曾保成，高永祥，王國(guó)雄，譚賢功，劉文劍，楊鳳軍，王同榮

（1.云南金砂礦業(yè)股份有限公司，云南昆明654100；2.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南昆明650093）

東川礦區(qū)濫泥坪銅礦環(huán)境問(wèn)題及防治措施

曾保成*1，高永祥1，王國(guó)雄1，譚賢功1，劉文劍1，楊鳳軍1，王同榮2

（1.云南金砂礦業(yè)股份有限公司，云南昆明654100；2.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南昆明650093）

針對(duì)東川礦區(qū)濫泥坪銅礦日益惡化的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，通過(guò)實(shí)地調(diào)查，首先介紹了東川銅礦濫泥坪銅礦的地形地貌、氣象水文、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、土壤植被、地震等特殊的地質(zhì)環(huán)境，礦山長(zhǎng)期開(kāi)采、工程建設(shè)、廢渣排放等因素，是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因。并提出依法治理、工程治理、生態(tài)重建和環(huán)境監(jiān)測(cè)等防治措施，逐步恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，使礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展。

老礦山；環(huán)境問(wèn)題；防治措施

東川礦區(qū)為“一五”期間重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，1958年，東川礦務(wù)局開(kāi)始全面建設(shè)，下轄因民礦、濫泥坪礦、落雪礦、湯丹礦、白錫臘礦、牛場(chǎng)坪礦、新塘礦、石將軍礦。濫泥坪銅礦己有50多年開(kāi)發(fā)歷史，地表變形、塌陷及巖體崩塌、地下水位下降、生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題日益凸顯，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用裆?、生產(chǎn)活動(dòng)和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，通過(guò)實(shí)地調(diào)查，對(duì)濫泥坪銅礦環(huán)境問(wèn)題形成因素進(jìn)行了分析，提出解決環(huán)境問(wèn)題的防治措施，為老礦山的環(huán)境治理提供參考。

1　地質(zhì)環(huán)境背景

1.1地形地貌

東川銅礦區(qū)屬于滇東北烏蒙山系，礦區(qū)地形錯(cuò)綜復(fù)雜、溝谷縱橫、山巒磅礴，為中高山區(qū)，區(qū)內(nèi)最高峰為雪嶺，海拔4344m，其南有白石巖（海拔4242m）、狐貍房（海拔4200m），形成礦區(qū)高聳入云的南界，濫泥坪銅礦區(qū)緊貼南界。礦區(qū)被啞吧峽與老龍?bào)錅锨懈睿懈顝?qiáng)烈，斜坡形態(tài)以凸形坡為主，常呈單斜山、豬背脊、背斜谷、斷層崖形態(tài)，最高處啞吧峽海拔約為3320m，最低處海拔約為1870m，高差為1450m，坡降為29.5%，溝岸坡度為38°～53°；老龍?bào)錅献罡咛幒０渭s為2190m，最低處海拔約為1735m，高差為455m，坡降為36.8%，溝岸坡度約為40°，區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)育，多為“V”型溝谷，侵蝕作用強(qiáng)烈。

1.2氣象水文

濫泥坪銅礦山高、谷深、高差懸殊大，氣溫相差很大，有“一山分四季，十里不同天”的立體氣候特征，分為酷熱干燥的河谷區(qū)（海拔800～1500m）、四季皆寒的高山區(qū)（海拔2500～4000m）、四季溫和的半山區(qū)（海拔1500～2500m）?，F(xiàn)礦區(qū)基本上屬于四季皆寒的中高山區(qū)（海拔2500～3600m），全年平均氣溫7.1℃，極端最高溫度可達(dá)28℃，最低-16℃。5～10月為雨季，全年降雨量1321.5mm。11月至次年3月常降雪，降雪深度30mm左右，霜期187d。1～4月份為干季及風(fēng)季，定時(shí)最大風(fēng)速28m/s。該地區(qū)20年一遇1h最大暴雨量為52.8mm，6h最大暴雨量為78.4mm，24h最大暴雨量為109.8mm。

礦區(qū)位于東川區(qū)小江支流黃水箐溝邊右岸，屬金砂江水系。主要支流有東部的小江，全長(zhǎng)110km，西部的普渡河，全長(zhǎng)145km。區(qū)內(nèi)啞吧峽、老龍?bào)錅蟽?nèi)的水匯入黃水箐溝。黃水箐溝向東流入小江，最終匯入金砂江。金砂江屬青年期河流，水流湍急，洪峰流量可達(dá)1000m3/s以上，最枯季節(jié)亦可大于5m3/s。

1.3地質(zhì)構(gòu)造與巖性

東川礦區(qū)處于楊子板塊西緣，昆陽(yáng)裂谷內(nèi)會(huì)理—東川裂陷槽東端的一個(gè)梯形斷陷盆地，并經(jīng)歷了多期構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換，從伸展（元古代）→擠壓（晉寧運(yùn)動(dòng)）→伸展（晚震旦）→擠壓（喜山運(yùn)動(dòng)）→伸展（新生代），礦區(qū)斷裂十分發(fā)育、以南北向及東西向兩組為主干斷裂，規(guī)模巨大，控制了礦區(qū)構(gòu)造格局，使礦區(qū)呈斷塊狀展布，北東、北西向的斜交斷裂，將礦區(qū)切成網(wǎng)狀塊體［1-2］。濫泥坪礦區(qū)主要褶皺構(gòu)造為白錫臘—啞巴峽復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜，斷層主要有兩組，即NE30°～50°的縱向斷層和NW20°～30°的橫斷層，斷距5～20m，其北東端和南西端分別被南北向的白錫臘斷層、吊水井?dāng)鄬铀?。地表巖石節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎、松散，山體的穩(wěn)定性較差。

礦區(qū)出露地層有第四紀(jì)松散堆積物有3類(lèi)，一是砂質(zhì)土壤，主要分布于山間坡地、盆地，易被流水沖蝕，二是沖洪積，分布于黃水箐及其支溝兩岸，溝內(nèi)為卵礫石層，上部有薄層砂礫石覆蓋，厚一般0～5m；三是人工堆積物，主要分布于啞吧峽和老龍?bào)錅蠝蟽?nèi)礦洞附近，主要為硐口前期開(kāi)采出廢渣和井巷開(kāi)拓產(chǎn)生的廢石；基巖有震旦紀(jì)燈影組、陡山陀組青灰—淺灰色相間薄層條帶狀白云巖；昆陽(yáng)群黑山組炭質(zhì)碎屑板巖，落雪組中至厚層狀白云巖，因民組中至厚層狀白云巖，侵入巖主要為基性輝長(zhǎng)巖。

1.4土壤與植被

（1）土壤。礦區(qū)地帶性土壤隨海拔高度變化，垂直分布差異明顯。海拔1500m以下為燥紅土；海拔1500～1700m地區(qū)為褐紅壤；海拔1700～2200m地區(qū)為紅壤；海拔2200～2550m地區(qū)為黃紅壤；海拔2550～2900m地區(qū)為黃棕壤；海拔2900～3550m地區(qū)為棕壤、暗棕壤；海拔3300m以上地區(qū)為亞高山草甸土。

表1　濫泥坪礦區(qū)地表地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型

（2）植被。礦區(qū)內(nèi)植被以亞高山植被帶為主，區(qū)內(nèi)植被系統(tǒng)主要由天然植被組成，主要是荒草地，植被覆蓋率在60%左右。海拔2600～3300m間有以羊茅為優(yōu)勢(shì)的亞高山草甸、高山檜灌叢、高山杜鵑灌叢等植物群落；海拔3300m以上有馬櫻花灌叢及雪松灌叢等植物群落。

1.5地震

礦區(qū)處于小江地震帶西側(cè)，據(jù)史料記載，東川區(qū)共發(fā)生烈度達(dá)Ⅵ度以上破壞地震20余次，地震基本烈度為Ⅸ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.40g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.4s，礦區(qū)所在的東川區(qū)地震基本烈度屬大于或等于Ⅸ度區(qū)，為不穩(wěn)定區(qū)域［3］。地震直接破壞山體穩(wěn)定性，相繼發(fā)生了不同規(guī)模的山體崩塌，當(dāng)?shù)鼐用駬p失慘重［4］。

2　礦山開(kāi)發(fā)引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題

2.1礦業(yè)開(kāi)發(fā)引發(fā)的工程環(huán)境問(wèn)題

礦區(qū)內(nèi)主要有“濫泥坪式”銅礦和“東川式”銅礦，“濫泥坪式”銅礦賦存于陡山沱組第一層基底角礫巖中，濫泥坪式銅礦自西向東分為3個(gè)礦段，黑礦尖子、蓑衣坡和上老龍礦段，經(jīng)過(guò)幾十年開(kāi)采，現(xiàn)僅剩蓑衣坡礦段，呈單斜—掀斜構(gòu)造，巖層走向N35°～50°W，傾向南西，傾角平緩，為8°～30°；陡山沱組下伏層昆陽(yáng)群褶皺強(qiáng)烈，二者呈角度不整合接觸關(guān)系，“東川式”銅礦賦存于白錫臘礦段昆陽(yáng)群落雪組中，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，總的走向?yàn)?0°，傾向北西，傾角70°～80°。

“濫泥坪式”銅礦礦體賦存標(biāo)高3150～1770m，“東川式”銅礦礦體標(biāo)高2805～1560m?，F(xiàn)狀采空區(qū)面積約250×104m3，白錫臘礦段2630m以上已基本采空，

蓑衣坡礦段2680m以上已基本采空。隨著采空區(qū)崩落、塌陷，地應(yīng)力重新調(diào)整，在井下形成礦井塌方、冒頂、片幫、鼓底等危害。在地表形成形狀各異，規(guī)模大小不一的拉張地裂縫，而地裂縫又導(dǎo)致潛在不穩(wěn)定斜坡，以及工程建設(shè)常對(duì)山體開(kāi)挖，形成大坡腳及松散的巖土體，和廢渣排放，引起山體失穩(wěn)而發(fā)生滑坡、泥石流等災(zāi)害，在地表主要有9種地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型，見(jiàn)表1。

2.2礦業(yè)開(kāi)發(fā)引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

礦區(qū)地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，由于礦區(qū)內(nèi)最低侵蝕基準(zhǔn)面較低，地形比差大，一部份大氣降水沿坡面匯集后直接順溝谷流走；另一部份形成“大氣降水下滲→第四系松散層下滲→基巖裂隙管網(wǎng)匯集→斷層破碎帶運(yùn)移→礦坑→礦井”的礦床充水排水模式，隨著開(kāi)采深度的增加，地下水的深降強(qiáng)排，產(chǎn)生了巨大的水頭差，構(gòu)造破碎帶被坑道揭露后，高達(dá)0.5m3/s攜帶泥砂大量的礦坑突水沖淤坑道，給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅，加劇了地面沉降、塌陷、地裂縫、滑坡等工程災(zāi)害。同時(shí)，地下水降落漏斗逐漸增大，地下水位下降，包氣帶變厚，水分供應(yīng)不足，導(dǎo)致植被衰退，而且，水蝕、風(fēng)蝕雙重交替作用（雨季以水蝕為主，旱季以風(fēng)蝕為主），表土裸露且缺乏水分粘結(jié)，易遭風(fēng)蝕，從而造成水土流失，土地荒漠化［5］。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)采，形成了眾多采礦點(diǎn)，其廢石在采礦點(diǎn)周?chē)S意堆積，主要為采礦鑿碎的白云巖，堆積松散，受降雨、下方牽引等擾動(dòng)極易發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)，所到之處植被破壞，大量溝谷地被壓埋，土地復(fù)墾難度大，從而出現(xiàn)多條荒漠化溝谷，見(jiàn)圖1。

圖1　溝谷中堆積的廢石

3　生態(tài)環(huán)境防治措施

3.1健全組織機(jī)構(gòu)，強(qiáng)化落實(shí)主體責(zé)任和社會(huì)監(jiān)督機(jī)制

根據(jù)2014年12月1日施行的《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》和2009年5月1日，國(guó)土資源部正式頒布實(shí)施了《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)定》等，“堅(jiān)持安全發(fā)展，堅(jiān)持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理的方針，強(qiáng)化和落實(shí)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的主體責(zé)任，建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位負(fù)責(zé)、職工參與、政府監(jiān)督、行業(yè)自律和社會(huì)監(jiān)督的機(jī)制”。明確責(zé)任主體，健全相關(guān)組織機(jī)構(gòu)，健全地災(zāi)預(yù)警和防治體制，依法保護(hù)和治理生態(tài)環(huán)境。

3.2防災(zāi)治理工程

如采空塌陷坑與辦公生活區(qū)上方裂縫，用粘土和碎石配置漿液封堵裂縫，防治地表水下滲，加速裂縫的擴(kuò)展；廢渣堆邊坡整治（削坡、建擋土墻等）消除滑坡、泥石流隱患；對(duì)下部采空區(qū)進(jìn)行支護(hù)，加強(qiáng)采空區(qū)的管理，采用采礦廢石對(duì)塌陷坑進(jìn)行回填和尾砂充填，閉坑后廢棄的建筑物、礦井拆除、填埋、平整。

3.3生態(tài)重建工程

礦山開(kāi)發(fā)直接壓占或破壞土地資源11.78hm2，其中，直接占?jí)?、毀損林地8.67hm2、荒地3.11hm2。地面移動(dòng)盆地變形影響范圍內(nèi)潛在受威脅和破損的土地資源總量約5.21km2，其中，旱地0.1448km2，有林地0.6706km2，灌木林地1.6241km2，其他草地2.7705km2。采用礦坑水灌溉工程、覆土、生物化學(xué)工程，實(shí)施土壤重構(gòu)，采用喬、灌、草結(jié)合進(jìn)行復(fù)墾，喬木選杉樹(shù)，灌木選杜鵑，草本選用扭黃茅及三葉草混播，實(shí)現(xiàn)植被重建。

3.4環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程和應(yīng)急處理體系

針對(duì)礦山開(kāi)發(fā)可能誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)，對(duì)礦區(qū)不同部位的地質(zhì)災(zāi)害、水資源、地貌景觀、土地資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以及治理措施效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，力求經(jīng)濟(jì)、適用、可操作。監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要布設(shè)在工程建設(shè)對(duì)原地貌及植被破壞交嚴(yán)重，容易產(chǎn)生塌陷、棄渣，可能引起水環(huán)境污染、水土流失、地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域。及時(shí)對(duì)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理歸納和分析研究。找出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性，及其與自然條件、地質(zhì)環(huán)境、采礦活動(dòng)之間相互關(guān)系，對(duì)地面塌陷、地裂縫、泥石流、含水層破壞等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題做出預(yù)報(bào)和預(yù)警，并對(duì)各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害制定有效的預(yù)防與應(yīng)急處理體系。

4　結(jié)論

（1）東川礦區(qū)具有“天南銅都”的美譽(yù)，開(kāi)發(fā)歷史悠久，在長(zhǎng)期的銅礦開(kāi)采過(guò)程中，森林植被破壞程度嚴(yán)重，而且地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、地震頻繁、地表巖石破碎松散、山體風(fēng)化剝落強(qiáng)烈、地形高差懸殊，以及雨量集中且暴雨強(qiáng)度大等因素，東川的小江兩岸形成了國(guó)內(nèi)著名的“泥石流天然博物館”。

（2）礦山開(kāi)發(fā)歷史較長(zhǎng)，而隨著礦山向深部開(kāi)發(fā)，地下水位下降和空區(qū)增多，滑坡、泥石流、地面塌陷及巖體崩塌等災(zāi)害也同時(shí)增加，土地荒漠化、水土流失、土地與植被破壞進(jìn)一步加劇，其恢復(fù)將需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間。

（3）為實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)和諧發(fā)展的綠色礦山目標(biāo)，礦山企業(yè)需堅(jiān)持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理的方針，認(rèn)真貫徹執(zhí)行有關(guān)法律法規(guī)，明確責(zé)任主體，采取地質(zhì)災(zāi)害控制技術(shù)、控制措施和控制工程，以及生態(tài)重建技術(shù)，使礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展。

［1］龔琳，何毅特.云南東川元古宙裂谷型銅礦［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

［2］孔華，段嘉瑞，何紹勛.云南東川金砂江變質(zhì)雜巖的地球化學(xué)特征［J］.桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999（1）：28-33.

［3］西南有色昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)（院）股份有限公司.濫泥坪銅礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案［R］.2008.

［4］杜玉龍，方維萱，柳玉龍.東川銅礦區(qū)泥石流特征與成因分析［J］.西北地質(zhì)，2010，43（1）：130-136.

［5］陳循謙.云南小江流域土地荒漠化及其防治對(duì)策［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，1999，10（4）：56-601.

P66

A

1004-5716（2016）05-0154-04

2015-04-22

曾保成（1966-），男（漢族），湖南雙峰人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)工程技術(shù)工作。