唐山市遷西縣礦山地質環境調查分析

寧少杰 梁文璐 耿 磊 劉富濱

(河北省地礦局第二地質大隊 唐山 063000)

唐山市是河北省乃至全國重要的礦業經濟大市，其中又以遵化市、遷西縣和遷安市為主要礦產開采地。主要開采礦種以煤礦、鐵礦為主，其次為建筑石料礦、熔劑用石灰巖礦、熔劑用白云巖礦、水泥用石灰巖礦、金礦。礦產資源大規模開發在為國民經濟和社會發展做出重要貢獻的同時，也產生了大量的礦山地質環境問題，包括引發礦山地質災害、占用破壞土地資源、影響水土資源環境及周圍人居環境、生產、生活和經濟發展、社會穩定，但目前缺乏全面系統的礦山地質環境問題現狀數據。以為當地政府部門提供礦山治理和恢復生態環境依據為目的，決定開展唐山市遷西縣礦山地質環境調查工作。

1 地質條件及礦產資源利用情況

遷西縣地勢由北向南有高—低—高的趨勢，礦產資源分布與之相匹配。北部山區中北部以太古宇變質巖為主，礦產多以鐵礦為主，而金礦主要分布在北部巖體邊緣和東北部斷裂發育地段；南部為以碳酸鹽巖為主的丘陵區，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。如冶金用白云巖、建筑用白云巖(圖1)。

據不完全統計，目前遷西縣礦山以鐵礦、建筑用白云巖礦、金礦為主。工作區內鐵礦占礦山總數的91.13%；建筑用白云巖礦占礦山總數的6.19%；金礦占礦山總數的2.17%；冶金用白云巖礦占礦山總數的0.31%。

從礦山企業技術結構來看，大中型企業的技術裝備和各項技術指標處于領先水平，形成了較為完善的礦山采選技術支撐體系，但一些小型礦山企業技術仍比較落后，資源開發利用水平有待提高，環境污染嚴重。

圖1 遷西縣礦產資源分布特征圖

2 主要礦山地質環境問題

長期以來，由于礦產資源的不合理開發利用，引發了各種各樣的礦山地質環境問題。大范圍、高強度的礦業活動，使礦山地質環境的演變愈來愈烈，引發的礦山地質環境問題也日益突出。由于歷史遺留的礦山地質環境問題較多，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，礦山地質環境保護與恢復治理任務十分艱巨。

2.1 礦山地質環境問題類型

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

表1 遷西縣礦山地質環境問題類型劃分表

表2 遷西縣主要礦山地質環境問題統計表

2.2 礦山地質環境問題分布特征

(1)礦山地質環境問題類型的多樣性

礦山地質環境問題類型眾多，表現形式多樣。礦山建設的工業廣場、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形成的塌陷等改變了礦區原有的地形地貌，產生土地資源被占壓與破壞等礦山地質環境問題；礦區采掘誘發地面塌陷、滑坡、泥石流等地質災害；礦山排水造成水、土、大氣環境污染等。

(2)礦山地質環境問題的復雜性

礦山地質環境問題的主要誘發因素是采礦活動。并與礦產類型、開發方式密切相關，而且與礦區的地質背景、氣象、水文和植被等自然因素也有一定關系。礦種及開發方式不同，礦山地質環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)礦山地質環境問題的多因素性和復發性

礦山地質環境問題往往是采礦、選礦等多種活動過程共同作用的結果，其誘發因素眾多。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量的下降。另外，某些地質環境問題還具有多次原地復發的特點。

(4)礦山地質環境問題的地域性

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

(5)礦山地質環境問題危害的集中性與嚴重性

礦山地質環境問題主要發生在礦山生產現場及周邊影響范圍之內，直接威脅采礦作業場、工況設施和周邊居民的生命財產安全。礦山環境問題不僅造成直接和間接的經濟損失，而且破壞人居生態環境。礦山環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影響仍會存在。

(6)礦山地質環境問題的群發性與共生性

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

3 礦山地質環境問題產生的主要因素

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

3.1 礦產資源開采強度大

由于歷史認識的局限性，以往在礦產資源開發利用中忽視環境保護工作，高強度、大規模的礦業開發和無序群采，加劇了日趨嚴重的礦山地質環境問題，造成了大量的財產損失和人員傷亡，產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，礦山數量大幅增加，群采濫挖加劇了礦山環境的破壞。雖然經過多次清理、整頓并取締破壞資源、污染環境的小企業，但仍存在嚴重的礦山環境破壞問題。

3.2 礦山環境保護意識淡薄

過分強調經濟效益，忽視環境保護，是造成礦山環境惡化的主要原因，采礦權人片面追求經濟效益的最大化，重開發利用，輕資源節約和環境保護；重經濟效益和發展速度，輕環境效益和發展質量，盲目違規生產，不能按照“三同時”要求開展礦山環境保護工作，加劇了礦山環境的破壞。

3.3 缺乏科學的礦山建設規劃

由于礦山企業缺乏科學的礦山建設規劃，或不按批準的設計和開采方案執行，對開采引發礦山地質環境問題認識不足。采用的開采、廢物處置等技術落后，不可避免地引發一系列地質環境問題。

采用井工開采的礦山，一般不對采空區充填，僅對地表重要建筑、構筑物、水體和采礦巷道等部位進行局部支撐。未保護的區域、或保護力度不夠區域造成采空區地表變形開裂、塌陷等地質災害，并引發水資源系統破壞等礦山地質環境問題。

采用露天開采的礦山因對邊坡性質認識不足，開采邊坡過高過陡，引發崩塌、滑坡等礦山次生地質災害。

礦山因對礦山場地規劃不當，廢渣不合理堆放引發泥石流和滑坡發生。

礦山對礦山廢水、廢氣、廢渣未采取環保處理，引發礦山水土、大氣污染。

3.4 礦山環境歷史遺留問題多

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

4 礦山地質環境評價

4.1 單個礦山分析評價

針對單個礦山，首先確定礦山地質環境評價指標，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值，同時根據不同評價因子的狀況給定權重；然后，依據各因子權值和權重計算出各因子的分值；將各評價因子的分值相加，得出礦山地質環境質量的總分值；最后，將礦山地質環境分值與礦山地質環境質量分級標準比較，確定礦山地質環境的質量等級。

其數學模型為：

式中：U—礦山地質環境質量分值；

Wi—第i個評價因子的權值；

Fij—第i個評價因子第j種狀況的權重。

(1)評價指標體系和評價因子的確定

依據《礦山地質環境保護與治理恢復方案編制規范》(DZ/T 0223-2011)和《河北省礦山地質環境調查技術要求》(2015.4)確定評價指標和評價因子(表3)。

表3 礦山地質環境質量評價指標體系

(2)評價權值權重的確定

依據《礦山地質環境保護與治理恢復方案編制規范》(DZ/T 0223-2011)，按照專家打分法給定權值權重(表4)。

表4 礦山地質環境質量評價指標權值權重確定表

(3)礦山地質環境質量分級

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

表5 礦山地質環境整體質量分級標準

根據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，評價結果為：礦山地質環境問題差的礦山有28個，占礦山總數的7.33%；礦山地質環境問題較差的礦山有117個，占礦山總數的30.63%；礦山地質環境問題較好的礦山有237個，占礦山總數的60.04%。

4.2 綜合分區

礦山地質環境現狀評估分區在依據各礦山地質環境問題量化評價結果的基礎上結合區域定性評價，按礦類和單礦種進行全區礦山地質環境現狀評估分區(圖2)。

(1)礦山地質環境質量差區

面積為168.97 km2，占評價區總面積的33.66%。該區礦山分布較密集、礦產資源開采規模與強度大，礦山地質環境問題種類多，礦山地質災害發育，一般3～4種以上，具有很大的危害性，嚴重地影響了當地人們的生產和生活，導致人員傷亡、較大的財產損失等。

(2)礦山地質環境質量較差區

面積為242.05 km2，占評價區總面積的48.22%。該區礦山分布相對較多，礦產資源開采規模與強度一般。礦山地質環境問題、礦山地質災害較發育，一般1～2種，具有一定的危害性，一定程度

上破壞了地質環境，造成了經濟損失，影響了當地人們的生產和生活。

(3)礦山地質環境質量較好區

面積為90.91 km2，占評價區總面積的18.11%。該區礦山零星分布，礦產資源開采規模與強度小，礦山地質環境問題、礦山地質災害發生相對少，危害性小，造成一定經濟損失。

圖2 遷西礦山地質環境現狀評估分區圖

[1]河北省環境地質勘察院,《唐山市遷西縣礦山地質環境調查報告》,2015.