新疆哈巴河縣某金礦地質環境影響程度評價

劉天超

（新疆地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊，烏魯木齊 830013）

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新疆哈巴河縣某金礦地質環境影響程度評價

劉天超

（新疆地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊，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，針對該金礦前期開采現狀地質環境影響程度和后期開采預測地質環境影響程度問題，選取地質災害危害程度、含水層破壞程度、對地形地貌景觀破壞和土地資源破壞四個指標進行分析，分析各礦建設施、破壞土地單元和采礦活動對地質環境的影響程度，最后根據地質環境的破壞程度提出了相應的礦山地質環境防治措施。

關鍵詞：金礦；地質環境；影響程度；哈巴河縣

礦山地質環境(Mine Geological Environment)是指曾經開采、正在開采或準備開采的礦山及其鄰近地區的巖石圈表層與大氣圈、水圈、生物圈之間不斷進行物質交換和能量流動的一個相對獨立的環境系統[1]。新疆礦產資源豐富，礦產資源的開發為當地的經濟發展做出巨大貢獻，但新疆多處于干旱、半干旱地區，生態環境極其脆弱，礦產資源的大量開采勢必會對當地的地質環境帶來極大破壞。目前新疆地區礦山地質環境影響評價采用的主要方法以定性評價為主，近年來，關于礦山地質環境影響評價的研究取得多種成果[2～13]，提出了多種方案，而針對新疆地區干旱半干旱氣候條件下的礦山地質環境評價研究則較少。

1　礦山地質環境背景及礦山布局

1.1礦山地質環境背景

該金礦位于哈巴河縣縣城北西，直線距離約40km，設計生產規模為5萬噸/年。

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

礦區屬大陸性北溫帶寒冷氣候區，年平均氣溫為4℃，年平均降水量198.4mm，蒸發量為1 888.5mm，礦區北部200m處為別列則克河，自區外流經礦區北側和西側，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。

礦區區域地質構造位于天山-興安地槽系一級構造單元，阿爾泰地槽褶皺系二級構造單元，礦區發育有褶皺、斷裂等構造。

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

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

58°～82°；II號礦帶南北長約950m，走向上呈反“S”形展布，主要有3個礦體群共24個礦體；III號礦帶位于礦區北段，由9個礦體組成，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，單個礦體厚1.20～6.57m，整個礦帶最大厚度約21.97m，礦體平行側列分布，產狀與飾變基本吻合，傾向290°，傾角70°～82°。礦體形態一般為脈狀、分支脈狀或透鏡體，沿走向及傾向具彭縮、分支復合與尖滅再現現象。

礦區地震動峰值加速度為0.05g，對應的地震基本烈度為VI度，屬地殼穩定區，工程建設條件良好。

礦區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、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，礦山各項設施詳見圖。

圖1　礦區地面設施布局圖

2　礦山地質環境問題及影響程度評價

2.1礦山地質環境現狀問題及評價

該礦山自1989年開始進行小規模不規則開采，2010年辦理了采礦證，開始進行正規開采，設計開采規模為5.00萬噸/年，目前礦山正在開采。前期3個礦床地表氧化礦已基本采完，形成了3處露天采坑，I號礦床露天采坑（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發生滑動，采坑目前深10～35m，II號礦床露天采坑（CK2）占地面積約63 500 m2，采坑目前深5～25m，III號礦床露天采坑（CK3）占地面積約32 500 m2，采坑目前深5～20m。

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

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個采區，即南采區和北采區，兩個采區形成的廢石分別堆放在2處廢石場，北采區廢石場占地面積約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。礦山目前已北采區生活區、南采區生活區、炸藥庫、南采區豎井工業廣場、北采區豎井工業廣場、選廠和礦區道路等礦建設施。

根據評估區內地質災害、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狀評估結果，考慮各方面影響情況和影響面積的疊加，將評估區內礦山地質環境影響現狀評估劃分為嚴重區和較輕區，現分述如下：

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

1）地質災害的影響程度。原有露天采坑發育有小的崩塌和滑坡地質災害，危害程度小，危險性小，影響程度較輕。

2）對含水層影響程度。礦山現狀地下開采產生少量地下涌水，不會引發礦區及周邊地下水位下降，對含水層的影響程度較輕。

3）對地形地貌影響程度。3處露天采坑和2處廢石場對地形地貌的影響程度較嚴重。

4）對土地資源的影響程度

礦山各設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，采礦活動對土地資源的響程度嚴重。

較輕區：面積12 659 600 m2，評估區除嚴重區外其他區域，現狀評估地質災害的影響程度較輕，對地形地貌景觀破壞、含水層破壞和土地資源破壞的影響程度較輕。

2.2礦山地質環境影響預測評價

3個礦山地表氧化礦已基本采完，礦床埋藏深度較深，設計后期采用地下開采方式，目前礦山南、北采區開拓、提升等采礦生產系統已完成，兩個采區同時生產多年，故仍沿用原礦山開采順序，即兩個采區同時開采，設計采用豎井開拓方案，設計采用淺孔留礦法開采。

設計整個礦區分為2個采區，南采區主要開采對象為II號礦體，中段高度為40～50m，各中段標高為650m、600m、550m、510m和469m；北采區主要開采對象為I、III號礦體，中段高度為40～50m，各中段標高為650m、600m、572m。

2.2.1地下開采地面塌陷預測評估

礦體傾角多在70°以上，僅個別礦體傾角在58°，礦體頂底板均為層狀灰巖、白云巖、變砂巖、千枚巖，巖石飽和單軸抗壓強度為45～60Mpa，屬堅硬巖石，參照《礦區水文地質工程地質勘探規范》附錄公式，選用急傾斜、堅硬覆巖條件下的公式來計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——頂板巖層導水裂隙帶高度（m）；M——礦層采厚或厚度（m），取礦體最大厚度，當礦層間距小時，采用累計厚度進行計算；H——小階段垂高（m），取礦體中段高度50m。

根據式1計算結果，礦體開采采空區頂板埋深全部小于礦體導水裂隙帶最大高度，全部采空區其導水裂隙帶最大高度可到達地表，易引發地面塌陷災害。

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角確定為：下盤巖石移動角為68°，上盤巖石移動角為65°，端部巖石移動角70°。按照移動距離與采深之比為移動角余切的三角函數關系在剖面圖上圈定易產生地面塌陷的傾向范圍。

地面塌陷在走向上范圍根據礦體采深與巖石走向移動角確定，計算公式為：

L=H×ctanδ （式2）

其中：L-地面塌陷走向寬度（m）；H-礦體采深（m）；δ-端部巖石移動角。

根據確定的地面塌陷傾向和走向范圍，圈定地面塌陷區面積約384 800m2，部分地面塌陷區位于采空區地表投影范圍外。地面塌陷規模為中型，礦體地面塌陷的變形特征為無規律、突變的非連續性變形，易出現塌陷坑和不規則的伴生地裂縫，主要危害為破壞礦區地形地貌和生態環境，并威脅井下作業的人員、井下的采礦設施以及在可能發生地面塌陷地帶內活動的人員的安全，每班采礦人員最多27人，預計威脅井下人員27人，威脅財產小于500萬，危害程度中等，預測評估地下開采引發地面塌陷災害危險性中等。

2.2.2預測評估結論

根據評估區內地質災害、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測評估結果，考慮各方面影響情況和影響面積的疊加，將評估區內礦山地質環境影響預測評估劃分為嚴重區和較輕區。

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

1）地質災害的影響程度。預測地面塌陷區地面塌陷地質災害影響程度較嚴重，原露天采坑崩塌和滑坡地質災害影響程度較輕，泥石流地質災害影響程度較輕。

2）對含水層影響程度。礦山地下開采將產生少量地下涌水，不會引發礦區及周邊地下水位下降，對含水層的影響程度較輕。

3）對地形地貌影響程度。原露天采坑和預測地面塌陷區、廢石場和表土堆放場對地形地貌的影響程度較嚴重，礦山其它設施對地形地貌的影響程度較輕。

4）對土地資源的影響程度。礦山各設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，采礦活動對土地資源的響程度嚴重。

較輕區：面積12 425 500m2，除嚴重區外評估區內其他區域。該區內地質災害不發育；礦山開采對含水層破壞程度較輕；礦山開采對地形地貌景觀影響程度較輕；礦山開采對土地資源破壞程度較輕。

3　結論與建議

該礦山經過前期多年的開采已對當地的地質環境造成很大的破壞，破壞了大量的土地資源和生態環境，影響了當地的正常畜牧業活動；礦山后期仍將繼續開采，采用地下開采方式，礦山開采形成了大量的采空區，易引發地面塌陷地質災害，對礦山生產人員和當地放牧人員和牲畜存在安全隱患，礦山后期開采也會大量破壞地表植被，造成草場資源破壞。礦山閉坑后，應及時采取相應的地質環境治理措施和土地復墾措施，如修建圍欄和警示牌、用廢石回填露天采坑和采空區、修建廢水沉淀池和污水處理池、清理廢石場廢石、拆除地面設施、對地表進行覆土和種植適合當地生長的植被等措施，恢復原地表形態和原土地使用功能。

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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，主要從事礦山地質環境保護方面的研究

收稿日期：2015-12-03

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.023

中圖分類號：P618.51

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0995（2016）01-0107-04