浅析栾川县矿山开采与矿山环境
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[摘要]栾川县位于豫西山区，地质条件复杂，矿产资源丰富，矿业开采历史悠久，造成了对地貌、植被、岩土、水域及大气等自然资源的影响和破坏。分析采矿活动有可能诱发的地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流和水土流失等次生地质灾害，根据存在的矿山地质环境现状，有针对的提出矿山地质环境预防和保护措施。
[关键字]栾川县 矿产资源 地质环境 预防和保护
[中图分类号] TD8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-81-2
栾川县矿山地质环境保护与治理是以创建和谐社会和可持续发展为目的，最大限度地减少或避免因矿产开采引发的地质环境问题，逐步解决历史遗留的矿山地质环境问题。
1 矿产资源及矿山地质环境现状
1.1 矿产资源概况
栾川县属于豫西多金属成矿区，是我国16个重要多金属成矿带核心区域和重要的钼、铅、锌多金属矿产地。区内已发现金属矿产、非金属矿产、能源矿产和水气矿产4大类50多种矿种
1.2 矿山地质环境现状
矿产资源结构有鲜明的地域分布特点，突出表现在优势矿产的矿种组合与地域分布上，钼钨矿主要集中在遏遇岭的上房沟、南泥湖、三道庄矿区，铅锌矿主要分布在钼钨矿的和马超营断裂带区域，金矿主要分布在马超营断裂带北侧的熊耳山南翼，稀有稀土（金属）矿产以伴生矿产为主，分布于三川——栾川多金属成矿带内，非金属矿产遍布全县。矿山生态环境破坏较为严重。
2 矿山开采对环境的影响
存在的矿山地质环境问题主要有地形地貌景观的破坏；诱发崩塌、滑坡、地面塌陷和地裂缝等地质灾害；含水层的破坏等。
2.1 地形地貌景观破坏
2.1.1 露天采矿场导致的破坏
露天开采对土地资源和环境的影响主要发生在基建和生产过程中。在露天矿建设期间，矿山生产区、办公区，以及生产基础设施和交通运输系统的建设都占用土地，建设过程中必将对矿区原有的土地、水系、植被和大气等生态环境造成一定影响。
2.1.2 井下开采导致的破坏
栾川县的小型钼矿、铅锌矿、金矿、萤石矿多为井下开采，井下开采出的废渣对土地的压占破坏及对地质环境的影响主要有两个方面：（1）矿区地表塌陷，（2）废渣及采矿场压占，采矿塌陷对土地资源和生态环境的影响主要有以下两个方面：①采矿塌陷可使塌陷范围内的地表发生垂直沉降。②采矿塌陷区沉降和移动不均衡，使塌陷区产生不同的附加倾斜、弯曲，裂缝甚至滑坡或崩塌，使土地本身可利用性及其附着物受到破坏。地面建筑物、构筑物、水利、交通、电力等工农业生产设施因采矿塌陷而遭受不同程度的影响和破坏。
2.2 诱发地质灾害
栾川县境内调查采矿造成的地面塌陷7处，均为小型，因矿山开采引发的崩塌、滑坡地质灾害主要集中在露天采矿场和采石场，在这些采矿区，开采边坡角度大，有的大于70°。主要分布于赤土店镇、冷水镇、潭头镇、狮子庙镇等。地面塌陷造成建筑物开裂，威胁居民生命财产安全。
2.2.1 诱发地面塌陷地质灾害
（1）地面塌陷产生的机理。由于地下开采，造成上覆岩层的松动，地面变形，产生地面下沉形成开采塌陷盆地，它的范围成数倍于采空区的范围，按地面变形破坏程度不同，可划分为边界区、危险区与断裂区。边界区仅发生很小的下沉，一般不影响地面建筑物的正常使用；危险区随时可能发生塌陷，断裂区中则地面发生一系列地裂缝，建筑物将破坏或倒塌。
（2）地面塌陷影响因素。
①矿产埋藏条件：开采深度愈大，变形扩展到地表所需的时间愈长，地表变形值愈小，变形比较平缓均匀，但地表移动盆地的范围加大； 矿层厚度愈大，开采空间愈大，会使地表变形值增大；矿层倾角大时，使水平移动值增大，地表出现地裂缝的可能性增大，盆地和采空区的位置更不相对应。
②地质构造条件：栾川县在大地构造位置上位于华北地台南缘与秦岭褶皱系北侧衔接部位。矿层倾角平缓时，盆地位于采空区正上方，形状基本上对称于采空区；矿层倾角较大时，盆地在沿矿层走向方向仍对称于采空区，而沿倾角方向，随着倾角的增大，盆地中心愈向倾斜的方向偏移。岩层节理裂隙发育，会促使变形加快，增大变形范围，扩大地表裂缝区。
③岩性条件：该区岩浆岩分布广泛，种类较多，岩石地层复杂多样，熊耳群火山岩节理发育，岩石风化破碎强烈；管道口群、栾川群千枚岩、片岩类分布区片理和软弱层发育；花岗岩分布区地势险峻，风化松散坡积物发育。上覆岩层均为坚硬、中硬、软弱岩石层或其互层时，开采后容易冒落。
④采矿方法和顶板管理方法：是影响围岩应力变化，岩层移动，覆岩破坏的主要因素。当深厚比较大时，能促使上覆岩层迅速而平稳地移动，地表下沉量达到最大，因而下沉系数也较大。在矿层埋深不变的情况下，开采宽度越大，形成的地表影响越大。
2.2.2 诱发地裂缝地质灾害
栾川县矿区多为非连续性地表变形区域。在矿山地质环境问题中地裂缝有两种类型：一类是地下采空区地面塌陷引起的，并且出现地面变形（地表移动）整个过程中，直到塌陷区稳定后才逐渐消失；另一类是露天矿开采引起的，露天开采塑造了边坡。上露岩体出现的大量卸荷裂缝，继续发展则演变为崩塌，滑坡。
2.2.3 诱发泥石流地质灾害
危害矿山，矿区是人类活动和工程建设的集中分布区，受地理条件的限制，矿山厂房、宿舍、设施等都建在沟谷两侧较平坦的凹地，处于泥石流的形成区和流通区内，一旦发生泥石流，是首当其冲的危害对象，对于下游的城镇村庄以及生态环境都会造成危害。
2.3 导致含水层破坏
采矿塌陷引起的地表沉降和裂缝可在一定程度上改变地表径流方向和汇水条件，使部分地表水沿裂缝渗入地下，同时也可使地下水沿上覆岩层采动裂缝渗入采空区或深部岩层，从而使矿区地表水减少，潜水干涸，井、泉断流，同时使地下水位降低，甚至使上覆岩层中的含水层遭受破坏。地表水通过采动裂缝渗入地下的同时，地表污水也随之进入含水层，从而污染地下水源；地下水通过采动裂缝进入采空区时，又可能受到采矿污染；矿坑水通过排水系统排放到地表水系中又使地表水系受到污染，因而矿区水环境将不断恶化。
3 矿山地质环境保护与治理现状
3.1 取得的成就
（1）认真贯彻国家“在保护中开发，在开发中保护”的矿产资源管理总方针。统筹考虑经济、社会、资源和环境效益，实现矿业经济可持续发展。规划了鼓励开采区、限制开采区及禁止开采区，另外由建筑石料石粉、机制砖等代替砖瓦粘土。有效的控制了对生态环境有严重影响。
（2）初步建立了矿山地质环境管理体系。建立起县、乡（镇）三级地质环境保护和监督管理体制。大型矿山企业设置了环保科，中、小型矿山企业建立了科或组，负责矿山地质环境监测、污水治理、矿山防尘、矿区绿化、土地复垦等项工作，监督管理体系初步形成，使矿山地质环境保护与治理有了组织保障。
（3）矿山地质环境监测网络日趋完善。在全县范围内初步建立了地质灾害（包括矿山地质灾害）群防群测制度、汛期应急巡查制度，汛期防灾预案制度、灾害速报制度、险情巡查制度和汛期值班制度等，提高了防灾应急能力和反应速度，为全县矿山地质环境保护和减少灾害损失起到了重要作用。
（4）积极开展矿山地质环境保护的宣传与教育活动，培育公众的环境保护意识，使之充分认识到矿山地质环境保护与其自身安全健康的重要性，调动矿业权人、公众等各方面的积极性，共同参与，做好矿山地质环境保护与治理工作。
（5）矿山地质环境调查与治理工作得到加强，矿山地质环境治理工作成效显著。2000年以来，先后完成了《河南省栾川县大南沟泥石流灾害防治前期勘察报告》、《栾川县三川镇门子岭滑坡应急治理》、《栾川县大南沟泥石流治理工程》等项目的申报及治理验收工作，拉开地质灾害工程治理的序幕。
3.2 存在的问题
全县矿山地质环境保护与治理工作虽然取得了一定的成绩，但还存在一些问题。主要问题有：
（1）矿山地质环境保护政策体系、监管、约束机制和经济政策有待完善。缺乏激励和约束机制，缺乏治理投入资金保障，监管部门人力、经费、技术装备不足
（2）历史积留问题多，恢复治理难度大。栾川由于长期采钼的影响，导致采区地表大面积变形和塌陷，矿区部分房屋建筑、公共基础设施、耕地植被等遭到严重破坏，给沉陷区经济和人民生命财产带来很大损失。
4 矿山地质环境发展趋势
矿山环境恢复治理工作虽然任务艰巨，但大有可为。不仅可以使大量的矿山塌陷土地和废弃土得到利用，而且可通过矿山地质环境恢复治理和矿山固废、废水资源化开发利用，强化循环经济发展，必将获得良好地经济收益和社会效益。创造社会财富，改善生存环境，最终实现生态矿业的发展目标。
5 矿山地质环境预防和保护措施
将矿山地质环境保护贯穿于矿产资源开发全过程，必须坚持“事前预防，事中治理，事后恢复”的原则，按照科学的矿山地质环境管理系统的要求，做好矿山地质环境保护与治理工作。新建矿山必须符合生态环境准入条件。
参考文献
[1]河南省地质环境监测总站，栾川县地质灾害调查与区划报告，2002.
[2]河南省国土资源科学研究院，河南省栾川县三合金矿排渣场矿山环境治理工程项目，2011.11.
[3]河南省地矿建设工程（集团）有限公司，栾川县矿山地质环境保护与治理规（2011-2020年）专题研究报告，2010.6.