摘　要：本文作者分析了小秦嶺金礦區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，提出了小秦嶺金礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)治理方法，最后得出了自己的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：小秦嶺金礦區(qū);地質(zhì)災(zāi)害;防治對策

小秦嶺金礦區(qū)地質(zhì)背景復(fù)雜，成礦地質(zhì)條件良好，是我國重要的鉬、鎢、鋁、金、銀、銅、鉛、鋅多金屬礦集區(qū)。長期以來，由于大規(guī)模的不計環(huán)境后果的礦產(chǎn)資源開發(fā)活動，造成了大量的礦山地質(zhì)環(huán)境問題，如小秦嶺金礦區(qū)的大部分金礦采礦坑口都沿溝谷流域或其支溝分布，采礦后的礦渣、廢石沿自然邊坡及溝谷堆放，形成了又高又陡的渣堆，不僅堵塞河道，污染水源，同時形成了不穩(wěn)定斜坡，如遇暴雨發(fā)生山洪暴發(fā)，易形成泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，同時由于地下開采形成的大面積采空區(qū)誘發(fā)了山體滑坡、崩塌、土地植被破壞、地裂縫及地面塌陷等，嚴(yán)重威脅著礦區(qū)內(nèi)居民的生命財產(chǎn)安全。自2005年以來，小秦嶺金礦區(qū)礦山環(huán)境恢復(fù)治理工程的大規(guī)模實施，極大減少了潛在地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。但地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理過程中，也暴露出了一些地質(zhì)問題評價方法、治理工程技術(shù)及設(shè)計方法與思路等方面的缺陷，提出了一些急需解決的理論課題，如部分礦坑雖進(jìn)行了簡單治理，但因?qū)ΦV山環(huán)境問題的危害性缺乏明確評估，治理工程標(biāo)準(zhǔn)較低;簡單套用規(guī)范或常規(guī)技術(shù)方法，對小秦嶺金礦區(qū)礦山環(huán)境問題的針對性或適宜性不強(qiáng);恢復(fù)治理工程設(shè)計方法與思路較為狹窄，缺乏礦山流域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、礦山環(huán)境系統(tǒng)與綜合治理的觀點等。

1 小秦嶺金礦區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

小秦嶺金礦區(qū)最突出的地質(zhì)環(huán)境問題是礦山地質(zhì)災(zāi)害，包括礦渣泥石流，棄渣堆滑塌，礦山開采誘發(fā)的崩塌、滑坡、地面塌陷及地裂縫等。豫西山區(qū)的靈寶、盧氏、洛寧3縣(市)存在的滑坡體總數(shù)就達(dá)1336個，約占河南全省總數(shù)的85.5%;靈寶、盧氏、欒川、魯山、洛寧及南召等縣存在的泥石流溝有340條，約占全省泥石流溝總數(shù)的72%。小秦嶺金礦區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害無論是數(shù)量，還是造成的危害都是河南省礦山中最大和最嚴(yán)重的，近年來，隨著礦產(chǎn)資源的進(jìn)一步開發(fā)，礦山地質(zhì)環(huán)境惡化更加嚴(yán)重，使得小秦嶺金礦區(qū)成為河南省地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)之一。

1.1 礦渣泥石流

礦渣泥石流是小秦嶺金礦區(qū)金屬礦山開采中危害最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害之一。礦渣泥石流主要分布于中低山區(qū)，以靈寶等地較為集中，具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大之特點，常造成較大人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，危害程度一般為重大級、特大級。礦渣型泥石流是一種典型的礦山泥石流類型，礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中的廢石、棄土不合理堆排構(gòu)成了礦山型泥石流的主要物質(zhì)，其發(fā)生、發(fā)展與自然發(fā)生泥石流或其他人為泥石流具有顯著差別，主要表現(xiàn)為廢渣塊度較大、抗風(fēng)化能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)松散、孔隙度大、渣量豐富且持續(xù)堆積、地點集中，加上礦渣型泥石流溝一般溝谷深切、溝床縱坡比降大，因而礦渣泥石流具有人為性、易發(fā)性、頻發(fā)性、危害集中性等特點。位于小秦嶺金礦帶東段北麓的大湖峪礦渣泥石流隱患溝中礦渣的物源特征、空間分布及其穩(wěn)定狀態(tài)，能很好地說明上述特點。

1.2 礦山開采誘發(fā)崩塌滑坡

礦山開采誘發(fā)崩塌滑坡是山地礦山常見的一種突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。采礦造成的高陡邊坡，形成的懸空危巖體，采空塌陷形成的山體開裂等，在“崩落法”采礦、暴雨及礦山排水不當(dāng)?shù)那闆r下易引發(fā)山體崩塌或沿一定的軟弱面向下滑動，可分為巖質(zhì)崩塌(滑坡)和土質(zhì)崩塌(滑坡)。以三門峽市為例，崩塌(滑坡)主要分布于盧氏、靈寶、澠池、陜縣等地，巖質(zhì)崩塌一般發(fā)育于自然溝谷側(cè)壁、礦區(qū)采場邊緣、居民房前屋后及交通線路兩側(cè)，土質(zhì)崩塌(滑坡)集中發(fā)育于黃土塬邊緣和山地丘陵區(qū)的厚層黃土覆蓋區(qū)，尤其是道路兩側(cè)和居民房前屋后切坡處。

1.3 礦山開采誘發(fā)地面塌陷和地裂縫

礦山開采誘發(fā)地面塌陷也稱采空塌陷，對土地資源的破壞、礦區(qū)安全的威脅以及次生地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)，在采礦中占有重要地位。采礦塌陷的機(jī)理和過程十分復(fù)雜，因為受到礦體形態(tài)、產(chǎn)狀，采空區(qū)埋深、采厚比，礦體圍巖工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)性質(zhì)，礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地下水活動等多方面因素影響。目前有幾種假說，如拱形冒落論和壓力拱假說、懸臂梁(板)冒落論和冒落巖塊碎脹充填論、冒落巖塊鉸結(jié)論和砌體梁平衡學(xué)說等，從不同角度解釋各類礦山塌陷的形成機(jī)制。位于河南南陽市桐柏縣的大河銅礦采礦引發(fā)的地面塌陷災(zāi)害，在金屬礦山開采誘發(fā)地面塌陷中具有較典型的代表性。

2 小秦嶺金礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)治理方法

2.1 靈寶秦嶺金礦棗鄉(xiāng)峪亂石溝

以靈寶秦嶺金礦棗鄉(xiāng)峪亂石溝為例，亂石溝為靈寶黃金投資有限責(zé)任公司金安分公司第二礦區(qū)，位于靈寶市故縣鎮(zhèn)正南棗鄉(xiāng)峪河右岸，面積2.58km2，隴海鐵路、連霍高速及310國道均由礦區(qū)北部通過，交通便利。礦區(qū)地形陡峭，溝谷狹窄，多年來探采礦產(chǎn)生的大量礦渣均直接順坡堆積于河道溝谷中，且礦渣堆放混亂，嚴(yán)重影響了該區(qū)段的正常生產(chǎn)，在強(qiáng)降雨作用下，河道中大量廢渣很容易形成泥石流災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著下游村莊和人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

2.2 考慮災(zāi)害鏈效應(yīng)的礦渣堆危險性分析

從災(zāi)害鏈效應(yīng)的角度出發(fā)，以流域災(zāi)害系統(tǒng)評價的觀點對亂石溝礦渣堆的危險性進(jìn)行研究，在對單體礦渣堆進(jìn)行危險性分析的基礎(chǔ)上，考慮礦渣堆失穩(wěn)形成碎屑流的破壞范圍，采用變體積法估算碎屑流可能流動距離，繪制亂石溝礦渣堆失穩(wěn)影響范圍圖。變體積法(UBCDFLOW)是Fannin.R.J.提出用來估算泥石流(或碎屑流)的滑移距離的一種統(tǒng)計經(jīng)驗?zāi)Ｐ�，主要是通過碎屑運移過程中沉積物的體積和攜帶物的體積之間的平衡來估算。

2.3 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)系統(tǒng)治理

利用系統(tǒng)治理的思想，通過流域治理的方案代替以往的逐個礦山治理，采取攔渣墻、廢渣清運、排水工程等工程措施，使礦山地質(zhì)環(huán)境得到充分改善，有效地預(yù)防泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，防止水土流失，從而使棗鄉(xiāng)峪河流域的生態(tài)環(huán)境得到逐步改善。

治理工程按照“先治理危險性較大，容易引發(fā)嚴(yán)重后果的廢渣坡，再治理其他的廢渣坡;先治理上游，后治理下游”的順序?qū)嵤�。對需要治理的溝谷采用較高標(biāo)準(zhǔn)綜合整治。

治理措施:

2.3.1 攔渣墻工程

在1120坑口和1140坑口分別修建擋渣墻。擋渣墻上設(shè)泄水孔和溢水口，在溢水口下部緊鄰墻體處修砌消能池，池長8.0m，寬2.0m，深2.0m。

2.3.2 廢渣清運

對1120坑口西北部礦渣進(jìn)行清運，共清理渣堆面積為2611.9㎡，清理礦渣平均厚度為1.5m，共清理礦渣3917.9m3。對1140坑口北部對礦渣堆進(jìn)行部分清運，共清理渣堆面積為565㎡，礦渣厚度為3.5m，清理廢棄礦渣1977.5m3。

2.3.3 排水渠

在1140坑口北部的渣堆上修建排水渠，排水渠不僅起到排水作用，同時也起到攔渣的作用，排水渠長55.6m，斷面形式為梯型，底寬2.0m，頂寬3.5m，坡比為1∶0.3，兩側(cè)邊緣砌筑寬度為0.3m，底部砌筑0.2m厚毛石，然后采用水泥砂漿抹平。

3 結(jié)論

3.1 河南小秦嶺金礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題成為河南省地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)，主要為采礦引起的礦渣泥石流、崩塌滑坡、地面塌陷及地裂縫等，這些地質(zhì)災(zāi)害在成因上相互關(guān)聯(lián)、互為因果，呈連鎖反應(yīng)。

3.2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)生是一個復(fù)雜的非線性演化過程，存在群發(fā)性和衍生性的特點。尋找支配礦山地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害演化的控制變量，建立礦山災(zāi)害發(fā)生與控制的基礎(chǔ)理論，利用系統(tǒng)治理的思想，通過流域治理的方案代替逐個礦山治理，可以有效地改善和治理礦山地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

3.3 河南豫西靈寶秦嶺金礦棗鄉(xiāng)峪亂石溝主要地質(zhì)環(huán)境問題為礦渣堆災(zāi)害，礦渣堆碎屑流在空間上逐級影響形成礦山地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害鏈。采用變體積法估算礦渣堆失穩(wěn)形成碎屑流影響范圍，從災(zāi)害鏈效應(yīng)的角度出發(fā)對亂石溝礦渣堆的危險性進(jìn)行研究，利用流域系統(tǒng)治理的思想，運用攔渣墻、廢渣清運、排水工程等工程措施，使棗鄉(xiāng)峪河流域礦山地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境問題得到了充分改善。

本研究貫穿地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害鏈和系統(tǒng)治理的思想，剖析小秦嶺金礦區(qū)存在的礦山地質(zhì)環(huán)境問題，以小秦嶺金礦區(qū)秦嶺金礦棗鄉(xiāng)峪礦山環(huán)境恢復(fù)治理工程為例，分析調(diào)查亂石溝河道范圍內(nèi)的礦渣堆積情況及潛在危害，考慮災(zāi)害鏈效應(yīng)對亂石溝礦渣堆進(jìn)行危險性評價，并采用修建擋渣墻和排水渠、疏通河道等流域治理方案，有地的改善和治理礦山地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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