山西省郭峪爆矿矿山地质环境影响评价.pdf

科技情报开发与经济 S C I T E C HI N F O R M A ’F I O ND E V E L O P M E N T ＆E C O N O M Y2 0 10 年第2 0 卷第l 期 文章编号1 0 0 5 6 0 3 3 2 0 1 0 0 1 一0 1 5 4 0 2 收稿日期2 0 0 9 1 I 一0 3 山面省邦皤爆矽矽山沾厦环镌彩响评价 魏义强，张永波，王鹏 太原理工大学水利科学与‘丁程学院，山西太原．0 3 0 0 2 4 摘要在野外调查的基础上，对郭裕煤矿地质环境问题进行了现状评价、预测评价和 综合评价，并针对主要地质环境问题对郭裕矿进行了矿山地质环境影响分区评述，为 合理开发和利用矿产资源、实施矿山环境保护与综合治理提供了科学依据。 关键词矿山地质环境；环境影响评价；郭裕煤矿 中图分类号X 8 2 0 ．3文献标识码A 地质环境是指与人类社会最密切的岩石圈表层所有物质组 成的自然综合体，主要包括岩石、土壤、水和其他相关物质．是自 然系统的重要组成部分。近年来，随着能源需求不断加大使得矿 山建设引发的地质环境不断恶化。据统计，人为因素诱发的地质 灾害目前已占到地质灾害总数的6 0 ％以上，其发生频率呈逐年 上升趋势。全国因采矿引起的塌陷1 8 0 多处．塌陷坑l6 0 0 个，塌 陷面积约11 5 0k m ，全国发生采矿塌陷灾害的城市近4 0 个，造 成严重破坏的2 5 个，每年因采矿引起的地面塌陷造成的损失达 4 亿元以上。为合理开发和充分利用矿产资源，实施矿山环境保 护与综合治理，笔者以郭裕煤矿矿山地质环境影响评价为例，从 郭裕矿山地质环境问题人手，对其进行了现状评价、预测评价和 综合评价，提出了矿山环境保护与综合治理分区。 l 矿区概况 郭峪煤矿位于阳城县北留镇郭峪村北部，行政区划属北留镇 管辖。矿区南有晋一阳高速公路通过，规划的晋侯高速公路距 本矿仅5k m ，侯马一月山铁路可与太原至焦作铁路相连，阳城是 侯月铁路的中型车站之一，将阳城与南同蒲铁路、侯马西安铁 路连成一体。截止到2 0 0 7 年底，煤矿煤炭保有资源储量21 4 3 ．4 7 万t ，可采储量9 3 8 ．4 万t 。矿山剩余服务年限约2 2 ．3 年。 矿区内第四系中更新统 Q 地层大面积出露，第四系全新统 Q 。 在矿区西北部马沟河河谷、南部樊山河河谷内分布，二叠系 上统上石盒子组 P 渤在矿区北部大面积} 1 1 露，二叠系下统下石 盒子组 P 。x 在矿区西部、中部、南部有小范围出露，二叠系下统 山西组 P 。s 在井田南部有零星出露。根据矿井井简实际揭露及 邻区钻孔资料，矿区内赋存地层由老到新依次有奥陶系巾统峰 峰组 0 2 f ；石炭系巾统本溪组 C 2 b ；石炭系上统太原组 C 3 t ；二 叠系下统山西组 P ，s ；二叠系下统下石盒子组 P ．x ；二叠系上统 上石盒子组 P 2 s ；第四系中更新统 Q ；第四系全新统 Q 。 。 矿区内总体构造为一向斜构造东翼，向斜枢纽在矿区外西 部。地层产状走向北东，倾向北西，倾角较缓，一般为2 0 - 5 。。矿区 内未发现断裂构造和环形陷落柱构造，界外也未发现构造异常 现象，总体构造属简单类型。 矿区禽水层为第四系松散沉积物孔隙潜水含水层、二叠系 碎屑岩类裂隙含水层、石炭系上统太原组灰岩及砂岩岩溶裂隙 含水层、奥陶系巾统碳酸盐岩溶裂隙含水岩组；隔水层为石炭 系、二叠系含水层层问泥岩类隔水层、本溪组及太原组底部泥岩 类隔水层。巾奥陶统灰岩为Ⅸ内富水性相对较强的含水层，通过 接受砂岩裸露Ⅸ的大气降水补给。石炭、二叠系地层南于具有含 水层、隔水层相问成层的特点，大气降水对地下水补给不利，特 1 5 4 别是深部裂隙不发育，又有多层泥岩的隔水。因此接受大气降水 及地表水补给的碎屑岩裂隙水大部分受地形控制。 2 矿山环境影响评价 2 ．1 矿山环境影响现状评价 2 ．1 ．1 矿山地质灾害现状评价 郭峪矿区经过多年3 号煤的开采．已形成面积约0 ．8 5 5k m 2 采空区。但本矿井采空区范围内目前未发现地裂缝和地面塌陷 现象，对土地破坏不明显，地裂缝、地面塌陷危害程度较轻。 2 ．1 ．2 矿山水资源和水环境的现状评价 郭峪煤矿的开采已经造成矿区内东山村原浅水井的枯竭， 造成部分村民吃水发生困难。目前，该村村民吃水的水井深度约 1 2 0m ，低于3 号煤层。现状条件下，煤矿开采活动对矿Ⅸ地下水 影响较严重。评估区污染源主要为煤矿矿井排水及生活污废水， 污染物质主要有C O D 、B O D ，、S S 、石油类和氨氮。由于其排放量不 大，污废水的排放对地下水、地表水有轻度污染。 2 ．1 ．3 矿山土地资源与岩土环境的现状评价 郭峪矿区属于低山丘陵区，土地利用为耕地、林地、牧草地、居 民点及独立工矿用地、未利用土地。井田范围耕地占土地总面积的 2 0 ％。现状条件下，在采空区上方未发现地裂缝及地面塌陷。采煤 对土地破坏影响较轻。评估区内土体污染源来于矿坑排水及生活 污水，矿坑水经沉淀池后回用，不外排。生活污水未经处理，直接通 过管道排入小河中，但排放量很小．污水对土的污染程度轻。煤矿 开采活动对土地资源、岩土环境影响程度较轻。 2 ．2 矿山环境影响预测评价 2 ．2 ．1 矿山地质灾害预测评价 郭峪煤矿开采为多煤层联合开采．从开采的第一层到煤的 最后一层煤采完，地表要受到多次采动影响。本次评价将郭峪煤 矿按近水平煤层充分采动，按厚煤层重复采动、冒落式开采等条 件，对整个井田煤层开采后地表最大移动、变形和倾斜值进行预 测。公式如下 最大下沉值W 。。 M q c o s a 最大曲率值K 呲- 1 ．5 2 号■ 最大倾斜值，。庐业蔓 最大水平移动值U 。。 6 彤。 最大水平变形值‰。 1 ．5 2 6 牛 1 2 3 4 5 式巾q 为下沉系数；肘为煤层采空Ⅸ厚度，m ；r 为主要影响 半径，其值为采深与影响角正切值之比；a 为煤层倾角，取3 。；6 万方数据 魏义强．张永渡，王鹏山西省郭峪煤矿矿山地质环境影响浮价 本刊E - m a i h b j b s x i n f o ．n e t 科技论坛 为水平移动系数。 按上述公式．计算郭峪煤矿初采3 号煤层，复采9 号、1 5 号 煤层结果见表l 。 表1郭峪煤矿3 号、9 号、1 5 号煤层采空后地表最大变形值 煤层采厚，mW ．．．√ML 哪／ m m ／m K 。．／mU t n n l占。“m m ／m 36 ．4 l41 6 l 1 6 0 ．9 9 ．4 6 x 1 0 49 9 8 ．6 45 8 ．6 9 91 ．5 l71 9 71 7 4 ．56 ．4 3 x 1 0 4l7 2 7 ．2 86 3 ．6 6 1 54 ．0 71 52 0 63 2 5 ．11 0 ．5 6 x 1 0 436 4 9 ．4 41 1 8 ．6 0 将计算结果与建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与 压煤开采规程进行对比后可以看出矿区3 号、9 号、1 5 号煤层 开采后，对建筑物的破坏等级为Ⅳ级．地面变形对地面建筑物 构筑物 的影响程度严重，对矿界内的村庄的民房将造成严重 破坏，地面变形危害程度严重。 2 ．2 ．2 矿山水资源水环境的影响预测评价 ‘当煤炭开采时，在地面以下形成纵横交错的垂向竖井、水平 向巷道、不同角度的斜井及斜巷道穿越了各类含水层和隔水层，改 变了原煤系地层及上覆松散岩系地层中地下水运行状态，造成含 水层水量流失，同时间接破坏与其有水力联系的其他含水层，改变 其径流特征，与井下连通，使含水层巾的水漏入井下，形成矿坑水。 煤矿井田范围内无地表河流，煤矿开采对地表水无影响。因此，郭 峪煤矿地貌类型及水文地质条件等对水资源的影响较为明娩。 矿区废污水污染物质主要有C O D 、B O D ，、S S 、石油类和氨氮。 矿坑排水中硫含量大，地下水易酸化。预测评价认为，郭峪煤矿 矿坑水排放后对地下水及矿区外地表水污染程度较为严重。 2 ．3 矿山环境影响综合评价 2 ．3 ．1 地质灾害危险性综合评价 矿区内主要的受灾体是村庄、矿山工业广场、矿山工作人 员、耕地、林地、荒草地等。从受灾体的经济价值及灾害发生后的 治理与恢复难度来看，评价区的东山和黄城2 个村庄、矿山工业 广场受到破坏后，威胁人员多，直接经济损失大，受到破坏后治 理与恢复难度大、费用高，评价为地质灾害危险性大区；而评价 区内耕地、林地、荒草地等直接经济损失中等，恢复与治理相对 较难，评价为地质灾害危险性巾等区。 2 ．3 ．2 水资源和水环境的影响程度综合评价 郭峪煤矿的开采对矿区东山村居民饮用水井 浅层井 产生 影响，地下水位下降。矿区不存在煤矸石的堆放，矸石捡出后经 外运后利用，矸石对水环境无影响。所以矿业活动对地下水资源 破坏较严重，对水环境的影响程度较轻。 2 ．3 ．3 土地资源岩土环境的影响程度综合评价 矿区开采后，地质环境条件会发生较大的改变，矿区地貌景 观、土地资源及地表和地表生态环境会受到严重的破坏，矿区环 境会逐渐变差。郭峪煤矿开采活动对土地资源岩土环境的影响 程度为严重。 2 ．3 ．4 矿山环境影响综合评价 郭峪煤矿区多年开采已形成O ．8 5 5k m 采空区，随着矿业活动 的进行，地表变形会加重，矿业活动也加剧了水资源水环境的恶 化，总之．郭峪煤矿矿山环境影响程度分区为影响严重Ⅸ。 3 矿山环境保护与综合治理分区 根据矿山环境影响评价分Ⅸ结果，结合矿山环境发展变化 趋势分析，考虑矿山危害对象及治理的难易程度．将矿山环境保 护与综合治理分区分为矿山环境重点保护区；一般治理Ⅸ。 1 矿山环境重点保护区工业广场分布区、东山村与黄城 村。工业广场主要矿山环境问题为地裂缝、地面塌陷导致地面建 筑等受损，矿井废水、生活污水在事故情况下排放造成水环境污 染，污染程度较为较严重。应采取的防治措施为按有关规程为工 业广场留设保安煤柱，对废污水进行处理。 东山村与黄城村的主要矿山环境问题地裂缝、地面塌陷导 致房屋受损，村民受到威胁，地质灾害危险性大；浅层地下水井 疏干。应按有关规程留设保安煤柱。 2 一般治理区现状采空区及未来一水平开采区域。其主 要矿山环境问题为地裂缝、地面塌陷、小型崩塌和滑坡造成耕地 减产，林地植被存活率下降，并导致水土流失，生态环境破坏。应 采取的防治措施为地裂缝、地面塌陷填埋夯实、平整，对耕地、林 地进行复垦。 4 结语 郭峪煤矿多年开采已形成0 ．8 5 5k m 2 采空区，随着采煤规模 的扩大，3 号、9 号、1 5 号煤层采空后。地表会出现严重变形，地裂 缝、地面塌陷发育。地裂缝、地面塌陷对工业广场、矿区村庄影响 严重，对人民生命财产会造成威胁；采煤可造成煤层上覆含水层 的破坏．矿业活动对水资源影响程度严重，对水环境影响程度较 严重；采煤地表变形可使土地资源减少，耕地质量下降，对土地 资源影响严重；采煤地表变形还会使岩土变得疏松，加剧水土流 失程度，地表自然植被覆盖率会降低，对岩土环境影响严重。郭 峪煤矿矿山环境影响程度分区为影响严重区。 参考文献 [ 1 ] 张梁．我国生态矿山环境恢复治理现状和对策[ J ] ．巾国地质 矿产经济，2 0 0 2 4 1 5 ． 责任编辑胡建平 第一作者简介魏义强，男，1 9 8 1 年1 月生，现为太原理工大 学水利科学与工程学院2 0 0 7 级在渎硕士研究生，山西省太原 市．0 3 0 0 2 4 ． T h eM i n eG e o l o g i c a lE n v i r o n m e n tI m p a c tA s s e s s m e n t o fG u o y uC o a l m i n ei nS h a n x iP r o v i n c e W E I Y i - q i a n g ，Z H A N GY o n g - b o ，W A N GP e n g A B S T R A C T B a s e do nt h ef i e l ds u r v e y ，T h i sp a p e rm a k e st h es t a t u sq u oa s s e s s m e n t ，p r e d i c t i o na s s e s s m e n ta n d c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n to nt h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n to fG u o y uC o a l m i n e ，a n dm a k e sa s e c t i o n a lc o m m e n to nm i n e g e o l o g i c a le n v i r o n m e n ti m p a c ta s s e s s m e n to fG u o y uC o a l m i n ei nt h el i g h to fm a i ng e o l o g i c a le n v i r o n m e n tp r o b l e m s ，w h i c h p r o v i d e ss c i e n t i f i cf o u n d a t i o n sf o rm a k i n gr a t i o n a ld e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no ft h em i n e r a lr e s o u r c e sa n di m p l e m e n t i n g m i n ee n v i r o n m e n tp r o t e c t i o na n dc o m p r e h e n s i v et r e a t m e n t ． K E YW O R D S m i n eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t ；e n v i r o n m e n ti m p a c ta s s e s s m e n t ；G u o y uC o a l m i n e 万方数据