山東半島礦山開采情況及地質(zhì)環(huán)境問題分析

（山東省地質(zhì)測繪院，山東 濟南 250002）

1 礦山開發(fā)利用概況

山東半島地區(qū)主要是指山東膠萊盆地以東的地區(qū)。行政區(qū)劃主要包括青島、煙臺、威海、濰坊、日照等市。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源分布廣且儲量巨大，在全山東省占有很重要的地位。主要的礦產(chǎn)種類有其中金礦、銀礦、銅礦、石材類飾面用花崗巖，石墨、滑石等礦產(chǎn)（圖1）。

區(qū)內(nèi)大規(guī)模的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用始于二十世紀五十年代。隨著經(jīng)濟建設(shè)的全面發(fā)展，對礦產(chǎn)資源需求增長，促進了礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用。截止2012年研究區(qū)內(nèi)礦山企業(yè)最多的市分別是煙臺市，共有礦山企業(yè)724個，其中大型礦山189個，中型礦山216個，小型礦山276個，小礦43個，年產(chǎn)礦量3989.58萬噸；濰坊市共有礦山企業(yè)413個，其中大型礦山75個，中型礦山35個，小型礦山239個，小礦64個，年產(chǎn)礦量4370.12萬噸；日照市共有礦山企業(yè)405個，其中大型礦山340個，中型礦山21個，小型礦山41個，小礦3個，年產(chǎn)礦量2690.15萬噸；；威海市共有礦山企業(yè)312個，其中大型礦山219個，中型礦山31個，小型礦山54個，小礦8個，年產(chǎn)礦量1632.32萬噸。青島市共有礦山企業(yè)199個，其中大型礦山118個，中型礦山19個，小型礦山53個，小礦9個，年產(chǎn)礦量1472.83萬噸（表1）。

表1 研究區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用情況

2 主要地質(zhì)環(huán)境問題

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，開發(fā)歷史悠久，開發(fā)利用程度高。近年來，隨著礦業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)模和開發(fā)強度的增大，采掘、選礦、冶煉、排放等環(huán)節(jié)的礦業(yè)活動中，礦山環(huán)境地質(zhì)問題越發(fā)突出。 目前區(qū)內(nèi)因開采礦產(chǎn)而產(chǎn)生的主要礦山環(huán)境地質(zhì)問題為：礦山地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞、土地占用及破壞等幾大類。

2.1 礦區(qū)采空塌陷

2.1.1 采金屬礦山引發(fā)的采空塌陷的分布

研究區(qū)內(nèi)由于開采金屬礦產(chǎn)可能造成或?qū)е虏煽账菁鞍樯亓芽p的地段主要分布于萊州金城—寺莊金礦開采區(qū)、倉上～三山島金礦開采區(qū)、潮水莊官金礦開采區(qū)；威海市經(jīng)區(qū)范家埠金礦開采區(qū)、乳山市峒嶺金礦開采區(qū)、文登市金礦開采區(qū)、榮成市夏家鎮(zhèn)同家莊金銀礦等。

2.1.2 開采它礦產(chǎn)引發(fā)采空塌陷的分布

圖1 研究區(qū)礦產(chǎn)資源分布圖

研究區(qū)內(nèi)開采其它礦產(chǎn)引發(fā)的采空塌陷主要分布于煙臺市萊州虎頭崖鎮(zhèn)及龍口平原北部等非金屬礦產(chǎn)資源礦開采區(qū)。煙臺市萊州虎頭崖鎮(zhèn)非金屬礦產(chǎn)資源礦開采區(qū)分布于萊州市的西南部，區(qū)內(nèi)非金屬礦產(chǎn)資源（滑石礦、玉石礦、鐵礦、菱鎂礦）豐富，歷史上曾有過大規(guī)模的民采活動，形成多處地面塌陷隱患，在80年代地面開始發(fā)生塌陷，形成一些大的塌陷坑，主要位于滑石礦開采區(qū)。龍口平原北部等非金屬礦產(chǎn)資源礦開采區(qū)該處目前有7處可開采礦山，是膠東地區(qū)重要的礦產(chǎn)資源生產(chǎn)基地，也是全國唯一的濱海礦區(qū)生產(chǎn)基地。

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，礦區(qū)總面積達32.387km2。自70年代，研究礦區(qū)陸續(xù)開始開采，受礦產(chǎn)資源開采的影響，1978年夏季以來礦山采空區(qū)開始發(fā)現(xiàn)地面塌陷，并且塌陷地逐年擴大，形成相對閉合的集水區(qū)和水域。采空區(qū)上方逐漸出現(xiàn)采空沉陷。

塌坑多呈圓形或長條形盆地狀，沉陷中心深度2m～5m不等。一般開發(fā)時間越早，開采時間越長，資源產(chǎn)量越大的礦區(qū)，沉陷面積越大。截止2011年該區(qū)采空沉陷面積累計已達16.03km2，形成較大的塌陷區(qū)5處。

2.2 崩塌、滑坡、泥石流分布特征

采空引發(fā)的巖體開裂、崩塌、滑坡、渣石流等重力地質(zhì)災(zāi)害主要分布于膠西北中低山金礦開采區(qū)，金礦脈沿山體被采出后，如果不及時進行回填處理等，即可引發(fā)上覆巖體開裂、崩塌等。

目前，在煙臺市的招遠、龍口、萊州、牟平等金礦區(qū)，此類重力地質(zhì)災(zāi)害較多，金礦毛石、尾礦不合理堆放引發(fā)的渣石流在區(qū)內(nèi)也時常發(fā)生。

開發(fā)石材引發(fā)的重力地質(zhì)災(zāi)害，主要分布于魯東石材開發(fā)區(qū)，因多位于山區(qū)丘陵地帶，得不到足夠重視，其潛在危害隨石材開發(fā)規(guī)模的增加而增大。

2.3 含水層破壞分布特征

區(qū)內(nèi)含水層主要受金礦開采影響。金礦含水層破壞事故主要發(fā)生于斷裂構(gòu)造發(fā)育的招遠、萊州金礦區(qū)。金礦主要分布于低山丘陵區(qū)，礦區(qū)內(nèi)無大的地表水體，發(fā)育的溪流亦大多為季節(jié)性流水，少部分常年性河流（如永汶河、羅山河等），也僅能在雨季時流量有所增加，且持續(xù)時間很短，其它季節(jié)流量均極小，加上金礦礦坑排水一般較小，有限的礦坑排水在進入河床形成地表徑流之前，已滲入地下。因此，金礦排水對地表水環(huán)境影響不大，而對礦區(qū)地下水構(gòu)成的污染威脅較為嚴重。金礦礦床充水水源主要為礦脈構(gòu)造裂隙水及少量圍巖風化裂隙水，水質(zhì)成分及水化學類型濱海礦山和內(nèi)陸礦山各具特點。內(nèi)陸礦山處于低山丘陵區(qū)，地形坡度陡，地下水運動條件良好，受硫化物礦床與開采影響，地下水中溶解了大量的硫化物，使地下水以SO4－Ca·Mg型或SO4·HCO3－Ca·Mg型為主，礦化度多小于1g/L。局部地段受礦井長期排水影響，礦坑水中含有大量的Cu、Zn、Pb等微量元素，并具酸性，水質(zhì)較差。濱海礦山受風潮影響，地下水中Cl-含量較高，水化學類型以Cl－Na·Ca型為主，礦化度多大于1g/L，礦坑水中的主要超標組分為Cl-和總硬度，特別是近海地段零標高以下礦坑水中Cl-含量極高，因此對礦區(qū)第四系孔隙水影響最大，如萊州望兒山金礦區(qū)，礦井分布較多，有的直接建在河床之上，礦區(qū)大量的礦坑排水除部分用于生產(chǎn)之外，大多排入曲城河內(nèi)，致使其下游的西曲村與城子村的飲用水源受到礦坑水中Cl-和總硬度的污染。

2.4 土地占用及破壞

占壓土地是各類礦山普遍存在的環(huán)境地質(zhì)問題。礦山開發(fā)占用及破壞土地的方式主要有露天采礦場、固體廢料場、尾礦場、地面塌陷區(qū)等。

以固體廢料為例，全區(qū)共有礦山固體廢料堆901座，其中廢石堆有893座，總占地面積為5095.81公頃，以煙臺和濰坊占地面積最多（表2、表3）。

表2 研究區(qū)固體廢料分布情況一覽表（單位：座）

表3 礦山固體廢料堆放場占地情況表（單位：公頃）

3 礦山開發(fā)利用建議

3.1 礦山采空區(qū)開發(fā)利用建議

隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴大，許多礦山逐漸納入城市建設(shè)的規(guī)劃之中。根據(jù)山東半島礦山采空區(qū)的實際情況，其防治措施主要有：

（1）對民采程度較高的采空區(qū)或者已經(jīng)停采的采空區(qū)，由采用調(diào)查結(jié)合物探、鉆探驗證的手段進行專項勘察，并進行充填治理，徹底消除遺留老采空區(qū)的隱患。

（2）對地面沉陷區(qū)可采取挖深墊淺，進行水產(chǎn)養(yǎng)殖或改建公園。如龍口市對城區(qū)附近多處陷地進行了綜合治理，對塌陷深度較淺區(qū)采用回填夯實處理，改建為一般廠房用地，對塌陷深度較大區(qū)改建成公園。

（3）加強動態(tài)監(jiān)測、適當避讓。在采空區(qū)邊界處設(shè)立警示標志、網(wǎng)護等設(shè)施。

3.2 礦坑水開發(fā)利用建議

研究區(qū)礦坑排水既浪費了水資源又破壞了含水層。因此必須對礦坑水進行綜合利用。礦坑水綜合利用應(yīng)與當?shù)貒窠?jīng)濟發(fā)展需水要求緊密結(jié)合，根據(jù)各礦區(qū)老窿水水質(zhì)特點及供水水質(zhì)評價，以分質(zhì)供水為主要利用原則，并輔以必要的水質(zhì)處理。

3.3 礦區(qū)固體廢棄物及工業(yè)場地開發(fā)利用建議

礦山固體廢棄物和工業(yè)場地治理要堅持“因地制宜，積極利用”的指導思想和“污染物減量、資源再利用和循環(huán)利用”的原則，以資源化二次開發(fā)利用為重點，固化和綠化為輔。固體廢棄物一般可用作建材原料、水泥配料、制磚、充填井筒等，也可用于鋪墊公路路基、建筑工程填方、充填溝谷等。

對于不宜利用的矸（渣）堆，要采取在矸（渣）堆底部修建擋土墻、消坡減載等安全措施，進行穩(wěn)定性改造施工，并固化、覆土綠化，進行生態(tài)重建。

工業(yè)場地廢棄地要在井口充填、固體廢棄物治理等消除安全隱患措施的基礎(chǔ)上，綜合開發(fā)利用，嚴禁閑置。工業(yè)場地復墾、整治后可以用做農(nóng)地、林地、居住地、工業(yè)用地和養(yǎng)殖用地。

4 結(jié)論

研究區(qū)內(nèi)礦山眾多，開發(fā)歷史悠久，開發(fā)利用程度高。目前區(qū)內(nèi)因開采礦產(chǎn)而產(chǎn)生的主要礦山環(huán)境地質(zhì)問題為：礦山地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞、土地占用及破壞等。因此在礦山的開采過程，遵循因地制宜、合理開發(fā)的原則，嚴格按照綠色礦山的標準要求，減少對地質(zhì)環(huán)境的破壞。