的矿山地质环境恢复治理工作还处于起步阶段,大量的治理工作有待于今后逐步开展。
2001~2002年,在中央财政的支持下,国土资源部选择了18个不同类型、不同地区的矿山,针对矿产资源开发利用所造成的矿山环境破坏问题,开展矿山地质环境治理和生态恢复示范工作。18个治理项目分别为:湖北省大冶市大广山铁矿区综合治理项目;江西省于都县铁山垅钨矿矿山泥石流治理工程;新疆乌鲁木齐市六道湾煤矿塌陷区环境恢复治理项目;四川石棉县广元堡矿山泥石流治理;江苏盱眙石材矿山综合治理项目;山东淄博煤田闭坑矿山地质环境恢复治理项目;山东省曲阜市单家村煤矿矿山地质环境恢复治理项目;黑龙江省七台河市矿山环境恢复治理项目;北京密云水库上游铁矿区环境综合治理项目;甘肃省小厂坝铅锌矿矿山环境治理项目;河南省南阳大河铜矿矿山地质环境恢复治理项目;内蒙古自治区包头市石拐区煤矿矿山大磁煤矸石环境恢复治理;浙江省临安市塔山石煤环境恢复治理;山西省沁新煤焦股份有限公司沁新煤矿矿山地质环境治理;湖南省湘东铁矿环境综合治理;湖南省浏阳市七宝山矿山环境治理;河北省鹿泉靶场矿区环境恢复治理;辽宁省抚顺西露天矿北帮环境治理示范区一期。治理效果明显为后续的治理工作起了良好的铺垫和探索作用。项目的分布见图5-1-1。

图5-1-1 2001~2002年治理项目分布情况

在取得前期工作经验的基础上,2003年11月10日,财政部、国土资源部颁布《探矿权采矿权使用费和价款使用管理办法(试行)》通知,正式启动两权专款用于矿山环境治理工作。根据《管理办法(试行)》的有关规定,当前我国矿山地质环境治理的主要内容包括:
(1)因采矿活动造成的地面开裂、沉降、塌陷等环境地质问题;
(2)因采矿活动引起的区域性地下水水位下降、地下水干枯、危损尾矿坝等环境地质问题;
(3)因采矿活动形成的矿山尾矿的治理和综合利用。
2003年,财政部支持1.72亿元,共安排治理项目74个,包括22个矿种,项目的分布和所治理的矿山种类见图5-1-2,图5-1-3。
2004年财政部支持矿山地质环境治理项目的资金超过4亿元,共安排170个治理项目,涵盖了43个矿种,项目分布在除重庆市之外的30个省(自治区、直辖市),项目的分布和所治理的矿山种类见图5-1-4,图5-1-5。
从2000年中央财政安排570万元、4个项目起步开始,到2006年项目总数达到797个;2006年在中央收取的探矿权采矿权使用费和价款中共安排支出预算241791万元。这些项目涉及全国31个省(区、市)和10个国有企业的矿区,包含了煤、金、铁、铅锌等多达44个矿种。

图5-1-2 2003年治理项目分布情况


图5-1-3 2003年所治理的矿山种类


图5-1-4 2004年治理项目分布情况


图5-1-5 2004年所治理的矿山种类

在国家投入资金的同时,地方政府也十分重视矿山治理工作,积极筹资。据不完全统计,自2000年以来,全国用于矿山环境治理的地方财政资金达23.00亿元,企业自筹资金达15.51亿元。2006年一年中央财政安排资金达到10.6亿元,比2005年的7.53亿元增长了40%。项目的实施加强了矿山环境保护和恢复治理,有效地保护矿山环境,遏制矿山环境破坏,促进矿产资源合理、科学利用,促进资源枯竭型矿山经济转型,改变了矿区周边的生活环境,预防了采矿活动造成的矿山地质灾害,保护了人民生命财产安全,促进了地方经济的发展,取得了可喜的成效。
三、矿山公园建设现状
在人类的历史进程中,处处留下了人类采矿活动的空间和场所,人们开发利用矿产资源形成的矿业遗迹是人类活动的历史见证,是具有重要价值的历史文化遗迹,也是当今世界保护的重要自然和文化遗产。我国矿产资源丰富,类型众多,分布广泛,且具有悠久的矿业开发历史。从殷周的铜矿、春秋战国的铁业和秦汉的井盐,到魏晋的煤矿和天然气,以及隋唐以后1000多年空前的矿业繁荣和新中国成立50多年来矿业开发所取得的举世瞩目的成就,充分显示了中华民族认识自然、利用自然的聪明才智和伟大创造力。中国的矿业发展史是中华文明发展的重要组成部分,也是世界矿业史上最辉煌灿烂的篇章之一。近年来,各级政府和社会各界非常重视矿山环境保护工作,妥善保护矿业遗迹,积极开展矿山环境保护与恢复治理,已经构成了矿山特有的自然生态景观和人文历史景观。我们积极推进国家矿山公园建设工作,通过建立矿山公园,一是有利于有效地保护和科学利用矿业遗迹资源,弘扬悠久的矿业历史和灿烂文化;二是有利于加强矿山环境保护和恢复治理;三是有利于促进资源枯竭型矿山经济转型;四是有利于树立典范,推动矿山企业走可持续发展的道路。
2005年8月召开的国家矿山公园领导小组第一次会议,评审通过了28家国家矿山公园资格。为了进一步推进矿山公园的建设,保护矿业遗迹,2006年1月11日,国土资源部办公厅下发了《关于加强国家矿山公园建设的通知》(国土资厅发[2006]5号),要求各单位健全机构、完善规划、切实抓好建设,按期揭碑开园。

3. 矿山地质环境问题发展趋势与保护区划

一、矿山地质环境问题发展趋势
山东省作为矿业大省,矿业在国民经济中占有举足轻重的地位。由于矿区生态环境保护目前大大滞后于矿山开发建设步伐,因此,随着矿山开发强度的加大,矿区地质环境问题将越发突出。
(一)需处理的矿山“三废”不断增加,治理工作量大
1.废气排放量大
全省矿业活动产生的废气中粉尘和二氧化碳的排放量呈逐渐增长的趋势,且增长幅度较大。据“山东省环境统计报表”统计资料分析,1996年至2001年,全省矿山废气排放总量由3149亿m3增至5873亿m3,其中二氧化碳排放量由36.38万t增至36.99万t,粉尘排放总量由29.88万t增至72.79万t。1996~2000年间废气排放年增长率为16.9%,按此增长比例预测,截至2010年废气排放量将增长至28027亿m3。
2.废水排放量将缓慢减少,但需处理量仍然很大
据调查,“九五”期间山东省矿山废水年产量相对稳定,而年排放量呈缓慢下降的态势,年下降率为1.0%,主要由于矿山企业加大废水处理力度,废水综合利用程度不断提高的缘故。2005年,全省各类矿山废水年排放量为48670万m3,按1%的下降率推算,至2020年矿山年排放量为41859万m3。与此同时,废水处理量将明显增长,需要大力增加处理设施和资金投入。
3.废渣、尾矿排放量与堆存量将逐年增长
废渣、尾矿年排放量会随着矿山开采量的增大而增加,全省矿渣、尾矿年综合开发利用率远低于其产出量,故其累计堆存量逐年增加。现状年利用率为46%,现积存总量达到76378.72万t。以目前年处理能力,仅处理现有堆存量,需用28年的时间。故应加强矿渣、尾矿资源化研究,并从政策和经济手段上鼓励对其进行综合利用。
(二)矿区地质灾害问题越来越严重,防治难度增大
随着国民经济建设的高速发展,全省矿山采掘工程将向纵深发展,开采规模、强度不断增大,产生的矿区地质环境问题将越来越多,危害也越来越大。与此同时,矿区生态环境恢复治理工程量、技术难度和费用等相应增大。
1.采空塌陷
a.煤矿采空塌陷
现阶段煤矿开采主要是在鲁中地区的淄博煤田、肥城煤田、新汶煤田、兖州煤田、滕州煤田、陶枣煤田、临沂煤田和鲁东地区的龙口煤田。就目前地面塌陷情况分析,山东采煤地面塌陷基本分两种情况:
1)淄博、陶枣、临沂等煤田,多处于低山丘陵区,煤层薄,上覆第四系厚度均小于100m,开采深度多在500m以内,煤层采出顶板冒落后,很快自动叉实,地表只出现小规模地面变形、斑纹或裂缝,对地表或农业耕作不会产生重大损害;
2)兖州、滕州、肥城、龙口等煤田,多处于山前冲积平原或盆地中,第四系覆盖厚度大,开采煤层厚度大,多8~12m,煤层产状平缓,采出后,顶板煤层失去支撑,形成破碎冒落、弯曲下沉,随着采空面积的逐渐扩大,在地面出现缓慢、连续的盆状塌陷坑,严重破坏了地质地貌景观,对农田、村庄等破坏严重,给矿山建设和矿区农业生产、人民生活造成重大影响,也为矿山带来深重经济负担。
根据山东省矿产资源开发规划,近期煤炭生产的重点地区是济宁、兖州、滕州煤田,新汶(含莱芜)、肥城等深部煤田,采煤地面塌陷也主要发生在济宁、兖州、滕州煤田,其次是肥城、龙口、新汶煤田。淄博煤田面临闭坑期,采煤塌陷影响很小。也就是说,除了淄博煤田外,其他各煤田地面塌陷仍将继续发展,尤其是济宁、兖州、滕州三大煤田,开发潜力大,采煤塌陷基本属于第二种情况,故其地面塌陷规模和危害程度将是十分突出的。
据山东省煤炭工业局资料,近期全省采煤地面塌陷面积年均增长20.4km2,按此推算(以2002年采煤地面塌陷面积392.625km2为基础),2005年和2010年全省由于采煤将增加塌陷面积分别为102km2和204km2。据调查,截止到2002年,济宁市采煤地面塌陷面积累计达127.96km2,2005年新增塌陷面积36.5km2。肥城煤田塌陷面积已达54.36km2,4个乡镇近10万人受害,良田失耕,而该煤田塌陷面积仍以1.3~1.5km2/a速度递增。
未来煤炭资源开发远景区在鲁西南煤田、黄河北煤田及聊城煤田。此处煤田处于黄河冲积平原区,煤层埋深大,但具有上覆第四系厚度大、煤层厚度大、煤层产状平缓与济兖煤田类似的自然地质条件,推测未来开发会产生严重的地面塌陷危害。
采用采煤塌陷系数法,对2010年地面塌陷面积作出预测,计算公式如下:

山东省地质环境问题研究

式中:S为预测采空塌陷面积(hm2);a为采空塌陷系数(hm2/万t);T为规划年产量(万t)。
塌陷系数,就是每万t煤量出现的塌陷面积。根据省压煤搬迁办公室调查研究成果(表9-4),整理计算出全省煤矿开采地面塌陷系数为0.24hm2/万t,结合2010年规划采煤量9000万t,则2010年地面塌陷面积为2160hm2。
表9-4 山东省主要煤矿采煤塌陷系数统计表 单位:hm2/万t


b.铁矿采空塌陷
省内铁矿采空塌陷相对较轻,目前主要发生在淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子采空区、鲁中矿业公司(莱芜)张家洼、小官庄矿区及莱芜铁矿马庄矿区3处。据2002年调查,庙子采空区由于当地乡镇和个体采矿影响,范围有所扩大,对于正处于采空区上方的庙子村而言,仍存在潜在的地面塌陷危害;张家洼小官庄、马庄矿区随着开采深度的加大,以及各矿区采用了科学合理的采矿方法(砂土充填法),并作为莱芜市重点恢复治理区,区内采空塌陷面积将逐年减少。
c.金矿采空塌陷
据金矿开发规划,近期(截至2010年)采金地面塌陷将随着采空范围的不断扩大而加剧。由于三山岛、新城、金城等金矿已经转入海下或深部开采,故其地面塌陷发生规模不会增幅太大;而牟平、乳山、龙口,尤其是招远金矿,由于资源相对丰富,加上国有矿山和集体、个体矿山的联合无序开采,采空塌陷面积将不断增大,采空塌陷危害将越发突出。
d.石膏、滑石矿采空塌陷
山东省石膏矿产资源集中分布在鲁中地区,尤以泰安、枣庄、临沂三区资源丰富;滑石矿资源主要集中分布于鲁东北部地区。目前石膏、滑石开发强度较高,采空塌陷时常发生,给矿区安全造成了严重危害,随着开采强度的加大,其采空塌陷亦会愈加突出。
2.岩溶塌陷
因矿山开发排水为主导因素而引发的岩溶塌陷,主要发生于莱芜铁矿区第三系缺失区和“天窗”内及断裂带附近。据地质环境监测资料,该区岩溶塌陷近年来发展迅速,1997年塌陷面积6320m2,2000年达到8450m2,2002年达9912.17m2,塌陷面积年均增长700多m2,累计塌陷坑228个,塌陷密度最大达252.5处/km2。随着矿山开采强度的增大及部分矿山恢复(如顾家台矿区等)建设,区内岩溶塌陷面积将不断增大。
3.崩塌、滑坡、渣石流
胶东地区金矿采空区及石材开采引起的岩体开裂、崩塌、滑坡、金矿毛石、尾矿不合理堆放引发的渣石流,以及鲁中南地区石材开采引发的岩体开裂、崩塌、渣石流等,因多位于山区,得不到应有的重视,其潜在危害随着矿产资源的开发而逐渐增大,故应加强地质灾害监测和预报预警工作。
4.水土流失
山东省矿山企业众多,但大多数为小型露天采石、粘土矿山。此类矿山开发生产的废渣遍及各矿区,对矿区生态环境影响很大。不仅对地表植被破坏严重,而且加重了矿区的荒漠化和水土流失。
5.水环境污染
水环境污染主要因矿渣、尾矿和矿山排水而起。据分析,随着人们对矿渣、尾矿及矿坑排水资源化意识的逐步加强,以及国家产业政策的调整,矿渣、尾矿及矿坑排水综合利用率将会越来越高,采矿对周围水环境的影响也将逐渐减少。但是,在淄博孝妇河流域煤矿区及招远金矿区,目前及未来一些年,矿区水环境污染仍十分突出。这由其特定的地质和自然、社会环境所决定。淄博矿区已发现矿坑水对奥灰水的“串层”污染现象,是由大型矿山闭坑引起的,预测随着淄博煤炭资源的枯竭,大多数矿井闭坑期的到来,矿坑水水位将因矿山停排地下水而大幅度回升,对周围地下水,尤其是对作为生活和工农业生产主要供水水源的奥灰水,存在大范围“串层”污染的隐患。
6.矿山排水与地下水供水矛盾
此类矿山地质环境问题现状与未来一定时期内主要发生在鲁中南地区,尤以淄博、莱芜煤、铁矿区最为突出,这与采矿区大量抽排地下水及当地生活和工农业生产大量需水有关,随着未来对地下水需求和矿山排水量的逐渐增大,矿山排水与地下水供水之间的矛盾会愈加突出。若矿山企业能够充分认识矿山排水也是水资源,对其综合处理,分类利用,则可缓解此类矛盾。
7.占压土地
前已述及,占压土地矿山地质环境问题普遍存在于各类矿区,但以煤矿区最为突出。大量的矸石土、尾矿随意堆放,在目前情况下将占用大量的土地资源。随着废渣资源化的研究发展,废渣综合利用率将显著提高,加上政府对废渣资源化给予大力政策扶持及一系列法律法规的出台,占压土地问题会逐步得到有效解决。
二、矿区地质环境综合评估
(一)评估原则及主要参考因子
根据山东省不同矿区地质环境的特征,以各类矿山地质环境问题的分布、发育现状及矿区地质环境问题发展趋势为依据,以采矿对地质环境影响程度为主,兼顾地质环境背景,突出重点为评估原则。
1)已发生矿山地质灾害类型及规模、“三废”排放量及排放去向、压占与破坏土地的面积和类型、造成的危害与经济损失;
2)矿区生态环境恢复治理的难易程度;
3)水文地质工程地质条件、开采方式、矿山企业规模与经济形式;
4)地形地貌、水文气象、植被、区位条件。
矿区地质环境质量综合评估的实质是对现在和未来矿山工程、矿业活动与环境质量的价值关系进行评价。在选择评估方法上充分考虑了影响全省矿区地质环境质量的众多因素,采用定性和半定量相结合的方法进行综合评估。
(二)评估方法
1.专家打分法
它是将专家们作为索取信息的对象,组织地质环境领域的专家运用专业方面的经验和理论对矿区地质环境质量进行评估。
2.因子得分法
(1)单元网格划分
根据矿区地质环境现状图,将各重点矿区按图面坐标网进行网格划分,运用栅格数据处理方法对调查区进行剖分,每个单元面积为2km×2km。
(2)单元信息的提取及数字化
根据部分网格与已数字化的矿区地质灾害图件进行单要素叠加,并将灾害划为A(高易发区)、B(中易发区)、C(低易发区)、D(不易发区)4级,分别取值为4,3,2,1。然后,将多种灾害进行叠加,当有两种以上地质灾害高易发区发生重叠时,则取值为5。根据上述标准,对矿区所属单元进行了地质灾害信息的提取和数字化。
(3)矿区地质灾害评价
根据以往研究成果及野外调查资料,将矿区内滑坡、崩塌、泥石流、采空塌陷、岩溶塌陷、地裂缝、地面沉降、固体废弃物危害性等矿区地质环境问题进行数字化叠加分析,单元信息叠加(G)满足下列公式:

山东省地质环境问题研究

式中:G为单元信息叠加数值;G滑为滑坡灾害数值;G崩为崩塌灾害数值;G泥为泥石流灾害数值;G塌为采空塌陷灾害数值;G裂为地裂缝灾害数值;G弃为固体废弃物数值;G沉为地面沉降数值;G房为房屋裂缝数值。
将上述综合信息叠加按数值表示,并在计算机生成等值线,可定量化地综合反映矿区地质灾害现状。其中,等值线≥6为地质灾害易发区;3~6为地质灾害中易发区;<3为地质灾害低易发区。
3.袭扰系数法
参照2001年3月中国地质环境监测院《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》实施细则中的袭扰系数评价方法,将矿区地质环境问题的发育密度和规模作为指标,计算袭扰系数R值,计算公式为
(1)崩塌、滑坡、泥石流

山东省地质环境问题研究

(2)采空塌陷

山东省地质环境问题研究

式中:R为袭扰系数;a为灾害个数密度系数;b为面积密度系数;c为体积密度系数。
根据地质环境现状,将重点矿区地质环境破坏程度进行数字化,点密度系数a值,面积密度系数b值,体积密度系数c值,按严重、中等、轻微、未破坏四级依次为4,3,2,1,见表9-5。
表9-5 矿区地质环境破坏程度数字化取值


以袭扰系数R值为依据进行划分:
R≥12为矿区地质环境破坏程度重;
3<R<12为矿区地质环境破坏程度一般;
R≤3为矿区地质环境破坏程度较轻。
三、矿区地质环境综合分区
目前,山东省矿区地质环境问题比较突出的矿种是煤、铁、金、其次是石膏、滑石等,比较突出的灾种是采空塌陷、岩溶塌陷、矿坑突水、地面沉降、水环境污染、矿区水资源危机及渣石流等重力地质灾害。矿区地质环境问题主要分布在采掘业发达的盆地、谷地、山前倾斜平原及滨海地带。矿山地质环境问题分布具有明显的区域性、规律性。按上述方法对全省矿区地质环境进行综合评估,综合评估共分3级:不良区(矿区地质环境质量差,地质灾害发育,地质环境破坏严重)、一般区(矿区地质环境质量一般,地质灾害中等发育,地质环境破坏程度一般)、较好区(矿区地质环境质量较好,地质灾害发育少,地质环境破坏较轻)。
(一)地质环境综合评估不良区
1.肥城煤矿区地面塌陷及矿坑突水不良区
肥城是省内煤炭主要分布区之一,肥城煤田开采历史较长,采空区面积52.34km2,地面塌陷面积累计已达54.36km2,沉陷区积水现象十分普遍,季节性(雨季)积水面积20km2以上,地面变形剧烈,故大量良田无法正常耕作。绝大部分矿井都转入煤层薄、含硫高、突水威胁严重的下组煤生产。区内矿坑突水严重,煤矸石堆存量大,矿区地质环境破坏严重。
2.宁阳煤矿区地面塌陷不良区
该矿区开采历史较长,地面沉陷面积6.2km2,地面塌陷和地裂缝较重,受影响村庄16个,房屋开裂1.2万间,矿坑突水较重,煤矸石、矿渣占地严重。
3.济宁-兖州煤矿区地面塌陷不良区
区内采空塌陷面积已达127.96km2,最深达9.2m。地形起伏较大,各塌陷区多为常年或季节性积水盆地。塌陷区累计积水面积达20km2,平均积水深度4m,给人们生产生活造成很大影响。煤矸石、塌陷区占压良田较重。
4.枣-滕煤矿区地面塌陷及矿坑突水不良区
(1)滕南煤矿区地面塌陷及矿坑突水不良区
该煤田煤层厚、埋藏浅,开采强度大,采空塌陷面积较大,累计塌陷面积20.32km2,年地面塌陷面积呈上升趋势,矿坑突水较重,塌陷及矿渣占地较重。
(2)官桥煤矿区地面塌陷不良区
区内采矿历史悠久,属衰老煤矿区,地面塌陷较重,现采空塌陷面积约6.5km2。矸石、矿渣占地严重,矿坑突水较重。
(3)枣陶煤矿区地面塌陷不良区
区内采矿历史悠久,属衰老煤矿区,采空区较大,采空塌陷面积45km2,采空塌陷较重,塌陷区集水较重,矿渣占地严重,矿坑突水较重。
5.峄城底阁石膏矿区地面塌陷不良区
峄城底阁石膏矿区地面塌陷较重,地表起伏变化较大,对人们生命财产安全造成很大威胁。矿区多数矿山已有近20年的开采历史,采空塌陷面积1.72km2,塌陷严重,破坏地表建筑,塌陷地及矿渣占地严重、春秋季扬尘较重。
6.莱芜马庄、张家洼铁矿区地面塌陷不良区
区内地面塌陷严重,破坏地表建筑,部分塌陷区长年积水,尾矿库、矿渣占地严重且影响矿区环境,矿坑排水量大,自然的地下水动力场遭到破坏。
7.新泰-蒙阴煤矿区地面塌陷不良区
新泰煤矿区采空区面积104.12km2,已沉陷面积达67.4km2,地面变形严重,全区12个乡镇(包括办事处)72个村庄的近30余万间房屋发生不同程度开裂(部分倒塌),受影响居民3万余户,直接经济损失近亿元。
蒙阴洪沟煤矿区内地面塌陷、地裂缝严重,累计地面塌陷坑200余个,对房屋等地表设施造成严重破坏,具突发性;矿坑突水较重,人们的生命财产受到严重威胁。
8.平邑石膏矿区地面塌陷不良区
平邑石膏矿采空塌陷面积0.038km2,地面塌陷较重,地表起伏变化较大,对人们生命财产安全造成很大威胁。矿渣占地及扬尘较重。
9.淄博中南部煤矿区地面塌陷及矿坑水串层污染不良区
区内采空区面积70km2,地面塌陷相对较重,矿坑突水严重,煤矸石、废渣占地较重,煤矸石自燃、扬尘影响大气环境,煤矸石山重力地质灾害时常发生,矿坑水串层污染严重,地下水疏干严重影响水资源,地表水环境污染较重。
10.招远金矿区地面塌陷及崩塌、渣石流不良区
区内金矿矿山企业众多,采空面积大,地面塌陷坑点多面广,发育有地裂缝。崩、滑、流等重力地质灾害时常发生,影响交通及破坏地表设施,矿渣及尾矿占地、扬尘等严重影响区内环境,区内水环境质量较差。
11.龙口煤矿区地面塌陷及海水入侵不良区
区内煤矿采空塌陷面积大,矿坑突水较重,矿渣占用土地,海水入侵较重,地下水质量较差,沿海地貌景观受到较重影响。
(二)地质环境综合评估一般区
1.章丘煤矿区地面塌陷一般区
区内采空区面积较大,地面塌陷相对较轻,煤矸石存量大,占地较重,矿坑排水量大,自然水动力场遭到破坏。
2.坊子煤矿区地面塌陷一般区
区内煤矿开采历史较长,采空区面积大,地面塌陷严重,塌陷面积30.93km2,对土地及地表设施造成破坏,矸石废土无序堆放,占压土地,影响城区环境,局部存在重力地质灾害。
3.罗庄煤矿区地面塌陷一般区
区内矿山开发历史较长,地面塌陷面积较广,对房屋等地面建筑造成破坏,煤矸石存量大,占用及破坏土地。矿坑突水时有发生。
4.平度-莱州滑石矿区地面塌陷一般区
(1)平度-莱州滑石矿区地面塌陷一般区
区内地面塌陷较重,废渣土无序堆放,占用土地,对地貌景观造成破坏。
(2)莱州滑石矿地面塌陷一般区
区内地面塌陷较重,形成多个塌陷坑及多条地裂缝,造成房屋开裂、农田被毁、废渣随意堆放及扬尘,影响区内地貌景观和大气环境。
(3)栖霞滑石矿区地面塌陷一般区
区内地面塌陷及地裂缝较发育,破坏土地及地表设施,给人们生命财产安全造成影响。
5.牟平-乳山金矿区地面塌陷一般区
(1)牟平金矿区地面塌陷一般区
地表塌陷、地裂缝较重,破坏土地及地表设施,严重影响土地复垦,废渣及洗冶废水影响水环境。
(2)乳山金矿区地面塌陷一般区
地面塌陷时有发生,对地表设施及地貌景观造成破坏,废石渣、废液、尾矿库对区内生态环境造成一定影响。
(三)地质环境综合评估较好区
一般分布于不良区、一般区外围或矿山开发强度较低及生态环境恢复治理较好的区域。
四、矿区地质灾害防治区划
根据矿区地质灾害的形成和演化规律、危害程度,结合国民经济和社会发展计划,将全省矿区划分为三大防治区:重点防治区(Ⅰ),次重点防治区(Ⅱ),一般防治区(Ⅲ)(图9-6;表9-6)。
表9-6 山东省矿区地质灾害防治分区说明表


1.矿区地质灾害重点防治区(Ⅰ)
主要分布于鲁北、鲁西南平原和鲁中南的中心城市及其外围、胶东半岛北部,按灾种及危险程度可进一步划分为9个亚区。
(1)肥城采煤塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ1)
主要为肥城矿区,今后矿井生产向深部延伸,底板含水层富水性减弱,矿井防治水工程应采取局部注浆和疏水降压相结合的治水方案;加强塌陷区监测,土地复垦等矿区综合治理工作。
(2)兖州—枣滕采煤塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ2)
积极探讨并充分利用采煤新技术,以减少地面塌陷危害,同时开展地表沉陷位移观测研究工作,建立塌陷预测预警系统,进行矿区综合恢复和治理。进一步查清威胁采矿安全的地下水、地表水和“老窿水”通道,预防突水事故的发生。
(3)济南—淄博矿区矿坑排水、水污染为主重点防治亚区(Ⅰ3)

图9-6 矿区地质灾害防治分区图

注浆堵水在该区地下水治理中有较成功的经验,今后应加强矿坑排水综合利用。淄博矿区大部分面临闭坑,应继续排水,防止对奥灰水的“串层污染”。
(4)莱芜岩溶塌陷及矿坑排水重点防治亚区(Ⅰ4)
合理安排区域地下水开采,鼓励用水单位使用矿坑排水,以减少区域地下水开采量。加强铁矿开采治理地下水的研究。
(5)大汶口—新蒙采煤塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ5)
加强矿区地下水治理对策研究,对主要进水通道进行注浆改造,以减少矿坑排水量。同时加强矿坑排水综合利用和塌陷区土地复垦。
(6)临沂采煤塌陷、岩溶塌陷及矿坑突水重点防治亚区(Ⅰ6)
对已转入深部开采的国营大矿,应特别注意矿区地下水治理和矿坑水综合利用。加强乡镇和个体矿山的管理,注重塌陷区土地复垦工作。
(7)潍坊采煤塌陷重点防治亚区(Ⅰ7)
加强对乡镇和个体矿山的管理,以减轻地面塌陷危害。坊子煤矿矿坑水水质较好,希望能充分利用,以保护地下水资源。
(8)胶北采金(煤)塌陷及重力地质灾害重点防治亚区(Ⅰ8)
对采空塌陷的主要制造者———乡镇和个体矿山实行严格管理,同时加强塌陷区综合治理。对潜在重力地质灾害发生地段进行标注,并加强监测,防患未然。
(9)东营—滨州油气开发区地面沉降及散落油污染重点防治亚区(Ⅰ9)
集约开采和利用,以减轻落地油造成的局部污染。加强研究采油与油区地面沉降之间的关系,同时进行地面沉降监测工作。
2.地质灾害次重点防治区(Ⅱ)
主要分布于鲁西南、鲁中、鲁西北、胶东四大矿业经济区的众多矿区(重点防治区外围)。在大规模开发前,应加强科学开采方式的研究和应用,探讨巨厚煤层异向开采新技术的可行性,减轻未来开采地面塌陷等地质灾害的危害,做到以防为主,防治结合。
近期,完成全部重点矿区的地质灾害调查与区划。建立健全地质灾害群测群防体系和群专结合的监测预防体系。对危及人民生命财产安全的重大灾害隐患点进行勘察治理或搬迁避让。建立健全地质灾害应急反应系统,完善建设用地地质灾害危险性评估制度,实行矿山地质环境监测、报告和矿山地质环境治理保证金制度,开展预测预警系统和综合防治工程研究,开展突发性地质灾害气象等级预报工作。
建立平邑县石膏矿采空塌陷监测预报及综合防治示范区。
中远期,健全并完善矿区地质灾害群测群防体系和群专结合的监测预报体系。对危及人民生命财产安全的地质灾害隐患点进行勘查治理或搬迁避让。开展矿山地质环境评估,继续实行并完善建设用地地质灾害危险性评估制度、矿山地质环境监测和报告制度、矿山地质环境治理保证金制度。在深入开展预测预警系统和综合防治工程研究的基础上,启动综合防治工程。不断提高突发性地质灾害气象等级预报的准确率。
3.地质灾害一般防治区(Ⅲ)
主要分布于鲁东的胶莱盆地,鲁西南平原和鲁北平原南部的部分地区。由于局部地区地下蕴藏着较丰富的煤炭资源或油气资源、部分地区蕴藏较丰富的中深层淡水资源,随着经济社会的迅猛发展,其开发势在必行,故仍潜在采空塌陷、地面沉降、地裂缝和第四系塌陷等地质灾害,仍应密切关注地质灾害的发生发展和防治。特别是新上大、中型建设项目亦必须进行地质灾害危险性评估,以确保人民生命财产的安全。

矿山地质环境问题发展趋势与保护区划

4.  矿山地质环境保护与治理研究

以上治理实例表明,有的矿山地质环境虽然遭受严重破坏,但只要认真研究其破坏对象,有针对性地实施治理,矿山地质环境仍是可以恢复的。为使全省矿山地质环境恢复治理工作具有可操作性,本次根据前述的湖南省矿山地质环境质量评价成果,在全面分析湖南省主要矿山地质问题现状、成因、发展趋势、保护现状的基础上,根据社会、经济发展规划对矿山地质环境保护与治理工作的需求,对全省矿山地质环境保护与治理进行综合研究。
一、矿山地质环境保护分区研究
(一)矿山地质环境保护原则
1.坚持“在保护中开发,在开发中保护”的总原则
从全国和湖南省经济建设出发,促进资源开发与生态环境保护的协调发展,正确处理好当前与长远、整体与局部、开发与保护的关系,实现矿业经济持续、快速、健康发展。
2.坚持矿山生态环境保护和地质灾害防治与矿产资源开发同时进行的原则
加强矿产资源开发全过程的生态环境综合整治,做到边开发、边治理恢复,矿山闭坑后不留遗留问题的原则。
3.坚持“监测、治理与科学研究、科学管理相结合”的原则
实施可持续发展战略和科教兴国战略,对重点地区、重要生态环境问题做好实验研究工作,以监测、科研、管理保治理,以治理促进科研与管理工作的发展。
(二)矿山地质环境保护分区
根据地质环境保护的需要,将全省划分为禁止开采区、限制开采区和允许开采区(图6-34)。
1.禁止、限制开采区的确定标准
根据《湖南省矿产资源总体规划(2008—2020)》的划分标准如下。
(1)禁止开采区的确定标准
开采会对生态环境造成不可恢复影响的;存在难以防范的矿山安全隐患的;法律法规规定不得进行采矿活动的地区。以下地区应划分为禁止开采区:省级以上风景名胜区、自然保护区、森林公园、地质遗迹保护区、重点保护单位;城市规划区和国家重点工程所在地。
(2)限制开采区的确定标准
国家规定实行保护性开采的;开发技术条件不成熟、资源利用方式不合理的;矿产品供过于求、市场前景差的;矿产资源量有限、需要保护的;开发利用对环境影响较大,但可治理恢复的;为保障矿产资源持续供给而确定的资源储备矿区。以下地区应限制开采:重点水土保持区、水源保护区;地质环境脆弱区、地质灾害危险区;主要交通干线两侧一定范围内。
2.禁止、限制开采区的划分情况
(1)禁止开采区
根据《湖南省矿产资源总体规划(2008—2020)》,全省共划分103个禁止开采区,总面积16427.37km2。禁采区内不得新建矿山,已有开采矿山由县级以上政府予以关闭。
(2)限制开采区
根据《湖南省矿产资源总体规划(2008—2020)》,全省共划分22个限制开采区,总面积58268.98km2。限采区内,未经国家和省政府授权部门批准,不得新建矿山,不得扩大矿山开采规模。
上述区域以外的区域为允许开采区。
3.湖南省矿山地质环境保护分区见图6-34。
二、矿山地质环境治理分区研究
(一)矿山地质环境治理原则
1.坚持“因地制宜,突出特点,全面规划,分步实施”的原则
结合湖南省矿产资源分布情况及矿山生态环境现状来制定矿山生态环境保护与治理规划,因地制宜,突出特点,把中长期保护与解决当前重大问题结合起来,区点结合,重点突破。
2.坚持“谁开发、谁保护,谁破坏、谁恢复,谁使用、谁付费”的原则
建立和健全矿山生态环境保护的相关法规及管理体制,逐步建立起以矿山企业为主体的矿山生态环境保护与恢复治理的投资体制;探索新的控制矿山生态破坏和环境污染的有效途径,加大对闭坑矿山遗留的生态环境的恢复治理力度。

图6-34 湖南省矿山地质环境保护分区示意图

3.坚持“轻重缓急”的原则
根据全省矿山地质环境质量评价结果,综合考虑社会效益、经济效益、环境效益,本着“轻重缓急”的原则,开展矿山地质环境整治工作。
(二)矿山地质环境治理分区及治理方案建议
根据以上原则,结合全省矿山地质环境质量评价结果,将矿山地质环境治理分区划分为亟待恢复治理区、一般恢复治理区和加强保护区。
1.分区标准
(1)亟待恢复治理区的划分标准
矿产资源开发利用程度高、地质环境破坏严重、社会经济影响大、治理后将产生良好的社会效益、经济效益和环境效益的矿山(区),作为亟待恢复治理区加以重点整治。如原计划经济时期的大中型国营矿山和群采矿区等,特别是有色金属矿区和煤矿区。
(2)一般恢复治理区的划分标准
矿产资源开发利用程度较高、地质环境破坏较严重、治理后将产生较好的社会效益、经济效益和环境效益的矿山(区),作为一般恢复治理区。如群采煤矿区、非金属建材类矿区等。
(3)加强保护区的划分标准
对于矿产资源开发强度较轻地质环境状况尚好的矿山(区)和零星分散的、对社会经济影响相对较小的、目前无须急于整治的矿山(区)划为加强保护区。
2.矿山地质环境治理分区
(1)亟待恢复治理区(H)
根据以上原则和标准,全省共划分45个亟待恢复治理区,其治理对象,主要是各个历史时期矿产资源开发对环境造成极大破坏,矿山地质环境问题对生态环境、工农业生产和区域与地方经济社会发展造成较大影响的区域。主要包括下列几个方面:省境内在新中国成立前和新中国成立后计划经济时期建设的国有大中型老矿山、闭坑矿山和无法找到责任人的矿山,矿山环境问题严重的;矿产资源开发已造成环境问题严重,对当地人民生命财产构成严重威胁的矿山;矿山地质环境恢复治理后,对地方或区域社会、经济与环境效益有明显促进的矿山。详细情况见图6-35、表6-1。
(2)一般恢复治理区(Y)
根据以上原则和标准,全省共划分21个一般恢复治理区。区内矿产资源开发对地质环境造成较大的破坏,但其破坏程度不如省内划分的亟待恢复治理区强烈;已产生的矿山地质环境问题对生态环境、工农业生产和经济发展造成了一定影响,其影响程度较亟待恢复治理区弱。详细情况见图6-35、表6-1。
(3)加强保护区(J)
除上述区域以外的其他区域为加强保护区。
3.分区治理方案建议
分区方案建议详见表6-1。

图6-35 湖南省矿山地质环境治理分区图


表6-1 湖南省矿山地质环境治理分区一览表


续表


续表


续表


续表

5.  矿山环境质量评价与地质生态环境保护

一、矿山环境质量评价
环境质量评价是环境保护领域中带有方向性并颇具实践意义的工作。我国的环境保护法中就明确规定:“在进行新建、改建和扩建工程时,必须提出对环境影响的报告书,经环境保护部门和其它有关部门审查批准后才能进行设计”。近年来,国家计划、经济和环境管理部门把环境影响评价定为开发和建设矿山可行性研究的一个重要组成部分。对每个矿山,不仅从经济角度进行评价,而且要从环境保护角度进行评价。目前,我国的环境影响评价仅在单个建设项目(例如矿山、水利工程等)、城市发展和区域发展等方面开展了一些工作。还处于初始阶段,对评价内容、评价程度、评价方法尚有不少需要完善的地方,急需加强这方面工作的研究。一般要求矿山环境质量评价应同时作好”现状评价”和”影响评价”,并按要求写出环境质量报告书和编出环境质量评价图。
1.矿山环境质量评价
我国环境质量评价的方法一般有两种形式:一种是在确定矿山主要污染源的情况下,经调查和测试得出污染源的具体值,然后与国家规定的质量标准进行比较,确定超标率、超出率等作为评价依据,并据此提出环保对策及净化措施。这是一般初级的、简单的评价方法。另一种是采用环境综合指数或模式,即以各单要素的EQI和总环境质量指数ΣEQI指数表示。各单要素的EQI值又由几个单一污染物的分指数组成。
四川省地矿厅的宋光齐等编的《矿山地质环境调查与评价》一书中总结了矿山环境质量评价的意义、方法、程序和应该给出的成果,以及矿山环境预测和监测的一般方法。曾键年在他主编的《矿山安全和矿山环境保护》一书中在谈到环境质量评价和环境质量监测的同时,还强调了矿山文明生产和矿区绿化的重要性。
矿山环境的环境质量指数评价法,目前尚处于研究阶段。其实质是找出影响矿山环境的各单个要素,分别求出其分指数,然后将各分指数综合为总指标加以评价;也有人主张以污染环境状况、自然环境状况、社会环境状况三者构成各不相同的环境质量三角形,并以其代表该矿山的环境特点。根据国外的经验,采用EQI法的前提是,必须取得足够而且准确又有代表性的监测数据作为计算参数。
2.矿山环境质量预测
环境影响评价的目的是对拟建项目在未来对环境的影响进行预测。环境预测的内容十分广泛,种类繁多。在时间上,可分为长期预测和短期预测;在空间上,可分为区域性预测和局部预测(矿区预测)。按内容分,又有单要素预测和综合性预测。
当前用于环境预测的方法很多,其中被普遍重视的预测方法是数学方法和模拟方法。数学方法的实质是将环境因素的相互影响和相互制约的程度做定量比较,从而预言其发展趋势,揭示新的现象和新的关系。经常使用的有统计数学、矩阵、最优化理论和相关分析等。模拟方法有两类:一类为模型模拟,另一类是数学模拟,它主要用于生态系统、环境质量、污染设备的投资、效益分析等。近年来电子计算机用于数学模拟后,它才显示了真正威力,并在很多方面代替模型甚至优于模型。
目前,我国正在编写环境预报预测的软件程序,届时各矿区只要把该矿的各种环境要素、污染状况及预测监测数据输入计算机,即可高速度高质量地编写出环境预测报告。
二、矿山环境地质图编制研究
矿山环境地质图,既是矿山环境地质工作的成果,又是矿山进行环境评价、环境治理及预测预报的主要依据。
1.矿山环境地质图的基本内容
矿山环境地质图应包括两部分内容,一是矿床地质概况,二是矿山环境地质概况。
(1)矿床地质概况。地质体(特别是污染源)的类型、分布范围、空间变化、矿床储量、品位、品级、伴生组分、产状、岩性、构造、开采技术条件和地下水类型、变化趋势及物质成分等。
(2)矿山环境地质概况。
① 环境基本单元状况:污染源、扩散范围、污染边界;
② 自然污染源和开发污染源的污染物迁移、转化、衍生变化,自净能力和速度;
③ 环境质量的评价:环境本底、现状、趋势、性质、污染物的组成、容量、浓度及其时空变化情况和对工农业生产、人体、生态环境的影响;
④ 环境监测状况:监测网的布局,监测项目和方法,环境质量标准和排放标准的选择,监测数据的计算公式和指数的表示;
⑤ 环境治理及规划:反映环境治理方案、方法,措施和规划,治理的预想效果,以及投资、工程计划等。其中有些内容由环境保护部门提供。
2.矿山环境地质图的分类
根据矿山环境地质特点和环境地质图的表示内容和方法,可将矿山环境地质图分为六大类。在生产实践中可视矿山环境具体情况,编制所需要的基本图件,具体分类如下:
(1)矿山污染源分布图,包括自然污染源分布图,开发污染源分布图,污染类型图,有害元素垂直分布图。
(2)矿山环境质量评价图,包括环境本底图,环境质量预测评价图,环境质量现状评价图,环境质量趋势评价图。
(3)矿山污染程度图,包括污染等值线图,污染超标曲线图,有害元素相关曲线图,污染程度季节变化图。
(4)矿山环境地质监测图。
(5)矿山环境保护与治理图。
(6)特殊矿山环境地质图,包括矿石自燃自爆危险区图,地热异常图。
三、矿山地质生态环境保护
1.矿山地质生态环境保护的基本路线和原则
保护矿山开采引起的地质生态环境,应遵循以下六条原则。
(1)立法原则。以法律的形式确定矿山开采者对矿区地质生态环境破坏及其治理所应承担的责任,并以法规的形式确定治理工作必须达到的地质生态环境质量标准。
(2)生态风险评价原则。在实施矿山开采活动前,应当根据有关法律、矿区各类资源赋存情况、开采活动可能引起的地质生态破坏类型和程度,以及开采者从事开采和地质生态重建的技术经济能力等,进行生态风险评价。
(3)最少量化原则。尽可能使开采所占用的土地最少,使开采过程造成的景观破坏、地质生态环境质量破坏和生物群落破坏最少,使矿山废弃物的生成量最少。
(4)资源化原则。它有两层意思:其一是使受到破坏的土地、水域等,经过治理,能作为合格的自然资源再度具有生态经济价值;其二是使开采活动产生的矿山废弃物的利用率远小于它的生成率。
(5)无害化原则。它是指对矿山废弃物进行无害化处置。多数情况下,矿山废弃物的利用率远远小于它的生成率;即使经过再利用,仍会有相当数量的废弃物产生。对矿山废弃物的无害化处置有两种方法:一种是去毒法,以化学方法或生物方法去除废弃物中的有害成分;另一种是隔离法,以物理方法阻止废弃物中的有害成分向周围环境渗漏。对于一些具有潜在资源价值,但在技术经济上一时难于开发的废弃物,隔离法是一种比较恰当而又经济的选择。
(6)生态系统的恢复和重建原则。这一原则是矿山地质生态环境治理对策中最重要和最基本的内容,包括采矿地质生态环境质量的恢复以及生物群落的恢复和重建。在任何情况下,采矿活动都会造成土地、地质生态环境质量以及生物群落的破坏,而且这些破坏往往是数量极大的。最小量化原则、资源化原则和无害化原则只能在一定程序上减缓这些破坏,但远不能取代生态系统的恢复和重建原则。
在以上6条原则中,立法原则和风险评价原则,在发达国家已实施多年;最少量化原则和资源化原则则是在考虑资源环境问题时为限制污染生成量而提出的,也已成为国际社会普遍接受的通则,目的是确保矿山开采活动对生态资源和地质生态环境的破坏程度最低;无害化原则与生态系统恢复和重建原则,早已为致力于地质生态环境保护的应用生态学专家们所倡导。“无害化”和“生态系统的恢复和重建”两项原则可以视为矿山地质生态环境重建的两根重要支柱。
2.矿山地质生态重建及调控技术实施原则
采矿对地质—生态环境的影响严重而明显。不同类型的矿山企业的工艺特征和影响地质生态环境的技术强度不同,它们对地质生态环境的影响程度也有所差别。采矿过程形成的能量和物质的转移交换是影响矿山地质生态环境的主要因素,采矿对地质生态环境的影响表现在:土地资源的占用和破坏(露天采矿破坏土壤;废石堆、尾矿堆放占用土地;地面塌陷破坏土地);水文地质环境的破坏(海水入侵;区域地下水位下降);矿山废水对环境的污染。因此,矿山地质生态环境重建也应成为国土资源部的创新工程加以研究和开发。
(1)思想上要确立正确的观念。
① 区域观念:即从保持区域可持续发展出发考虑矿区的生态环境与生态建设问题;
② 发展观念:即从矿业和矿区滚动发展出发动态地考虑规划、布局和矿区建设问题;
③ 资源观念:即从区域或流域整体效益出发考虑区域各种资源的优化配置、优化利用和优化保护;
④ 灾变观念:即从矿区长远的生态安全出发,考虑矿区防灾减灾、长治久安的生态建设问题。
(2)理论上要体现矿业城市的地质—生态环境的双向作用,即矿业开发可以促进矿业城市的发展,产生的地质—生态环境问题又反过来制约矿业城市的发展。建立矿山地质-生态环境双向链。利用有效的地质生态重建技术打破制约矿山工业城市发展的反向链,维护有利于发展的正向链。
(3)研究方法上,应从地质生态学角度研究其地质生态脆弱性,探讨矿业城市地质生态脆弱性的调控机理,以建立适合我国矿业城市发展特点的地质—生态环境保护模式。
(4)组织上要加强多部门的合作,开展必要的国际学术交流和合作。如加强与美国、法国、非洲等国家和地区的合作。

 矿山环境质量评价与地质生态环境保护

6. 矿山环境地质

矿山环境地质(mine environmental geology)是以矿山地质环境为主要研究对象的新兴交叉学科(图3-1)。主要研究内容是运用环境地质学的有关理论、方法,研究矿产资源开发过程中,自然地质作用和人为地质作用与地质环境之间的相互影响与制约关系,以及由此产生、引发和加剧的矿山环境地质问题,旨在合理开发利用矿产资源的同时,采取积极措施,保护、减轻和减少矿业活动对地质环境的负面影响,促进矿业可持续发展。

图3-1 地质作用与地质环境和矿山环境地质问题关系图

矿山环境地质研究的主要对象是人类赖以生存与发展的局部地质环境,即矿业活动场所及周边地质环境。矿山地质环境随矿业活动的时间、强度而变化,是一个复杂的、动态的变化系统。良好的地质环境有利于矿业的正常生产,脆弱的或恶化的地质环境必将影响和制约矿山的正常生产。因此,矿山环境地质(学)研究内容应包括两个方面:
(1)研究矿山原生地质环境质量和容量,预测评价原生地质环境对矿山建设、开采的负面影响,指导矿山建设选址布局,尽量不花或少花代价来避开具有明显地质灾害的隐患点,保证矿业正常生产。
(2)研究矿产资源开发活动过程及矿山闭坑后对地质环境的负面影响,研究矿山环境地质问题的形成条件、诱发因素、形成机制,开展矿山地质环境质量或环境地质问题评价,预测矿区环境地质问题的危害程度,控制、预防矿山环境地质问题的发生与发展,保护矿区地质环境,减轻矿业环境地质问题的危害程度,促进矿业的可持续发展。

7. 矿山地质环境

3.2.1.1 矿山地质环境(mine geological environment)
矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿山及其邻近地区的岩石圈表层与大气圈、水圈、生物圈组分之间不断进行物质交换和能量流动的一个相对独立的环境系统。这个系统以岩石圈为依托,以矿产资源开发为主导,不断改变着地球表面岩石圈自然环境平衡中的地质环境。
在矿山建设与采选过程中,矿业开发的人为作用对矿山地质环境施加的直接和间接的作用力总称,亦称矿山地质作用,是影响矿山地质环境的重要因素。一旦矿山地质作用超过地质环境的质量和容量时,就会对矿山地质环境产生不利影响,严重者,甚至会引发严重的地质灾害和水土环境污染事件。
3.2.1.2 矿山地质环境质量
矿山地质环境是由地质环境质量和地质环境容量构成的。良好的矿山地质环境质量有利于矿产开发活动;反之,则不利于矿业开发,为了避免不良地质环境对矿产资源开发产生的负面影响,就必须事先采取有针对性的防治措施。如在山地地区,自然因素极易引发崩塌、滑坡等地质灾害,因而,矿山建设及生产过程中就必须加强对原生地质灾害的防治工作。同时,采取有关措施,避免加剧、诱发上述灾害的发生与发展。可见,不良的地质环境质量会影响矿山正常生产,从而加大矿业开发成本。
3.2.1.3 矿山地质环境容量
矿山地质环境容量是指矿业活动中安全开发强度、矿区承纳“三废”的能力,以及矿区地应力和地质结构状态自然平衡的最大值。因此,地质环境容量应从以下几个方面进行评价:
(1)如果矿产资源开发导致地质环境质量开始发生变异,甚至危及人类的生存和发展,则此时的开发强度或开发量临界值即为矿山地质环境容量。
(2)矿山地质环境具有“自净”功能,土壤、岩石、水、气体和生物体等对有害物质有吸附、迁移和转化功能,从而消减其危害性。“自净”能力有一定限度,即环境对各种有害废弃物的容纳能力有一定限度,超过这个阈值就会导致矿山地质环境的组成物质发生变异,从而导致环境污染,对人居生态环境安全构成危害。
(3)在矿产开发过程中,人施加给矿山地质环境的直接或间接作用,从总体上破坏了地应力的自然平衡,致使矿山地质结构与状态发生变化。一旦地应力失衡,就会导致矿山地质结构与状态的改变,当其超过临界值时,就会发生地质灾害,这个临界值就是地应力和矿山地质结构与状态的地质环境容量。如地下开采活动超过结构与状态环境容量,将引起地面塌陷、山体失稳、山体开裂,形成诸如崩塌、滑坡等地质灾害。因此,开发矿产资源时,应结合矿床地质结构、岩体应力状态,研究确定地应力和地质结构状态变化的临界值,尽可能控制人为地质作用对矿山地质环境的影响不超过其矿山地质环境容量,从而保护矿区的地质环境。因此,矿山地质环境容量是矿山地质环境系统中所具有的一种性质,或者说它也是一种资源,利用其自然“净化”能力和不超过临界值的应力变化,排放限量的污染物和改变有限的地应力场,不会造成环境污染和地质灾害。

矿山地质环境

8. 矿山地质环境保护区的划分

西南地区矿山地质环境保护区规划应与矿产资源总体规划一致,使矿山地质环境保护工作成为社会经济发展必不可少的内容。保护区可分为限制开采区、禁止开采区和鼓励开采区3类:
限制开采区:指国家和省限制开采总量、实行保护性开采的特定矿种分布区,地质灾害易发区以及国家规定实行保护性开采的地区。包括矿产资源开发对生态环境有较大影响但治理后可恢复区;虽有可靠的资源基础,但是当前的市场容量有限,应用研究不够,资源利用方式不合理;受国家或省市产业政策制约,开采规模受到严格限制或被列为国家战略资源储备的矿种;本地区资源量有限,质量较差,矿产品需求可以通过外省或国际市场解决的矿区;开发利用过程中,对生态环境有较大影响,但通过采取环境保护措施可以达到要求区;重点水土保持区、水源保护区、地质环境脆弱区、地质灾害危险区及主要交通干线两侧一定范围内等地区。限采区内未经国家和省级政府部门批准,不得新建矿山,不得扩大矿山规模。
禁止开采区:指矿业活动可能会对环境造成严重问题的地区,地质灾害危险区,重要保护的历史文物和名胜古迹区、国家重点风景名胜区、国家重点旅游开发区、国家地质公园、自然保护区的核心区,重要湖泊、河流、水库、水源地、基本农田、城市周边面山、铁路、高速公路、重要公路、机场等重要基础设施、重大工程设施、军事禁区等地区。禁采区内不得新建矿山,已有开采矿山由县级以上政府予以关闭。
鼓励开采区:除限止开采和禁止开采区以外的地区。对于鼓励开采区,要严格执行矿山准入条件。
根据上述原则,西南地区可划分禁止开采区308个,总面积约20×104km2;限制开采区85个,总面积约5×104km2;其余地区为鼓励开采区。禁止开采区中又细分为自然保护区、风景名胜区、地质公园、地质遗迹区、森林公园、历史文化遗址等地区(表6-2)。

表6-2 西南地区矿产资源禁止开采区和限制开采区


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*为国家级保护区。