邵 林 ,李 軍
(貴州省地礦局第二工程勘察院,貴州 遵 義 5 63000)
貴州省礦產(chǎn)資源豐富,種類繁多,是全國礦產(chǎn)資源大省,其礦產(chǎn)資源在品種、數(shù)量、儲量、規(guī)模等方面均具有一定的優(yōu)勢。主要礦產(chǎn)有煤、鋁、磷、錳、金和汞等。全省礦山有5627個,在省內各地廣為分布,根據(jù)已調查的5265個礦山資料。按礦山生產(chǎn)規(guī)模分,大型31個、中型48個,小型5186個[1]。優(yōu)勢礦產(chǎn)的開發(fā),使貴州成為南方最大的煤炭輸出基地,并成為全國重要的磷化工、鋁工業(yè)、錳系鐵合金、鋇鹽生產(chǎn)基地。礦產(chǎn)的開發(fā),促進了貴州經(jīng)濟與社會的發(fā)展,但由于在礦產(chǎn)資源規(guī)模開采前缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃、開發(fā)過程中缺乏科學合理的管理和環(huán)境保護措施,因而在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的同時,也引發(fā)了眾多的礦山環(huán)境地質問題。如地質災害、水土污染、地下水均衡破壞及占用和破壞土地資源等。據(jù)調查資料統(tǒng)計,截止到2006年,全省因礦產(chǎn)開采引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流及地面沉陷等地質災害共320處,造成死亡或失蹤288人,直接經(jīng)濟損失達15.41×108元,威脅財產(chǎn)達22.48×108元;占用及破壞土地31754×104ha;造成地下水位下降面積5778.53ha,造成250余處泉點(或民井)流量減少甚至枯竭[2]。頻發(fā)的礦山環(huán)境地質問題不僅嚴重危害了礦區(qū)周圍的居民生命財產(chǎn)安全和賴以生存的基本生活環(huán)境,使當?shù)匾呀?jīng)非常脆弱的地質環(huán)境更加惡化,同時也極大影響和制約著貴州省社會經(jīng)濟和礦業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。本文基于貴州省礦山環(huán)境調查與評估項目的實際調查數(shù)據(jù),從地質環(huán)境條件、礦產(chǎn)分布及礦山開采規(guī)模和開采方式等方面,分析論述了貴州省礦山地質災害的主要類型、發(fā)育分布特征及其危害特點。
目前貴州省因礦業(yè)開發(fā)活動引發(fā)的地質災害類型主要有:采空地面塌(沉)陷、滑坡、崩塌(危巖)、泥石流及礦坑突水等五種。這些礦山地質災害具有分布廣、頻發(fā)、突發(fā)、影響大、危害嚴重等特點。截止到2006年,全省因礦產(chǎn)開采引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流、采空地面塌(沉)陷及礦坑突水等地質災害共320處。其中,采空地面沉陷161處,占礦山地質災害總數(shù)的50.31%;滑坡62處,占19.38%;崩塌(危巖)57處,占17.81%;泥石流12處,占3.75%;礦坑突水28處,占8.75%。規(guī)模以小型為主[3],占全省礦山地質災害總數(shù)的94.37%;大型和中型的較少,占災害總數(shù)的 5.63%,其中,中型占 3.44%;大型占 2.19%(表1)。統(tǒng)計結果顯示,在五類災害中采空地面塌(沉)陷所占比例最大,是礦山地質災害中發(fā)生頻率最高的災害類型,其次是滑坡、崩塌(危巖),礦坑突水災害,發(fā)生頻率相對最低。
由于貴州省礦山地質災害的發(fā)育分布受地質環(huán)境條件、礦種、開采規(guī)模和開采方式的控制,因此,各類礦山地質災害具有不同的發(fā)育分布特征。
表1 礦山地質災害類型和規(guī)模統(tǒng)計表Table 1 Statistical list of geological hazards types and scale induced by mining
經(jīng)實地調查,在貴州省目前共發(fā)現(xiàn)采空地面塌(沉)陷161處,面積約76.84km2。這些采空地面塌(沉)陷主要分布于貴州西部六盤水的盤江礦務局、水城礦務局、六枝礦務局所轄各礦,中部貴陽林東礦務局所轄的敖凡沖、麥坪、朱昌、金華等礦,南部荔波煤礦以及西北部的畢節(jié)雅關煤礦、大方冒砂井-高店一帶的煤礦。此外在大方貓場、馬干山硫鐵礦開采區(qū)、(遵義、松桃)錳礦開采區(qū)也有分布。采空地面塌(沉)陷大多出現(xiàn)于20世紀60、70年代,80年代中、后期快速發(fā)展,90年代后期至今,隨著開采規(guī)模的不斷擴大,沉陷規(guī)模呈加速發(fā)展趨勢。
采空地面塌(沉)陷的范圍、沉陷深度等受礦區(qū)地質環(huán)境條件、礦種、儲藏條件及開采方式、開采規(guī)模等因素的控制。經(jīng)調查發(fā)現(xiàn),采空地面塌(沉)陷主要發(fā)生在大規(guī)模開采的煤、黑色金屬及非金屬化工原料等礦區(qū)(表2),塌坑直徑大多在2~30m,最大的塌坑直徑達120m,最小的塌坑直徑為1.5m;塌坑深度一般為0.5~3m,最深的達15m;沉陷面積最大達0.4km2。塌坑在平面上的形態(tài)大多為豎井狀或巨形鍋底狀。塌坑附近往往伴有較多的地裂縫和大面積的地面沉陷,地裂縫長10~100m,寬0.2~6m,塌坑展布受采空區(qū)的控制,地表塌坑或沉陷區(qū)段分布與地下采空區(qū)分布一致。全省發(fā)現(xiàn)的161處采空地面塌陷中有148處位于煤礦開采區(qū),約占此類災害總數(shù)的92%,其主要原因是采空區(qū)面積過大、采深一般較淺、保安礦柱留設不夠、煤層頂板巖石裂隙發(fā)育,導水裂隙破壞,私采保安礦柱或濫采濫挖等引發(fā)。
表2 貴州省礦山地質災害與礦種關系統(tǒng)計表Table 2 Statistical list of geological hazards and sorts of mine in Guizhou province
貴州省大部分礦山地處中、低山地帶,礦區(qū)侵蝕切割強烈,地形起伏較大,山高坡陡,溝壑密集,構造發(fā)育,巖層多軟弱相間,地質環(huán)境條件十分脆弱,多屬滑坡、崩塌等地質災害易發(fā)或高易發(fā)區(qū)。采礦工程活動則進一步加劇了這些地區(qū)滑坡、崩塌地質災害的發(fā)生和發(fā)展。已發(fā)現(xiàn)因礦產(chǎn)開采引發(fā)的119處滑坡、崩塌災害中大型3處、中型7處、小型109處(表1、表2);其中有98處為能源礦產(chǎn)開采引發(fā)的,占82.4%,主要分布在畢節(jié)地區(qū)(金沙、大方、納雍、織金、黔西、赫章)、黔西南州(普安、晴隆、興仁、安龍、貞豐)、遵義市(仁懷、習水、桐梓)、六盤水市(六枝、盤縣、水城、鐘山)等地。采礦活動對滑坡、崩塌的引發(fā)作用主要表現(xiàn)為:露天采礦開挖、采空區(qū)地面沉降引起地表陡坡失穩(wěn)、固體廢棄物不合理堆放失穩(wěn)等三個方面。其中以采空地面塌(沉)陷和露采引發(fā)的滑坡、崩塌最為普遍。
(1)采空地面塌(沉)陷引發(fā)的滑坡、崩塌分布于采空地面塌(沉)陷區(qū)及其影響范圍的松動巖土區(qū)。貴州省采空地面沉陷區(qū)內發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌有72處,占全省礦山采掘活動引發(fā)此類災種總數(shù)的60.5%,并且大部分發(fā)生在煤礦開采區(qū)。其中崩塌災害是貴州省礦山地質災害中最常見也是威脅最大的一種,具有突發(fā)性強,不易防范,危害性大等特點。典型的有:納雍縣鬃嶺鎮(zhèn)左家營村巖腳于2004年12月3日發(fā)生的特大崩塌地質災害,造成38人死亡、失蹤6人、13人受傷;2001年7月17日,習水縣仙源鎮(zhèn)福硐村萬金二礦發(fā)生山體崩塌,崩塌體約5000m3,造成2人死亡、8人失蹤、2人受傷、毀房2棟;2001年5月29日,興義市雄武鄉(xiāng)木咱村3、4村民組處發(fā)生巖體崩塌,崩塌堆積體達90×104m3,造成10人死亡、2人重傷、3人輕傷、淹埋6戶7棟居民樓,13.3ha農田被毀。
(2)露天采礦開挖引發(fā)的滑坡、崩塌主要分布在露天化工原料、建筑砂石場等爆破開挖邊坡地段。貴州省內已發(fā)現(xiàn)因礦產(chǎn)開采引發(fā)的119處滑坡、崩塌災害中有21處就分布于上述地段,占全省礦山采掘活動引發(fā)此類災種總數(shù)的17.6%。如2001年9月6日,六枝特區(qū)新窯鄉(xiāng)鴨塘村關仲田大坡采石場發(fā)生總方量約2×104m3崩塌,造成15人死亡、2人受傷。
(3)固體廢棄物不合理堆放失穩(wěn)引起的堆積體滑坡主要分布在西部煤礦區(qū)和東部的汞礦區(qū)。貴州省內已發(fā)現(xiàn)因礦產(chǎn)開采引發(fā)的119處滑坡、崩塌災害中有26處,占全省礦山采掘活動引發(fā)此類災種總數(shù)的21.8%。這些地區(qū)由于開采礦產(chǎn)歷史悠久,部分礦山礦碴堆積如山,有的體積可達幾百萬立方米,長期日曬雨淋,松散物含水量增高,重量增大,內聚力和內摩力減少,在長時間降水作用下,堆積體的穩(wěn)定性被破壞形成滑坡災害。如汪家寨煤礦藝奇村七組煤矸石堆體產(chǎn)生滑坡,威脅公路0.2km,16戶村民80人,直接損失11.68×104元。
貴州省內5627個礦山廢渣年產(chǎn)出量為25107×104t,年排放量為21869×104t,因礦山開采廢棄固體物隨意堆放而引發(fā)的泥石流災害危害嚴重的地區(qū)有務川汞礦、汪家寨煤礦、開陽磷礦、南山煤礦、銅仁汞礦、轎子山煤礦等10余個礦山分布區(qū)。這些地區(qū)山高谷深,生態(tài)地質環(huán)境脆弱,降水豐富,具備泥石流形成的地形條件、水動力條件及充足的松散固體物源,同時,礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用,破壞了脆弱的地質環(huán)境和生態(tài)環(huán)境,加劇和引發(fā)了泥石流災害的發(fā)生。據(jù)本次調查資料,共發(fā)生并形成較嚴重災害的泥石流有12處,其中大型1處,占泥石流總數(shù)的8.3%;中型2處,占泥石流總數(shù)的16.67%;其余9處均為小型,占泥石流總數(shù)的75%。貴州省因礦山采掘方式不同而引發(fā)和加劇泥石流主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
(1)地下采礦活動的棄渣棄土、煤矸石、尾礦等隨意堆放在礦山四周的坡面和溝谷中,直接引發(fā)和加劇泥石流的發(fā)生,此類為貴州省礦山泥石流災害的主要形式。貴州省大部分礦山在開發(fā)和利用過程中都存在棄渣棄土、煤矸石、尾礦等隨意就近堆放現(xiàn)象,這些松散固體物在降水的沖刷作用下,極易被水流沖蝕、搬運,成為泥石流的重要固體物源。如開陽縣金鐘鎮(zhèn),因開采磷礦的礦渣棄土隨意堆放,遇連降特大暴雨,在1995年6月24日深夜,發(fā)生泥石流災害,造成金鐘鎮(zhèn)及開陽磷礦大面積受災,死亡25人,傷18人,沖毀、淹埋廠房、住宅、電通訊干線、公路、橋梁等,直接經(jīng)濟損失2.05×108元;務川汞礦、銅仁汞礦等礦山四周的溝谷內均堆放有數(shù)萬立方的礦渣,為泥石流的形成提供了充足的松散固體物源,嚴重威脅溝谷一線村民生產(chǎn)、生活安全。
(2)地面采礦活動大面積露天剝離地表土層、破壞植被、亂采亂挖,造成礦區(qū)水土流失面積、強度不斷增大,引發(fā)和加劇泥石流災害的發(fā)生。貴州省原本有許多生態(tài)環(huán)境較好的區(qū)域,但由于近幾十年來礦產(chǎn)資源的大規(guī)模露天開發(fā)利用,使得當?shù)氐牡刭|生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重的破壞,這些礦區(qū)土壤平均侵蝕強度一般都屬強 -劇烈侵蝕(平均侵蝕模數(shù)5000~15000 t/km2·a)水土流失極為嚴重,泥石流災害頻繁發(fā)生。如普安縣老萬場金礦、安龍縣戈塘金礦、晴隆金礦、鎮(zhèn)寧縣重晶石礦、甕富磷礦,每年大雨造成的水土流失量就高達6000 t/km2。
礦坑突水目前是貴州省發(fā)生頻率最低的一種礦山地質災害,多數(shù)發(fā)生于煤礦開采中,其主要分布在省內的煤礦開采區(qū)。根據(jù)對全省已發(fā)生的28處礦坑突水成因分析,貴州省礦坑突水災害的引發(fā)作用主要表現(xiàn)為:礦體位于地下水位以下,在掘進或開采過程中掘穿隔水頂?shù)装濉⒋蛲ㄔ傻V積水老硐、位于河流附近,受斷層帶影響及支護不力導致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水等原因造成。
截止到2006年,貴州省因礦產(chǎn)開采引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流及采空地面塌(沉)陷等地質災害共320處,造成死亡或失蹤288人,直接經(jīng)濟損失達15.41×108元,威脅財產(chǎn)達22.48×108元;占用及破壞土地31754×104ha;造成地下水位下降面積5778.53ha,造成250余處泉點(或民井)流量減少甚至枯竭。對比災害所造成的直接經(jīng)濟損失,貴州省礦山地質災害的危害性大小依次為采空地面塌(沉)陷、泥石流、滑坡、礦坑突水及崩塌(危巖)(表3)。
表3 礦山地質災害危害程度統(tǒng)計表Table 3 Statistical list of geological hazards extent by mining
采空地面塌(沉)陷危害形成過程較緩慢,主要表現(xiàn)為破壞耕地、林地、破壞公路、造成村寨或城鎮(zhèn)房屋開裂。貴州省礦山地面沉陷共破壞耕地、林地3805.54ha,破壞公路150余條,造成460多個村寨或城鎮(zhèn)房屋開裂變形、破壞各類公路418km,直接經(jīng)濟損失約5.86×108元,占礦山地質災害總經(jīng)濟損失的38.03%。
貴州省礦山泥石流危害嚴重的礦區(qū)有務川汞礦、汪家寨煤礦、開陽磷礦、南山煤礦、銅仁汞礦、轎子山煤礦等,已造成死亡27人、破壞土地87.85ha,直接經(jīng)濟損失達4.15×108元,占礦山地質災害總經(jīng)濟損失的26.93%;同時還威脅財產(chǎn)6.73×108元。
貴州省礦山滑坡已造成死亡48人、毀壞房屋968間、破壞土地68.47ha,直接損失2.16×108元,占礦山地質災害總經(jīng)濟損失的14.02%;目前還威脅房屋23261間、威脅人口24925人、威脅公路2.2km、威脅財產(chǎn)4.11×108元。
貴州省已發(fā)生的28起礦坑突水災害多數(shù)發(fā)生于煤礦開采中,具有突發(fā)、難以預防和危害性大等特點,且發(fā)生頻率有上升趨勢。2004年9月到2005年1月,在4個多月時間里,貴州省連續(xù)發(fā)生3次大的礦山突水事故:2004年9月5日,赫章縣媽姑鎮(zhèn)六合煤礦發(fā)生礦山突水事故,死亡10人;2004年12月12日,思南縣許家壩鎮(zhèn)天池煤礦發(fā)生特大礦山突水事故,死亡36人;2005年1月16日,德江縣聯(lián)興煤礦發(fā)生礦山突水事故,死亡7人。直接損失1.98×108元,占礦山地質災害總經(jīng)濟損失的12.85%。
貴州省礦山崩塌(危巖)已造成死亡和失蹤84人、毀壞房屋150間、毀壞耕地22ha,直接損失1.25×108元,占礦山地質災害總經(jīng)濟損失的8.11%;目前還威脅房屋12061間、威脅人口12516人、威脅公路11.75km,威脅財產(chǎn)3.79×108元。
貴州省礦山地質災害在眾多礦山環(huán)境地質問題中具有數(shù)量多、分布廣、突發(fā)、頻發(fā)等特點,其危險性和危害性最為嚴重。根據(jù)實際調查結果表明,目前貴州省因礦業(yè)開發(fā)活動引發(fā)的地質災害類型主要有:采空地面塌(沉)陷、滑坡、崩塌(危巖體)、泥石流及礦坑突水五種。這五類災害中采空地面塌(沉)陷的分布最廣,所造成的直接經(jīng)濟損失最嚴重;崩塌滑坡產(chǎn)生的頻次最高,所造成的人員傷亡最大;泥石流和礦坑突水的分布范圍、發(fā)生頻次及危害程度相對較小。礦山地質災害的發(fā)育分布受地質環(huán)境條件、礦種、開采規(guī)模和開采方式的控制,其危害特點與其發(fā)育分布及活動特征有關。
近年來,貴州省礦山地質環(huán)境問題得到了各級政府的高度重視和大力支持,逐年加大資金投入進行恢復治理工作,截止到2006年,貴州省共治理了298處礦山地質災害,已經(jīng)初見成效的礦山有盤江火燒鋪礦、貴州(萬山)汞礦、開陽磷礦等。但由于貴州省礦山地質環(huán)境問題由來已久,欠帳太多,每年投入的治理經(jīng)費有限,歷史問題難以在短時間內得到徹底解決,特別是省內礦山企業(yè)仍以小型礦山企業(yè)為主,濫挖爛采、無序、不規(guī)范開采的問題沒有得到根本改善,導致不斷有新的礦山地質災害產(chǎn)生。因此,貴州省礦山地質環(huán)境保護工作必須要進行科學規(guī)劃、加強管理和加大執(zhí)法力度,盡快建立一種可行性更高、操作性更強的礦山地質環(huán)境保護和恢復治理機制及資金保證措施,以保障礦山地質環(huán)境的保護和治理恢復工作的順利進行。
[1]貴州省國土廳.貴州省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃(2000—2010年)[R].2003.Department of land and resources.Overall plan of mineral resources in Guizhou province(2000-2010)[R].2003.
[2]徐文,劉在乾,尹努尋,等.貴州省礦山環(huán)境調查與評估報告(2006—2015年)[R].2006.XU Wen,LIU Zaijian,YIN Nuxun,et al.Report of mine environment survey and assessment in Guizhou province(2006-2015)[R].2006.
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