矿山地质环境

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江西省矿山开发主要生态环境问题

发布: 发布时间:2017-11-20 阅读次数:

江西省早在新石器时代就开始利用陶土制陶,距今3100~3300年前就开始采铜。是我国矿业重要省份之一,全省发现矿产160多种,其中已探明储量的101种,有69种居全国前10位,21种居全国前3位,11种居全国第1位。矿业开发为国家及江西经济发展做出了重要贡献,但也给江西的生态环境带来较严重的负面影响。由于对矿山生态环境缺乏必要的保护意识,加之20世纪80年代 “有水快流”思想的影响,乡镇、个体采矿一拥而上,矿山生态环境问题日益突出,导致土地及植被破坏、水土流失、采空塌陷、水土污染和次生地质灾害等。
    1、土地及植被破坏
矿产开发利用占用了大量的土地,一是采掘过程对土地资源造成破坏,二是剥离的废石和排放的尾矿堆积(表3)占用土地,三是采运矿石修路及盖房等。据2000年1719座矿山统计,共破坏土地及植被940km2,若按50%为耕地计,约47000公顷。据推算,矿山企业占地超过2000km2(仅煤炭开采占地就达1220 km2),而78~98年江西耕地面积减少了约118000hm2,可见采矿是耕地减少的主导因素之一。因此而减少的农、林业收入近15亿元[2]。在所有矿种中以煤炭开采对土地的破坏最为严重(表1),达287km2,其次为建材矿252km2。安源区因采煤土地破坏面达27km2,占全区国土面积的12.2%;稀土开采对植被破坏最为严重,1995年前离子型稀土开采均采取全部剥离表土,植被根本无法附存,被剥离表土的地区恢复植被非常困难,寻乌县253个稀土剥离表土面积1.2KM2,同时26.8KM2的森林因烘干稀土而被砍光。造成大面积的水土流失,20世纪80年代统计表明赣南地区水土流失面积达9456.84km2,占国土面积的24.1%,明显高于全省的20.5%平均水平[2],这主要是由于赣南地区采矿水平远高于全省平均水平的缘故。
    2、水土污染
近年调查资料表明,采矿引起大量的水土污染事件,如江西铜矿山废水年排放量为20496×104m3/a (包括降水对废石堆淋漓废水),其中某铜矿废水直接排入大坞河,废水流量占河水流量的10%以上,河水pH值仅2.77,总Cu为14.65ppm,全河长14km水生生物绝迹。大坞河与另一条纳污河洎水在戴村附近汇入乐安河,其出口处河水pH值4.13、Cu 7.75ppm、Fe 72.52ppm,至使乐安河大部分河段受到污染,入口处下游2公里水中Cu为0.6ppm,pH5.8左右,20公里后pH值才上升至6.2。加之沿河采金活动,造成乐安河全长239公里河水pH值一直低于国标规定的6.5,大坞河及乐安河两岸稻田土壤及稻米都程度不同地受到酸及铜污染,土壤pH值大坞河沿岸为3.59~6.24,乐安河(太白、凤州二乡全长15公里)    3.37~6.83,总Cu 分别为21.99~1665ppm,34.7~1437ppm,实验表明土壤pH低于4.1水稻绝收,pH小于5水稻生长受影响[1]。煤炭矿坑废水是地质环境又一主要污染源,特别是高硫矿区,矿坑废水一般均呈酸性对矿井周围环境造成一定的危害,如丰城西河因区段煤层含硫较高,矿井水大部分已经酸化,废水呈酸性,矿井周围的土壤酸化严重,其上植物无法生长,上部的第四系地下水因矿坑排水污染pH值降低到4.5。钨矿尾砂废水中的钼、镉对人畜有较大的危害,既便是达标排放亦是如此,1981~1986年大余县8乡5500hm2土地受到了污染,土壤中钼含量25ppm,稻草中钼含量达182ppm,受害耕牛近万头,水牛33%死亡,黄牛10%死亡。而当时废水中的钼含量仅0.43~0.44ppm。而污染区稻谷中的镉是一般稻谷中54倍,蔬菜中则为15倍,动物内脏中为8.7~20.3倍[2]。除矿山直接排放的废水外,大气降水对铜、铁、铅、锌矿废石堆,煤矿的矸石山等淋漓废水也是采矿形成的重要环境污染源,如降水入渗系数取0.1,全省尾砂、废石堆积区每年形成漓废水达12480×104 m3/a,这些废水一般属酸性并溶解了大量的有毒有害的重金属离子。如德兴铜矿废石堆废水pH值仅为2.1。
    3、采矿引发的地质灾害
矿山开采过程中由于地表剥离、井下采空、地下水疏干、废石堆积、尾矿排放等人为活动的影响,破坏了地面稳定而产生一系列与采矿活动密切相关的地质灾害,如采坑塌陷、地裂缝、崩塌滑坡、泥石流、水资源枯竭等。
   (1)采空塌陷  据统计全省地下采矿破坏面积达501km2,如按30%形成采空塌陷,全省采空塌陷区面积将超过153km2,造成大量的植被、景观破坏、土地功能下降、建筑物毁损。采空塌陷主要分布在煤、铜、钨矿和其他金属矿床采区,以煤矿为最。江西省采煤历史悠久,至1998年原煤生产累计56980×104t [*],形成了大面积的采空区,塌陷区面积超过105km2,仅乐平采区就形成塌陷区18 km2,其中耕地720hm2,丰城洛市矿区采空塌陷4.50 km2其中耕地320 hm2,高安八景矿区塌陷面积5.20km2;据1982年丰城矿务局统计资料,累计采煤3242×104t,开挖面积10km2,地面塌陷面积达13.14km2,陷坑平均深0.8m,最大1.66m,煤矿区的万吨煤塌陷率为130~9000m2,以河西矿区为最,达9000m2,次之为坪湖煤矿,为3300m2[9];另一方面煤矿开采疏排地下水也会导致大面积岩溶塌陷,1974年丰城尚庄煤矿历时109天的放水过程中形成181处塌陷和地裂缝;河西煤矿由于采矿强排水在1969~1984年间,造成矿区附近的岭下、坞下村等十几个村庄地面塌陷、房屋开裂,水井干枯,水田无法存水;乐平桥头丘煤矿1972年因过量抽排地下水引发产生231个塌陷坑,影响面积达0.7km2[ *]。据我站89年及2000年实地调查东乡铜矿形成长1.6km,宽0.2~0.6km的塌陷区,面积达0.64km2,金山金矿采坑塌陷破坏森林植被200公顷,农田400公顷,而朝阳磷矿,在矿区17.9km2范围内,每平方公里3~4个磷窑,这些采空巷道自然放顶,使地表形成大量的裂缝、沉陷、滑塌和危岩,特别是南山底一带,变形区长1500m,宽约70m,各种塌陷20余处、小滑坡、小崩塌数十处、地裂缝十余条,裂缝长达30~80m、宽5~10cm、垂落达10~30cm,南山头危岩附近裂缝塌陷密度最高、规模亦大,东侧陷坑15×10m2、深 15m,西侧陷坑30×20 m2、深约30m,两处陷落体积约2×104m 3[9]。新余良山矿业有限责任公司采空塌陷区1.52 km2、萍乡市上株岭铁矿塌陷影响100多户居民的安全,钨矿采区地面塌陷也非常严重,有的脉型钨矿产出较浅,采坑顶板薄,极易塌落。以铁山垅钨矿隘上采区为例,采区面积 2.4km2内沟壑纵横,塌陷坑最长1.4km,宽一般5~20m,深1~15m,总面积达1 km2。
   (2)泥石流  矿山中泥石流危害较为普遍,一方面泥石危及采矿安全,另一方面泥石流会危害矿山周围的生产生活安全,矿山泥石流以露采矿区为甚。其主要分布在采场周围及废石堆、尾砂库下游的沟谷中,在采场筹建期间,因修建公路,采场爆破等形成大量的松散堆积物,暴雨后极易形成泥石流,1967年德兴铜矿因暴雨泥石流大规模爆发,形成泥石流数十条,导致下游5公里内河床抬高0.1~2m,仅扬桃坞沟泥石流堆积物就达15×104m3,永平铜矿泥石流也较发育,其西北废石场沟谷泥石流堆积物达33×104m3,矿山泥石流危害及规模最大要数富家坞矿1998年采场泥石流,富家坞铜矿1998年7月在暴雨的影响下形成100×104m3的山体滑坡,并转为泥石流,形成固体堆积物40×104m3,堆积物覆盖面积10×104m2,矿山场房、设施大部分被淹埋,直接经济损失3000多万元,富家坞矿因此停产至今,总经济损失超亿元,并宣告破产。
钨矿采区也是泥石流高发区,同时具有群发性和多发性。如于都铁山垅钨矿隘上矿段1985年以来,多次发生泥石流,1988年3月23日,Ⅳ号沟民窿采矿发生突发性老窿涌水,老窿涌水与采矿废石尾砂形成泥石流,使铁山窿镇河迳村隘上组33户186人受到损失,冲毁农田1.2 hm2,其中0.2 hm2全毁,7户村民无田可耕,生活水井被填埋,全部房屋倒塌,注:*2001年江西省地质环境监测总站调查资料(下同)
33户被迫搬迁,直接经济损失87.1万元。同年四月份,Ⅳ号沟形成泥石流,将禾丰镇隘下村新华组(茅屋)良田0.26 hm2淹没,直接经济损失8万余元。1989年4月,暴雨将大量废石尾砂冲入尾砂库中,尾砂溢过尾砂坝使禾丰镇坪山、黄村等地14 hm2农田受泥石流影响而减产,铁山垅镇河迳村隘上组0.33 hm2油菜树遭到破坏,0.13 hm2面积的水库被尾砂埋没,直接经济损失81.9万元。1991年8月,废石、尾砂随暴雨淹没铁山垅镇河迳村0.7 hm2农田、5口水塘和19口水井,直接经济损失22.6万元。1994年4月7日,泥石流冲毁尾砂库北部溢坝,淹没铁山垅钨矿农场旱地0.05 hm2,50多棵柑桔树被尾砂淹埋,直接经济损失0.8万元,冲毁禾丰镇隘下村光明组刘跃清后院围墙,400余棵柑桔树被尾砂淹埋,经济损失达13万元。另外有些矿山为减少修建尾砂库的费用,在雨季恶意排放尾砂,形成水石流,导致下流河段严重淤积和水土污染。
   (3)滑坡  采矿引起的滑坡一般规模大,危害重。如铅山永平铜矿打字坪、天排山采矿场七十年代发生的两处滑坡,规模达319.2×104m3和299.5×104m3;朝阳磷矿下源村,1988年6 月因采矿切坡,在暴雨的诱发下发生7.4×104m3的滑坡,掩埋49栋民房,死31人,伤49人,尔后94年5~6月在邻近地段又产生1~2×104m3滑坡2处;1996年6月,定南岿美山钨矿也因采矿弃土、弃石发生滑坡,死7人,毁矿棚4间;瑞昌洋鸡山采场滑坡,直接经济损失达300万元[9];96年富家坞铜矿由坑采改露采,爆破松体积达150×104m3,在98年7月在暴雨的影响下形成100×104m3的山体滑坡,后转为泥石流*。
   (4)矿坑突水  据不完全统计,1974年至今,造成重大损失的矿坑突水有23次,共造成50人死亡,经济损失超亿元。丰城矿务局云庄矿1974年挖最后一个回风巷,经过断层(F46)破碎带沟通了巷道与岩溶含水层,引起突水,淹没所有巷道,经济损失310.88万元,1988年因采空面太大,顶板在自重作用下,产生变形,形成裂隙等透水通道引起突水淹没所有巷道,经济损失3000万元,1982年因挖煤形成采空面,顶板在自重的作用下,发生张性或剪切变形产生裂隙,沟通巷道与岩溶含水层,引起突水,加上断层(F48),使突水更强烈,淹没所有巷道,经济损失182.59万元。1992年丰城市楼前煤矿透水,龙溪煤矿、流舍煤矿被淹,死亡26人,经济损失1000万元。恶性突水事故中相当部分是因为小煤窑滥采乱挖沟通其他采坑引起的,如1995年5 月乐平仙槎煤矿突水,就是由于民窑交叉采煤引起的,经济损失 达1000万元;1995年洛市煤矿因小煤窑采挖护矿柱,导致与大矿穿通形成突水死14人[9];2001年2月萍乡市枫桥群采小煤矿发生突水淹没全部巷道,并导致周围地下水位大幅度下降,泉水断流一个多月,并形成大面积地面开裂和岩溶塌陷。
   (5)瓦斯爆炸  据有关资料统计,江西自60年代以来发生瓦斯爆炸59起,其中21起造成重大人员伤亡,累计死亡140人,伤60多人,经济损失534万元,1994年5月坪湖煤矿瓦斯爆炸死亡人数多达30人。80年代以来,小煤窑由于安全意识薄弱,常常违章作业,是造成瓦斯爆炸的主要原因,1999年1月27日萍乡市腊市镇兴达煤矿瓦斯爆炸就是由违章作业造成的,至使8人死亡[9]。
   (6)地下水资源枯竭  萍乡、丰城、乐平、高安、新余、宜丰、万载等采煤及武山铜矿、上株铁矿因采矿长期疏排地下水或矿坑突水,形成大面积地下水降落漏斗,水位长期不能恢复,导致矿区周围泉水干枯,农田严重缺水、失水、漏水而无法耕作,甚至村民饮水都非常困难。萍乡安源与高坑矿地下水降落漏斗相连达31平方公里,巨源、青山、三田、上官岭等矿地下降落漏斗达27、6.9、3.8、3.4km2,丰城河西矿区漏斗范围达40~50 km2 [9]。

   主要参考文献:

1、《江西省铜矿开发环境地质研究报告》  江西省地质环境监测总站  1991、6
2、《江西省矿山开采对环境的影响与对策》  江西省社会科学院经济所  1996、8
3、《江西省地质矿产志》   江西省地方志编纂委员会  1998、6
4、《江西省矿产储量表》   江西省地质矿产厅        2000、4
5、《2000年江西省环境状况公报》  江西省环境保护局
6、《矿产资源规划研究》       国土资源部规划司   2000、12
7、《“十五”期间环境保护具体工作目标》  江西省环境保护局
8、《最佳实用采矿环境管理》      澳大利亚环境局  1997、5
9、《江西省环境地质调查报告》  江西工程勘察院   2000、9



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