陳 彥
(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第六地質(zhì)大隊(duì),山東 威海 264200)
針對礦山地質(zhì)環(huán)境影響和土地?fù)p毀評(píng)估及其治理技術(shù),在農(nóng)田治理方面,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了很多研究,目前,礦山及時(shí)充填開采形成的采空區(qū),能夠消除采空塌陷及伴生地裂縫發(fā)生的隱患,但為了更好地保護(hù)礦區(qū)內(nèi)的基本農(nóng)田,礦山應(yīng)預(yù)留風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)備資金[1-3]。通過監(jiān)測資料,一旦出現(xiàn)由礦山開采造成的裂縫和塌陷等土地?fù)p毀情況將及時(shí)查明損毀原因,由礦山企業(yè)立即制定專門的治理恢復(fù)方案和適合現(xiàn)狀的治理保護(hù)措施,及時(shí)實(shí)施復(fù)墾,恢復(fù)原地類,使復(fù)墾率達(dá)100%,保證礦區(qū)內(nèi)基本農(nóng)田面積不減小、質(zhì)量不降低、產(chǎn)能不減少、環(huán)境不惡化。礦山應(yīng)嚴(yán)格控制采礦活動(dòng)范圍,避免占用損壞除礦山建設(shè)范圍以外的土地資源,不得違法改變或占用土地利用總體規(guī)劃的基本農(nóng)田,保證基本農(nóng)田不受礦山開采活動(dòng)而損毀、減少農(nóng)田面積[4-6]。礦山開采時(shí)合理規(guī)劃通礦運(yùn)輸?shù)缆?,避開基本農(nóng)田保護(hù)區(qū),運(yùn)輸車輛嚴(yán)格按照運(yùn)輸路線行駛,并對運(yùn)輸?shù)V石進(jìn)行掛網(wǎng)掩蓋,避免礦山掉落,影響到基本農(nóng)田土壤質(zhì)量。礦山制定一系列的懲罰措施,明令禁止在生產(chǎn)建設(shè)中人為實(shí)施挖損、掩埋等影響破壞基本農(nóng)田和附屬的水利灌溉設(shè)施等工程,嚴(yán)禁公用車輛、私人車輛、礦山人員等破壞基本農(nóng)田和現(xiàn)有水利灌溉設(shè)施等,保護(hù)基本農(nóng)田的產(chǎn)能不受影響。礦山開展動(dòng)態(tài)巡查,定期對基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)進(jìn)行監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正非法占用基本農(nóng)田行為,保護(hù)好礦區(qū)內(nèi)基本農(nóng)田的耕作環(huán)境不遭到破壞。
研究區(qū)礦區(qū)中部地勢平緩,為河谷平原地形。東、西兩側(cè)稍高,為丘崗地形,溝谷發(fā)育、基巖裸露。礦區(qū)地形地貌概況如圖1所示。
圖1 礦區(qū)工業(yè)場地及周邊地形地貌概況Fig.1 General situation of industrial site in mining area and surrounding topography
(1)植被。研究區(qū)內(nèi)人工林主要以松樹、楊樹為主。研究區(qū)內(nèi)主要農(nóng)作物為小麥、玉米、花生、大豆等,經(jīng)濟(jì)林主要種植蘋果、梨、干果等。研究區(qū)耕地按照每年單季作物計(jì)算,年產(chǎn)值為7 500元/hm2,經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)值為15 000元/hm2。
(2)土壤。棕壤土多處于花崗巖、片麻巖等酸性巖和非石灰性頁巖等巖石組成的區(qū)域,成土母質(zhì)是以上各種巖石風(fēng)化物的坡積、洪積物或厚層紅色黏質(zhì)土。這種土壤具有明顯的黏化作用,較強(qiáng)的淋溶作用,主要特點(diǎn)為土層深厚、土壤肥沃,表層質(zhì)地一般為輕壤或中壤,顏色因長年耕作和施肥,一般為暗棕色或灰棕色。礦區(qū)及其周圍主要的土壤亞類為酸性粗骨土,土種主要為麻石土種,土壤pH值為6.3~6.8,質(zhì)地為砂壤土,土壤厚度一般在40 cm左右。麻石土,屬酸性粗骨土亞類酸石碴土土屬。該土種土層較薄,質(zhì)地粗,礫石含量多,保水保肥性能差,農(nóng)耕地多種植甘薯、花生,一年一熟部分適合種植小麥、玉米、大豆等,果樹種植也有一定面積,以蘋果為主,林地分布較多,多以有林地和灌木林地為主。土壤情況如圖2所示。
圖2 礦區(qū)棕壤土Fig.2 Mining brown loam
2.1.1 評(píng)估范圍
根據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理編制規(guī)范》(DZ/T 0223—2011)的有關(guān)要求,劃定評(píng)估區(qū)范圍如圖3所示。
圖3 劃定評(píng)估區(qū)范圍Fig.3 Delineate the scope of the assessment area
本次評(píng)估區(qū)范圍主要包括礦區(qū)建設(shè)及生產(chǎn)開采活動(dòng)對地質(zhì)環(huán)境的影響范圍和尾礦庫2個(gè)方面。評(píng)估范圍東至礦區(qū)擬擴(kuò)東邊界,西至Ⅱ號(hào)尾礦庫,北至礦區(qū)擬擴(kuò)邊界最北端與南周家村西北162.6 m高地一線,南到礦區(qū)擬擴(kuò)邊界最南端與小尹格莊村北分水嶺一線,評(píng)估區(qū)面積11.373 km2。
2.1.2 評(píng)估級(jí)別確定
(1)礦區(qū)重要程度分級(jí)的確定。根據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范》(DZ/T 0223—2011),進(jìn)行礦區(qū)重要程度分級(jí):①評(píng)估區(qū)范圍內(nèi)南周家村等常住人口在500人以上,判斷級(jí)別為重要區(qū);②評(píng)估區(qū)內(nèi)東側(cè)有X204,北側(cè)有S306,均屬二級(jí)公路,除此之外,礦區(qū)周邊有礦山聯(lián)絡(luò)路和鎮(zhèn)級(jí)公路,再無重要建筑設(shè)施,判斷級(jí)別為較重要區(qū);③評(píng)估區(qū)周邊礦山企業(yè)眾多,無各級(jí)自然保護(hù)區(qū)及旅游景區(qū)(點(diǎn)),判斷級(jí)別為重要區(qū);④無蓄水工程,無重要、較重要水源地,判斷級(jí)別為一般區(qū);⑤礦山現(xiàn)破壞土地主要為獨(dú)立工礦用地,判斷級(jí)別為一般區(qū)。綜上所述,礦區(qū)重要程度分級(jí)為重要區(qū)。
(2)礦山地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度。①現(xiàn)礦山礦坑涌水量一般為2 465~3 236 m3/d,深部礦體開采預(yù)測正常涌水量為4 237 m3/d,得出礦山水文地質(zhì)條件中等;②控礦斷裂招平斷裂縱貫全區(qū),斷裂帶下盤蝕變帶為隔水巖層,導(dǎo)水性差;③現(xiàn)狀條件下,礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要有固體廢棄物堆放、破壞土地資源、地形地貌景觀等,造成了一定的視覺污染。礦山開采對地表的采動(dòng)影響較輕,至今未見由礦山開采導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。綜上所述,確定該礦山地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為中等。
(3)評(píng)估級(jí)別。礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估分級(jí)見表1。
表1 礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估分級(jí)Tab.1 Mine geological environmental impact assessment grading
確定本次礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估級(jí)別為一級(jí)。
2.2.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估
評(píng)估區(qū)地處微弱切割剝蝕丘陵區(qū),丘陵地貌,地面標(biāo)高一般+120~+180 m,地形起伏不大,地形坡度一般3°~10°,評(píng)估區(qū)無廢石場、表土堆場等堆積物排放設(shè)置。
(1)礦部辦公區(qū)、工業(yè)場地地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀分析。自礦山建礦以來,以礦山為依托,礦山已建設(shè)了辦公生活區(qū)、工業(yè)場地、金精礦庫等基礎(chǔ)地面設(shè)施。選取礦部(CJ06)、北風(fēng)井(CJ04)、南風(fēng)井(CJ13)3個(gè)工業(yè)場地具代表性的監(jiān)測點(diǎn)2012—2018年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(圖4),地表沉降累計(jì)距離最大為3 mm,觀測點(diǎn)的變化值都在沉降觀測規(guī)范規(guī)定允許誤差范圍以內(nèi),視為無沉降變化。
圖4 監(jiān)測點(diǎn)沉降量變化曲線Fig.4 Settlement change curve of monitoring points
(2)尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀分析(圖5)。大尹格莊金礦存在Ⅰ號(hào)尾礦庫和Ⅱ號(hào)尾礦庫:①Ⅰ號(hào)尾礦庫。2006年,大尹格莊金礦針對Ⅰ號(hào)尾礦庫進(jìn)行了綜合治理,Ⅰ號(hào)尾礦庫已復(fù)墾治理完成,礦山地質(zhì)災(zāi)害影響程度較輕。②Ⅱ號(hào)尾礦庫。Ⅱ號(hào)尾礦庫為現(xiàn)用尾礦庫,是依Ⅰ號(hào)尾礦庫為壩體向西南方向擴(kuò)建的尾礦庫,在2012年達(dá)到+170 m統(tǒng)一水平標(biāo)高后,對Ⅱ號(hào)尾礦庫范圍進(jìn)行了擴(kuò)容加高處理。該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,礦山地質(zhì)災(zāi)害影響程度較輕。
圖5 尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀Fig.5 Disaster status of geological hazards in tailings ponds
(3)礦山道路、尾礦輸送管線地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀分析。①礦山道路。大尹格莊金礦礦區(qū)道路是礦方出資,沿原來的村鎮(zhèn)道路修建,已使用多年。礦山道路總長度2 037 m,寬度8 m,水泥路面,道路可連接礦部主工業(yè)場地、南風(fēng)井工業(yè)場地、縣級(jí)道路等。②尾礦輸送管線。礦山的尾礦輸送管線長度890 m,采用高空架設(shè)和地埋的方式,不會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境。
(4)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)估?,F(xiàn)狀條件下發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,不能影響到區(qū)域內(nèi)的人員及財(cái)產(chǎn)安全,確定地質(zhì)災(zāi)害影響程度現(xiàn)狀評(píng)估為較輕。地質(zhì)災(zāi)害影響程度現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)如圖6所示。
圖6 地質(zhì)災(zāi)害影響程度現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)Fig.6 Assessment division of status quo of impact degree of geological disasters
2.2.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測評(píng)估
根據(jù)礦山的開采規(guī)劃,預(yù)測評(píng)估時(shí)分為近期和中遠(yuǎn)期,其中近期為2022—2023年,中遠(yuǎn)期為2024—2039年。
礦山地質(zhì)災(zāi)害中遠(yuǎn)期預(yù)測評(píng)估(2024—2039年):①采空塌陷預(yù)測評(píng)價(jià)。礦山自下向上開采,中遠(yuǎn)期將開采至-900 m中段,深厚比均大于100,深部開采產(chǎn)生采空塌陷的可能性很小。礦山現(xiàn)已全部采用上向水平分層尾砂充填采礦法開采,礦山嚴(yán)格按照開發(fā)利用方案要求的方法,規(guī)范采礦,及時(shí)充填,可有效防止采空塌陷和巖體移動(dòng),根據(jù)以往礦山自身充填經(jīng)驗(yàn),加上充填工藝的成熟,深部開采進(jìn)一步降低了發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性,預(yù)測礦山不會(huì)因采礦活動(dòng)引發(fā)采空塌陷。②可能的巖移范圍預(yù)測。依據(jù)開采規(guī)劃,圈定了受開采影響至開采至-900 m中段的采動(dòng)影響范圍,即地表變形監(jiān)測范圍,經(jīng)計(jì)算礦山中遠(yuǎn)期開拓中段充分采動(dòng)后,預(yù)測采動(dòng)影響范圍面積為475.22 hm2,比礦體分布范圍略大。
2.3.1 礦區(qū)含水層破壞現(xiàn)狀分析
(1)地下水位影響現(xiàn)狀。①淺層含水層破壞和影響現(xiàn)狀。礦山自投產(chǎn)以來,在礦區(qū)及周邊布設(shè)了完善的水位水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn),現(xiàn)選取具代表意義的地下水監(jiān)測點(diǎn),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)情況為:大尹格莊村東側(cè)長期監(jiān)測點(diǎn)(SG05)含水層為第四系和風(fēng)化裂隙混合水,井深12.36 m,基點(diǎn)標(biāo)高+134.12 m,位于礦山開采平面投影范圍內(nèi),緊挨礦部主豎井排水位置,具有很好的代表性。通過近3年來水位監(jiān)測數(shù)據(jù)對比,水井水位埋深在1.66~4.25 m,月變幅0.45~1.78,常年水位受氣候、礦山開采等影響變化不大。②基巖含水層破壞和影響現(xiàn)狀。在大尹格莊村南,礦山曾施工ZK116鉆孔(SG06),鉆孔深度408.29 m,基點(diǎn)標(biāo)高+132.26 m,鉆孔穿透中間隔水帶,礦山保留為長期觀測孔用于監(jiān)測深部開采對含水層的影響。監(jiān)測點(diǎn)位于礦山開采平面投影范圍內(nèi),緊挨礦部主豎井排水位置,具有很好的代表性。通過近3年來水位監(jiān)測數(shù)據(jù)對比,水井水位埋深在1.56~5.55 m,月變幅0.36~2.60,常年水位受氣候、礦山開采等影響變化不大。
(2)對礦區(qū)含水層結(jié)構(gòu)的破壞的現(xiàn)狀分析。①礦區(qū)水文地質(zhì)邊界條件。大尹格莊金礦礦床埋藏于北北東―北東向的構(gòu)造斷裂帶下盤,礦山在下盤開拓巷道,開采斷裂帶下部的礦體。構(gòu)造斷裂帶在區(qū)域上具有連續(xù)性、隔水性等特點(diǎn),可作為水文地質(zhì)邊界,與斷裂帶傾向相反的方向(南西向)含水層為構(gòu)造作用形成的構(gòu)造裂隙含水層,再往西南方向?yàn)楹芡暾猩碣_世含斑中粗粒二長花崗巖(J3LηγLc)巖體,具有良好的隔水性,可作為水文地質(zhì)邊界。在假想的模型下,礦體賦存的下盤構(gòu)造裂隙含水層距地表10~50 m,可能會(huì)形成沿礦體走向發(fā)育的、很狹窄的含水層影響范圍。但其沒有考慮在礦山實(shí)際開采中,由于礦體緊挨隔水層,隔水層的厚度不均勻,有挖穿隔水帶,使上盤的構(gòu)造裂隙水進(jìn)入礦坑的可能,加之礦體充水含水層本身具有不均勻性,礦體充水來源更多來源于充填水、地下不同水體、導(dǎo)水?dāng)鄬訉?dǎo)水等,只能作為礦區(qū)含水層破壞范圍的一個(gè)參考。在圈定含水影響破壞范圍時(shí),根據(jù)井下出水情況、井巷開拓揭露含水層情況、斷層的導(dǎo)水性質(zhì)及對地表等影響程度等做出相應(yīng)的修正。另外,依據(jù)礦山水文地質(zhì)條件及礦坑排水資料,礦坑排水量與大氣降水具有高度的相關(guān)性,礦體充水補(bǔ)給來源主要為大氣降雨。還有部分疏干充填巷道、導(dǎo)水?dāng)嗔?、裂隙帶等徑流到礦體的地下水,這也增加評(píng)價(jià)礦山開采對整個(gè)含水層破壞的復(fù)雜性和難度。②礦山對含水層結(jié)構(gòu)的破壞情況。綜上,根據(jù)礦山坑道系統(tǒng)展布特點(diǎn)、地層走向、地層巖性及成礦構(gòu)造帶分布、主要地表水系分布,對該含水層的影響范圍根據(jù)采場分布范圍,利用大井法公式來計(jì)算含水層的影響半徑。經(jīng)計(jì)算,目前礦山產(chǎn)生的基巖裂隙含水層影響半徑為483 m,綜合劃定影響面積約310.10 hm2。
(3)礦區(qū)含水層破壞現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果。根據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范》(DZ/T 0223—2011),基巖裂隙含水層影響范圍影響程度為較嚴(yán)重,其他區(qū)域較輕,含水層破壞影響程度現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)如圖7所示。
圖7 含水層破壞影響程度現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)Fig.7 Current situation assessment division of aquifer damage impact degree
2.3.2 礦區(qū)含水層破壞預(yù)測分析
(1)礦坑涌水量預(yù)測分析。礦山積累了大量排水資料,此次選用水文地質(zhì)比擬法經(jīng)驗(yàn)公式對近期-736 m中段、中遠(yuǎn)期的-900 m中段進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測結(jié)果見表2。
表2 礦坑排水量預(yù)測結(jié)果Tab.2 Mine drainage forecast results
(2)中遠(yuǎn)期(2024—2039年)對含水層破壞的影響預(yù)測評(píng)估。①淺層地下水含水層。礦山開采主要是基巖裂隙含水層的破壞影響,對地表影響很小,其水位和當(dāng)?shù)亟邓?、蒸發(fā)和灌溉有很大的關(guān)系,與地下礦山開采關(guān)系不大,預(yù)測中遠(yuǎn)期周邊地下水位變化不大,不會(huì)影響周邊居民用水。②礦山開采。根據(jù)礦山開采計(jì)劃,礦山中遠(yuǎn)期將開采至-900 m中段,造成區(qū)域基巖裂隙含水層水位持續(xù)下降,預(yù)測正常涌水量為4 237 m3/d,持續(xù)開采仍會(huì)擴(kuò)大礦山開采對基巖裂隙含水層的破壞影響范圍,預(yù)測中遠(yuǎn)期含水層影響半徑為493 m,面積約為600.20 hm2。礦山開采多對突水點(diǎn)進(jìn)行封堵,一定程度上減少了對含水層的破壞,預(yù)測礦山開采與近期(5年)變化不大,對構(gòu)造裂隙水呈半疏干狀態(tài),對含水層結(jié)構(gòu)破壞的影響較嚴(yán)重。
(3)對地下水水質(zhì)影響。礦山生產(chǎn)多年,現(xiàn)狀條件下未對地下水水質(zhì)造成影響。根據(jù)現(xiàn)狀監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,礦山生產(chǎn)和生活均達(dá)標(biāo)排放,選礦廠和尾礦庫用水都能做到循環(huán)使用。辦公生活區(qū)、工業(yè)場地地面做了硬化處理,選礦廠和相關(guān)尾礦庫建設(shè)過程中也按要求做好了防滲處理。預(yù)測礦山正常運(yùn)營情況下,近期(5年)和中遠(yuǎn)期對地下水水質(zhì)的影響較輕。
(4)含水層破壞預(yù)測評(píng)估結(jié)果。綜上所述,在形成基巖裂隙含水層破壞影響區(qū)域影響程度評(píng)估為較嚴(yán)重,其他區(qū)域較輕。和近期評(píng)估結(jié)果相同。
礦山開采多年,已建立完整的水土質(zhì)量監(jiān)測體系,此次選取2016—2018年的尾礦庫監(jiān)測點(diǎn)、井下涌水監(jiān)測點(diǎn)、廠區(qū)總排污口水質(zhì)監(jiān)測、此次土壤監(jiān)測點(diǎn)及以往報(bào)告等對比資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。本次選取的監(jiān)測點(diǎn)均是按照兩案合并前部署的監(jiān)測點(diǎn),化驗(yàn)機(jī)構(gòu)均具備相應(yīng)的資質(zhì)要求,對本次評(píng)價(jià)提供了可靠的依據(jù)。
2.4.1 礦區(qū)水環(huán)境污染現(xiàn)狀分析與預(yù)測
(1)水環(huán)境污染現(xiàn)狀分析。①礦坑水水質(zhì)。礦坑水水質(zhì)主要為礦山開采過程中井下濕式鑿巖、井下鉆機(jī)、防塵等作業(yè)過程產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水和礦床涌水,根據(jù)礦山最近的礦坑排水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果(按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—2017)分析,水質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)均能達(dá)到為國家Ⅰ—Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),對比以往礦床涌水水質(zhì)與本底值對比可知,指標(biāo)差別不大,開采過程中污染變化不明顯?,F(xiàn)礦坑水基本滿足生產(chǎn)生活用水,均不外排,對周圍水環(huán)境污染影響程度較輕。②選礦廢水。礦山在選礦中需要用水,其中球磨機(jī)的磨礦廢水隨著礦漿一起進(jìn)入選礦流程;選礦流程中選礦廢水少部分隨著精礦外排,精礦經(jīng)過陶瓷過濾后,過濾的精礦廢水回用流程不外排,大部分選礦廢水隨著尾礦進(jìn)入尾礦庫,選礦廢水不外排;而尾礦庫的廢水主要由水泵通過回水管道輸送至洗選礦廠循環(huán)使用,不外排。根據(jù)礦山近期尾礦庫附近水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果(表3),尾礦庫上下游水質(zhì)差別不大,均能達(dá)到國家Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),對比以往尾礦庫上下游水質(zhì)可知,指標(biāo)差別不大,開采過程中污染變化不明顯。③生活污水。礦山生活污水處理站建在礦部辦公區(qū)西南側(cè),采用地埋式一體化處理設(shè)施處理,處理后的出水返回選廠循環(huán)水池,用于選礦生產(chǎn),不外排,對地下水環(huán)境污染影響較小。
表3 尾礦庫水質(zhì)監(jiān)測現(xiàn)狀Tab.3 Current status of water quality monitoring in tailings ponds
(2)水環(huán)境污染預(yù)測分析。中遠(yuǎn)期(2024—2039年)礦山生產(chǎn)條件未發(fā)生較大改變,礦區(qū)周邊水環(huán)境與近期基本一致,因此中遠(yuǎn)期礦山生產(chǎn)活動(dòng)對地下水環(huán)境污染預(yù)測評(píng)估為較輕。
2.4.2 礦區(qū)土壤環(huán)境污染現(xiàn)狀分析與預(yù)測
(1)土壤環(huán)境污染現(xiàn)狀分析。①土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—2018)對研究土壤環(huán)境污染現(xiàn)狀進(jìn)行分析。②土壤質(zhì)量結(jié)果分析。近期礦山對尾礦庫外衍射300 m范圍進(jìn)行了取樣分析,每100 m為1段,共3段次,取樣24個(gè)進(jìn)行了對比分析。礦山高度重視礦山開采中易引發(fā)的土壤環(huán)境污染問題,在開采過程中,嚴(yán)格控制對土地資源的利用,加強(qiáng)地表廢水排放管理,按時(shí)監(jiān)測分析,土壤環(huán)境質(zhì)量得到了保持,現(xiàn)狀條件下礦山開采對土壤環(huán)境污染較輕。
(2)土壤環(huán)境污染預(yù)測分析。中遠(yuǎn)期(2024—2039年)土壤環(huán)境污染預(yù)測礦山在生產(chǎn)過程中的固體廢棄物得到有效利用,不會(huì)對環(huán)境造成危害,對土壤污染較輕。
(1)損毀環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過程中,對土地造成損毀的方式有壓占、占用以及塌陷風(fēng)險(xiǎn)(地表錯(cuò)動(dòng))。具體分析如下:①壓占損毀主要是指尾礦庫對地面造成的壓占損毀,因尾砂的堆放,造成土地原有功能的喪失。②占用主要是工業(yè)場地對地表的使用,所涉及的礦部、北風(fēng)井、玉甲風(fēng)井、南風(fēng)井等工業(yè)場地以及運(yùn)輸?shù)缆返葹橛谰谜加?。③礦山采用上向水平分層尾砂充填采礦法,此種采礦方法的應(yīng)用,使得地表到目前為止未出現(xiàn)塌陷情況,形成地表塌陷的可能性很小,但地下開采仍存在塌陷風(fēng)險(xiǎn),因此劃定地表錯(cuò)動(dòng)范圍作為塌陷風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防區(qū)域。④礦山至今未進(jìn)行任何表土的收集,礦山已于當(dāng)?shù)亟ㄖ竞炗喓献鲄f(xié)議,后期復(fù)墾所需表土可直接從建筑公司施工時(shí)剝離土拉取,不需客土。
(2)損毀時(shí)序。礦山損毀土地的損毀時(shí)序,可劃分為基建期和生產(chǎn)期2個(gè)階段。礦山繼續(xù)開采造成地下采空區(qū),可能存在塌陷風(fēng)險(xiǎn),礦山開采至今未出現(xiàn)土地?fù)p毀情況,此次劃定地表錯(cuò)動(dòng)范圍作為塌陷風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防區(qū)域。大尹格莊金礦土地?fù)p毀環(huán)節(jié)與時(shí)序表見表4。
表4 大尹格莊金礦土地?fù)p毀環(huán)節(jié)與時(shí)序Tab.4 Links and sequences of land destruction in Dayingezhuang Gold Mine
(1)已壓占利用土地現(xiàn)狀。①工業(yè)場地。大尹格莊金礦工業(yè)場地已壓占利用土地面積共計(jì)16.62 hm2。②尾礦輸送管線。礦山修建的尾礦庫輸送管線長度890 m,壓占利用土地共計(jì)0.05 hm2。臨近尾礦庫的位置沿溝渠采用架空鋪設(shè),架空長度178 m,約每隔10 m設(shè)一座架柱,每座架柱均施工于溝渠砌面上,剩余管線全部順著農(nóng)田道路一側(cè)掩埋至地表以下,對土地資源損毀均為輕度,影響程度為較輕。③礦山道路。礦山已建設(shè)有廠區(qū)通向鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路黃水路的礦山道路,總長度2 037 m,寬度8 m,水泥路面,總用地面積為1.63 hm2。
礦山壓占利用土地現(xiàn)狀評(píng)價(jià)見表5。
表5 已壓占利用土地利用現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)Tab.5 Statistics on status of land use that has been occupied
(2)已損毀已復(fù)墾土地現(xiàn)狀。①Ⅰ號(hào)尾礦庫。為大尹格莊金礦最早使用的尾礦庫,于2001年閉庫,面積3.28 hm2,礦山已完成了復(fù)墾工作,礦山管護(hù)至今。Ⅰ號(hào)尾礦庫所壓占土地區(qū)域原有的地形地貌、植被被徹底損毀,形成裸露的砂質(zhì)松散地表,土地徹底喪失了原有生產(chǎn)力,并改變了原地形地貌,對土地資源損毀均為重度,對土地資源影響程度為嚴(yán)重。②Ⅱ號(hào)尾礦庫。為Ⅰ號(hào)尾礦庫的二期尾礦庫,尾礦庫整體壩標(biāo)高+190 m,總庫容993.83萬m3,現(xiàn)堆積至標(biāo)高+175 m,實(shí)際有效庫容748.98萬m3,按照年入尾礦量43.98萬m3計(jì)算,預(yù)計(jì)可服務(wù)年限為17年,可滿足礦山服務(wù)年限內(nèi)的尾礦堆積服務(wù),目前礦山?jīng)]有增設(shè)尾礦庫的計(jì)劃。礦區(qū)尾礦庫損毀現(xiàn)狀如圖8所示。
圖8 礦區(qū)尾礦庫損毀現(xiàn)狀Fig.8 Current status of damage to tailings ponds in mining areas
目前整體占地面積60.02 hm2,壩體由東側(cè)主壩、北側(cè)主壩、西側(cè)副壩與南側(cè)副壩組成,礦山均已復(fù)墾完成,投影面積18.41 hm2,表面積20.91 hm2。礦山在壩坡覆土撒播高羊茅、白羊草、羊胡子草、狗尾草等固土草本植被,覆蓋率達(dá)到80%,目前復(fù)墾效果較好。壩坡表面排水系統(tǒng)可以滿足排水需求,本方案不需補(bǔ)充設(shè)計(jì),現(xiàn)壩坡處于正常的管護(hù)期。
(3)已損毀未復(fù)墾土地現(xiàn)狀。二號(hào)尾礦庫四面壩坡已筑建復(fù)墾完成,尾礦庫目前處于使用狀態(tài),形成灘面占地面積41.61 hm2,現(xiàn)堆積至標(biāo)高+175 m,設(shè)計(jì)堆積終了至標(biāo)高+190 m,堆存滿足現(xiàn)礦山剩余服務(wù)年限內(nèi)需求,面積將不再增加或另設(shè)。礦山已損毀未已復(fù)墾土地現(xiàn)狀見表6。
表6 已損毀未復(fù)墾土地現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)Tab.6 Statistics on status of damaged and unreclaimed land
礦山開采對土地資源破壞現(xiàn)狀分區(qū)如圖9所示。
圖9 礦山開采對土地資源破壞現(xiàn)狀分區(qū)Fig.9 Status quo zoning of damage to land resources by mining
(1)已壓占利用土地預(yù)測與評(píng)估。大尹格莊金礦屬于已建項(xiàng)目,項(xiàng)目基建基本完畢,礦區(qū)不再興建工業(yè)廣場及附屬設(shè)施。土地占用破壞主要為尾礦管線、礦山道路、4個(gè)礦區(qū)工業(yè)廣場等對土地占用等。占用區(qū)擬損毀近期和中遠(yuǎn)期預(yù)測評(píng)估結(jié)果與現(xiàn)狀比較沒有變化。
(2)尾礦庫損毀土地預(yù)測與評(píng)估。①Ⅰ號(hào)尾礦庫。為大尹格莊金礦最早使用的尾礦庫,于2001年閉庫,面積3.28 hm2,閉庫后礦山完成了復(fù)墾工作,現(xiàn)處于管護(hù)階段,礦山不在區(qū)域進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè),至開采終了不再發(fā)生損毀。②Ⅱ號(hào)尾礦庫。為Ⅰ號(hào)尾礦庫的二期尾礦庫,目前整體占地面積60.02 hm2,四周壩體均已建成并復(fù)墾完成,礦山已進(jìn)行正常的管護(hù)。尾礦現(xiàn)堆積至標(biāo)高+175 m,實(shí)際有效庫容748.98萬m3,按照年入尾礦量43.98萬m3計(jì)算,堆存至壩高標(biāo)高+190 m時(shí),預(yù)計(jì)可服務(wù)年限為17年,可滿足礦山服務(wù)年限內(nèi)的尾礦堆積服務(wù)。目前礦山?jīng)]有增設(shè)或擴(kuò)建尾礦庫的計(jì)劃,至開采終了不再增加損毀面積。綜上,尾礦庫擬損毀近期和中遠(yuǎn)期預(yù)測評(píng)估結(jié)果與現(xiàn)狀比較沒有變化。
(3)地表塌陷風(fēng)險(xiǎn)分析。根據(jù)上述開采工藝流程和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測結(jié)果分析,采用尾礦膠結(jié)充填,不會(huì)引起地面塌陷,發(fā)生地面沉陷的地質(zhì)環(huán)境條件不充分。大尹格莊金礦開采到目前為止地表未出現(xiàn)塌陷情況。以后為深部開采,由于固體礦床的賦存特性以及上覆巖層的硬度較高,且礦脈開采具有狹長特點(diǎn),所以采動(dòng)后的范圍屬非充分采動(dòng),形成地表塌陷的可能性很小。鑒于此,本方案將在“礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測評(píng)估”章節(jié)中圈定的受開采影響的采動(dòng)影響范圍,面積為475.22 hm2,破壞土地資源地質(zhì)環(huán)境影響程度為較輕。
礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾工作是一項(xiàng)投資大、長期收益的工程,其經(jīng)濟(jì)效益也是顯著的,主要體現(xiàn)在通過對工業(yè)場地的綜合治理與復(fù)墾,不僅使礦山地質(zhì)環(huán)境得到保護(hù)和恢復(fù),減少了礦山地質(zhì)環(huán)境問題所造成的損失,恢復(fù)了土地原有功能和生態(tài)功能,而且工程完工后可恢復(fù)和平整林地,增加了林地面積,提高了土地的利用效率,可增加當(dāng)?shù)氐V山和村民收入,經(jīng)濟(jì)效益良好。