彭蜀濤,林忠良,曾慶友
(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,江西南昌 330001)
定南縣位于南嶺成礦帶、武夷成礦帶的夾持部位,區(qū)內(nèi)成礦條件優(yōu)越,礦產(chǎn)資源較豐富,是贛南乃至全國重要的找礦遠(yuǎn)景區(qū),同時亦是江西省重要的輕稀土礦產(chǎn)基地之一。目前縣域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦種主要有鎢、鈦(鐵)、錳、稀土、螢石、脈石英、石墨(晶質(zhì))、膨潤土、礦泉水、地?zé)崴?,已開發(fā)利用礦產(chǎn)主要為鎢、稀土、磚瓦頁巖、磚用板巖、建筑用花崗巖、礦泉水等礦產(chǎn),全縣共有礦山127個(持證礦山35個,廢棄礦山92個)。在長期的采礦活動中,為縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鄉(xiāng)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn),同時亦積累了一定的礦山地質(zhì)環(huán)境問題,是生態(tài)文明建設(shè)不可逾越的鴻溝,更是生態(tài)功能區(qū)建設(shè)的突出問題,故解決礦山地質(zhì)環(huán)境問題迫在眉睫[1-3]。
區(qū)內(nèi)礦山以非金屬礦為主,次為稀土礦山、金屬礦山。金屬礦山開采方式為地下開采,非金屬礦山、稀土礦山為露天開采,其中稀土礦山主要為露天堆浸和原地地浸??傮w而言,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育較少,但少數(shù)礦山公路旁及工業(yè)場地見小型崩塌、滑坡現(xiàn)象,危害程度輕。縣域內(nèi)礦山地質(zhì)災(zāi)害及隱患點共計66個(圖1),破壞面積0.39km2,其中有29個礦山在采場、工業(yè)場地附近存在崩塌、滑坡、泥石流隱患(圖2),崩塌、滑坡隱患體規(guī)模大多數(shù)等級均為小型,少部分為中型,威脅對象主要為礦山采場工作面及辦公生活區(qū),危險性較小。
圖1 礦山地質(zhì)災(zāi)害各類隱患點統(tǒng)計圖
圖2 礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患點
地形地貌景觀破壞主要是礦山采礦活動所致,尤其是建材磚瓦粘土礦、稀土礦露天開采形成大量采坑,破壞了植被和原地形地貌,次為廢石(土、渣)堆場破壞植被、礦山各工業(yè)場地及礦區(qū)公路的修建破壞植被等,全縣礦山地形地貌景觀破壞面積共計15.9km2,地形地貌景觀的破壞主要為影響了自然風(fēng)光、破壞了生態(tài)環(huán)境、造成水土流失、誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害等(圖3)。根據(jù)礦山地形地貌景觀破壞程度分級原則,全縣地形地貌景觀破壞程度嚴(yán)重礦山88座(圖4),以稀土礦為主;較嚴(yán)重礦山11座,主要為鎢礦、頁巖礦、稀土礦等;較輕礦山23個,主要為非金屬礦;未破壞地形地貌景觀礦山5個。
圖3 地形地貌景觀破壞
圖4 地形地貌景觀破壞程度統(tǒng)計圖
全縣土地資源破壞面積為15.9km2,主要表現(xiàn)在采場、礦山公路對土地的挖損以及工業(yè)廠房和廢石(土、渣)堆場對土地的壓占,破壞土地類型主要為林地,少量耕地。土地資源的破壞造成林木減產(chǎn)、局部水土流失、土壤肥力降低、土地功能退化或喪失等。
區(qū)內(nèi)礦山以非金屬、稀土礦礦為主。除鎢礦外,均為露天開采,露天開采的礦山開采標(biāo)高均在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上,大多處于當(dāng)?shù)仄骄o水位面之上,礦山開采造成植被破壞,破壞了綠色植物在地下水循環(huán)中的作用,局部疏干了基巖裂隙水和包氣帶水,但不會造成礦區(qū)主要含水層水位大幅度下降,對礦區(qū)含水層破壞程度較輕;地下開采礦山(巋美山鎢礦)開采標(biāo)高處于礦區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面之上,礦區(qū)含水層主要為基巖裂隙含水層,裂隙較不發(fā)育,連通性差,礦坑排水小于3000m3/d,礦坑排水只會造成局部疏干,未形成降落漏斗及對含水層結(jié)構(gòu)造成明顯破壞,同時地下水位未明顯下降,礦區(qū)及周邊地表水體未見漏失現(xiàn)象,故對礦區(qū)含水層破壞程度較輕。
水土污染主要包括地表水污染、地下水污染和土壤污染。水土污染較為嚴(yán)重的礦山以稀土礦山為主,次為金屬礦山。稀土礦土壤污染主要為采選過程中使用的浸礦劑(硫酸銨)的酸性遺留造成;鎢礦則開采歷史久、開發(fā)利用量大,礦山開采形成的固體廢棄物對土壤形成不同程度的污染,致使水土體破壞、農(nóng)林作物產(chǎn)量降低,人群健康受到損害等[4]。
(1)進(jìn)行單礦山(礦區(qū))的五個因子的單項評價(地質(zhì)災(zāi)害、地形地貌景觀破壞、土地資源破壞、含水層破壞、水土環(huán)境污染),根據(jù)單個礦山各類地質(zhì)環(huán)境問題各嚴(yán)重級別的劃定范圍,再對以上五個單項問題進(jìn)行疊加求取綜合評價指數(shù),然后根據(jù)礦山(礦區(qū))影響綜合評價分級標(biāo)準(zhǔn)表對礦山的綜合影響進(jìn)行評價分級。
(2)依據(jù)單礦山地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞、地形地貌景觀破壞、土地資源破壞、水土環(huán)境污染五類單項評價圖件,將礦區(qū)及影響區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格剖分并進(jìn)行圖層疊加,形成若干個評價單元,按照各單元的影響程度級別(嚴(yán)重、較嚴(yán)重、較輕),將相鄰?fù)墑e單元進(jìn)行合并,劃分出礦區(qū)的影響程度分區(qū),網(wǎng)格剖分時礦區(qū)面積小于或等于0.5km2時采用50m×50m的網(wǎng)格進(jìn)行剖分,當(dāng)?shù)V區(qū)面積大于0.5km2時,采用100m×100m的網(wǎng)格進(jìn)行剖分,當(dāng)一個單元格內(nèi)存在兩種或三種不同嚴(yán)重級別的區(qū)域時,采用就高不就低的原則求取單元格分?jǐn)?shù)。最后按式(1)、(2)求取單元格、礦山(礦區(qū))綜合評價指數(shù),根據(jù)礦山(礦區(qū))綜合評價指數(shù)按(表1)確定其評價分級[5-6]。
式中:Zi—第i單元格地質(zhì)環(huán)境問題綜合評價指數(shù);
Zij—第i單元第j種礦山地質(zhì)環(huán)境問題嚴(yán)重程度值,按如下賦值,按如下賦值:嚴(yán)重,Zij=3;較嚴(yán)重,Zij=2;較輕Zij=1。
式中:Z—礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題綜合評價指數(shù);
Zi—第i單元礦山地質(zhì)環(huán)境問題綜合評價指數(shù);
n—礦區(qū)單元總數(shù)。
表1 綜合評價分級標(biāo)準(zhǔn)表
(3)以礦山地質(zhì)環(huán)境破壞面積、破壞等級(權(quán)重)和各礦山(礦區(qū))面積、各分區(qū)面積為基本參數(shù),運用歸一化處理的礦山地質(zhì)環(huán)境破壞綜合指數(shù)法,按式(3)分別計算礦山地質(zhì)環(huán)境破壞分區(qū)評價指數(shù),再根據(jù)分區(qū)評價指數(shù)按(表1)確定其評價分級。
F=A·a+B·b+C·c(3)
F——分區(qū)評價指數(shù);
A——嚴(yán)重區(qū)影響程度系數(shù)(區(qū)內(nèi)各礦山綜合評價嚴(yán)重區(qū)面積之和/分區(qū)面積);
B——較嚴(yán)重區(qū)影響程度系數(shù)(區(qū)內(nèi)各礦山綜合評價較嚴(yán)重區(qū)面積之和/分區(qū)面積);
C——較輕區(qū)影響程度系數(shù)(區(qū)內(nèi)各礦山綜合評價較輕區(qū)面積之和/分區(qū)面積);
a、b、c分別為嚴(yán)重、較嚴(yán)重、較輕權(quán)重系數(shù),取值分別為3、2、1,嚴(yán)重區(qū)、較嚴(yán)重區(qū)、較輕區(qū)面積為區(qū)塊內(nèi)各個礦山地質(zhì)環(huán)境綜合影響相應(yīng)分級的面積之和。根據(jù)分區(qū)評價指數(shù)確定分區(qū)現(xiàn)狀評價分級,見表2。
表2 現(xiàn)狀分區(qū)礦山影響評價表
根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境影響分區(qū)評價方法,定南縣礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀分為11個區(qū)(表3)、(圖5)。
表3 現(xiàn)狀分區(qū)評價結(jié)果一覽表
區(qū)內(nèi)尚未發(fā)生明顯的礦山地質(zhì)災(zāi)害,但不少礦山存在滑坡、崩塌、泥石流隱患,在降雨等極端天氣影響或者人為進(jìn)一步破壞坡體穩(wěn)定性的情況下,可能誘發(fā)為礦山地質(zhì)災(zāi)害。定南縣未來鎢、稀土、建筑用石材為重點開采對象,礦山采礦活動將形成人工邊坡,尤其是露天開采形成的采場周邊的高陡邊坡存在較多崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患,隨著開采活動的進(jìn)行,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強(qiáng)度有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢。
區(qū)內(nèi)礦山地形地貌破壞嚴(yán)重礦山占69.3%、較嚴(yán)重礦山占8.7%、較輕礦山占18.1%。鎢、稀土、飾面用板巖、飾面用花崗巖礦山對地形地貌景觀破壞大,尤其是嶺北鎮(zhèn)的稀土礦山勢必造成當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛簿坝^進(jìn)一步破壞。但隨著政府引導(dǎo)10萬噸/年以下的建筑用石料礦山依法逐步退出市場,以及對定南縣“三區(qū)兩線”周邊礦山的整頓,整體而言,區(qū)內(nèi)礦山破壞地形地貌的趨勢將有所變緩。
區(qū)內(nèi)土地資源破壞集中體現(xiàn)在稀土礦、鎢礦、建筑石材礦等礦山中,目前持證礦山地面建設(shè)配套工程基本穩(wěn)定,故礦山地面建筑工程占用破壞土地的趨勢基本不會擴(kuò)大,隨著政府對開采總量的調(diào)控和礦山結(jié)構(gòu)的調(diào)整,一批礦權(quán)在逐步注銷,整體而言,區(qū)內(nèi)礦山開采活動破壞地形地貌的趨勢將變緩。
圖5 現(xiàn)狀分區(qū)評價略圖
目前區(qū)內(nèi)礦山開采對含水層破壞較輕,且今后開采礦種變化較小,開采方式類似,抽、排地下水可致使水位有所下降。整體而言,區(qū)內(nèi)礦山開采對含水層破壞程度為較輕,隨著對區(qū)內(nèi)礦山開采活動的嚴(yán)格控制,其影響程度不會增長。
目前區(qū)內(nèi)地?zé)崴⒌V泉水、瓷土礦、建材和磚瓦粘土礦等對周邊水土一般不會產(chǎn)生污染,污染程度較輕,區(qū)內(nèi)鼓勵擴(kuò)大飾面用石材、地?zé)?、礦泉水等礦種開發(fā)規(guī)模,稀土礦、鎢礦限制開采量,且今后開采礦種變化小,故水土環(huán)境污染不會進(jìn)一步擴(kuò)大。
結(jié)合區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境問題,涉及恢復(fù)治理工程的內(nèi)容分為礦山地質(zhì)災(zāi)害治理、土地復(fù)墾治理、廢水與廢渣恢復(fù)治理三類。
(1)礦山地質(zhì)災(zāi)害治理。對于礦山潛在的崩塌、滑坡隱患點采用削方減載、人工消除小型危巖體或緩陡峭高坡等方式消除隱患;對部分礦山溝谷存在泥石流隱患則采用攔擋、疏導(dǎo)、固化泥石流物源等手段進(jìn)行防治。
(2)土地復(fù)墾治理。丘陵山區(qū)采用邊坡加固、采坑回填、整平、植樹種草或者掛網(wǎng)客土噴播等工程措施,以修復(fù)生態(tài);地勢平坦地區(qū)采用清理廢石(渣)、采坑(塌陷坑)回填、整平、覆土、復(fù)綠、造景等工程措施進(jìn)行生態(tài)重建[7-8]。邊開采邊治理,及時恢復(fù)植被,減少山體破損與巖石裸露面積。此外,區(qū)內(nèi)露天礦山大多圍繞著山體進(jìn)行開采,存在一定的安全隱患,故管理部門應(yīng)加強(qiáng)礦山監(jiān)管,做到邊開采邊治理,植被重建則應(yīng)遵循“因地制宜,因礦而異”的原則,在樹種、草籽的選擇上要與礦區(qū)所處地理位置、氣候條件、土石環(huán)境相匹配,以確保植被重建的成效,選出的植物品種應(yīng)有較強(qiáng)的固氮能力、根系發(fā)達(dá)、生產(chǎn)快、產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性好、耐貧瘠等[9-11]。
(3)礦山廢水與廢渣綜合治理。定南縣礦山以建材、磚瓦粘土礦及稀土為主,其次有膨潤土、鎢礦等。污染源主要來自開采過程中產(chǎn)生的廢石(土)、廢水對礦山地質(zhì)環(huán)境有一定影響,但只要做到廢石合理堆放和廢水合理排放即可減輕或消除其影響。目前礦山廢渣的綜合利用率普遍偏低,大部分礦山固廢未充分利用,故今后應(yīng)加強(qiáng)綜合利用研究,提高礦山“三廢”綜合利用水平。
(4)綠色礦山建設(shè)示范工程。圍繞著綠色礦業(yè)發(fā)展目標(biāo),依據(jù)區(qū)內(nèi)礦山開發(fā)利用實際情況,從依法依規(guī)辦礦、規(guī)范化管理、資源綜合利用、開采技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能減排、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)、土地復(fù)墾、礦地和諧和企業(yè)綠色發(fā)展理念等九個方面,加快綠色礦業(yè)發(fā)展。
生產(chǎn)礦山:省級發(fā)證礦山,主要為鎢礦、稀土礦,應(yīng)嚴(yán)格按綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)建設(shè);市級發(fā)證礦山應(yīng)提高開采水平,節(jié)約利用礦產(chǎn)資源,規(guī)范礦山管理,逐步達(dá)到綠色礦山建設(shè)要求;縣級發(fā)證的采石場及機(jī)磚廠,按照綠色礦山要求規(guī)范管理,參照“開采一片、復(fù)綠一片”的原則,實施分塊集中開采,以土地復(fù)墾為優(yōu)先,努力達(dá)到綠色礦山建設(shè)要求。
新建礦山:統(tǒng)一部署,嚴(yán)格按各類礦種的綠色礦山建設(shè)規(guī)范執(zhí)行。