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第 16 卷 第 4期 2005年 12 月 中国地质灾害与防治学报 The Chinese Journal of GeologicalHazard and Control Vol. 16 No. 4 Dec. 2005 黑龙江省矿山地质环境综合评价 郭长林 黑龙江省地质环境监测总站, 哈尔滨 150000 摘要 文章根据黑龙江省矿山地质环境调查资料, 确定出影响矿山地质环境的因素, 采用 袭扰系数法 对全省矿山地 质环境进行定量化评价。划分矿山环境严重破坏区; 中等破坏区; 轻微破坏区和未破坏区。该评价结果为政府有关部 门进行矿山地质环境保护和治理提供了科学依据。 关键词 矿山; 地质的袭扰系数法; 环境; 综合评价; 黑龙江省 文章编号 1003 80352005 04 0047 03中图分类号 X8203文献标识码 A 收稿日期 2004 12 27; 修回日期 200503 28 作者简介 郭长林1932 , 男, 高级工程师, 主要研究方向 为 水文地质及环境地质. 黑龙江省矿产资源丰富, 全省已发现 131 种矿 产, 各类矿产地 2974 处, 已建矿山企业 5385 家。丰 富的矿产资源为我国的国民经济发展提供了良好的 物质条件, 同时也造成了对地质环境严重破坏而引发 地质灾害。 根据黑龙江省矿山地质环境调查与评估成果可 知, 黑龙江省矿山环境地质问题有 30 多种。主要包 括塌陷、 滑坡、 地裂缝、 矿坑突水、 崩塌、 水土流失、 土 壤沙化、 土壤盐碱化和草原退化、 地下水位下降、 土地 破坏、 土壤及地表水、 地下水污染、 地貌景观及植被的 严重破坏等。 1 矿山地质环境现状及发育特征 受地质、 地貌、 构造及成矿地质条件等因素制约, 黑龙江省东部四大煤城的矿山环境地质问题最为严 重, 全省的矿山环境地质问题主要集中于此。其中地 面塌陷最严重, 呈大面积片状, 波及范围最广, 造成的 损失也最大。地下水枯竭与水土流失也呈片状, 问题 也较严重。 黑龙江省西南部的大庆由于大量开采石油, 环境 地质问题也比较严重。主要是土地退化、 地下水下 降、 环境污染, 呈片状分布。在黑龙江省的西北部的 大兴安岭至伊春一带, 由于开采砂金及金属矿, 造成 土地破坏、 水体污染、 植被的破坏, 水土流失; 沟谷呈 树枝状、 鸡爪状、 长条带状分布; 在哈尔滨 牡丹江一 带主要为建材矿, 尤其是大量的小型矿山星罗棋布, 造成矿山生态环境及采区内地质地貌景观和一些地 质遗迹严重破坏, 影响了整体生态环境的和谐和景观 的秀美。因采矿还造成大量边坡失稳, 极易产生崩塌 灾害。黑龙江省其他矿区的环境地质问题较少, 呈零 星点状分布。 2 矿山生态环境地质综合评价 21 评价原则 以采矿对矿山地质环境影响程度为主, 兼顾地质 环境背景。重点以采矿造成的崩塌、 滑坡、 地面塌陷、 地面沉降及固体废弃物、 地裂缝等环境影响因素为评 价指标, 采用定性和定量相结合的评价方法, 全面客 观反映出本地区的矿山地质环境质量。 22 评价方法及参数的选择 根据黑龙江省矿山地质灾害发育特征, 将崩塌、 滑坡、 泥石流、 地面塌陷、 固体废弃物、 地裂缝、 房屋裂 缝等灾种作为评价因子。并根据各因子的形态特征, 确定因子提取的信息值。其中 崩塌、 滑坡和固体废 弃物按体密度计算; 泥石流、 地面塌陷按面密度计算; 地裂缝和房屋裂缝按点密度计算。 本次评价采用袭扰系数法, 即 根据矿山环境地 质现状, 将工作区按网格进行剖分。运用栅格数据处 理方法对调查区进行剖分, 划分成若干个网格, 在每 个单元格中提取参评因子信息, 并对单元信息进行迭 加, 迭加结果计算公式为 G G滑∀ G崩∀ G泥∀ G塌∀ G裂∀ G弃∀ G燃 式中 G 单元信息迭加数值; G滑 滑坡灾害数值; G崩 崩塌灾害数值; G泥 泥石流灾害数值; G塌 开采塌陷灾害数值; G裂 地裂缝灾害数值; G弃 固体废弃物数值。 221 单元网格划分 根据矿山生态环境地质现状图, 将整个工作区按 图面座标网进行网格划分, 每个单元面积为 2km 2km。 222 综合评价方法 将矿山生态环境地质问题的发育密度和规模作 为指标, 计算袭扰系数 R 值, 根据袭扰系数值确定矿 山环境的优劣。袭扰系数的计算公式为 ∃ 崩塌、 滑坡、 泥石流、 固体废弃物 R a 2 b 2 c 2 开采塌陷、 地面沉降 R a 2 b 2 a 灾害个数密度系数; b 面积密度系数; c 体积密度系数。 23 单元信息的提取及数字化 根据剖分的网格内生态环境地质现状, 将重点矿 山生态环境地质破坏程度进行数字化, 点密度系数 a 值, 面积密度系数 b 值, 体积密度系数 c 值; 按严重、 中等、 轻微、 未破坏 4 级取值依次为 4、 3、 2、 1, 见表 1。 表 1 生态地质环境破坏程度数字化取值表 Table 1 Rating the destruction of geo ecological environment 破坏程度 个 km2 a 取值 破坏程度 m2 km2 b 取值 破坏程度 m3 km2 c 取值 ∋14∋250004∋2500004 025 132500 25000325000 2500003 0 0 2520 25020 250002 010101 24 袭扰系数 根据生态地质环境破坏程度数字化取值分级确 定 R 值分级为 R 27为生态地质环境严重破坏区; 12 R 27 为生态地质环境中等破坏区; 3 R 12 为生态地质环境轻微破坏区; R 3 为生态地质环境未破坏区。 25 综合评价修正 根据计算结果, 结合实际调查资料进行修正, 同 时, 参考遥感解译结果。评价区内存在单因子严重环 境地质问题, 调整划定为生态环境严重破坏区; 评价 区内存在多因子轻微环境地质问题, 调整划定为生态 环境轻微破坏区。 3 矿山地质环境综合分区评述 根据计算结果, 将全省矿山生态地质环境划分为 四个区, 即 矿山环境严重破坏区; 中等破坏区; 轻微 破坏区和未破坏区。由于大部分没有矿山的地区, 从 矿山生态环境评价的角度看, 应该属未破坏区, 这样 与评价出的矿山环境未破坏区属同属一区。 31 矿山生态地质环境严重破坏区 主要分布在七台河、 鸡西、 鹤岗、 双鸭山、 黑河及 大兴安岭、 伊春等七个地市。面积 2208km 2 , 其中煤 矿开采造成的破坏区面积为 1984km 2, 沙金过采破坏 面积 224 km 2。主要的灾害类型有地面塌陷、 地面沉 降、 固体废弃物及地裂缝。 七台河市矿山地质环境严重破坏区 主要分布在 尖山区新型煤厂货场二井、 七台河市红旗乡太和村的 鑫华煤矿二井、 红旗乡红光村红光煤矿、 茄子河区红 旗乡红光村新一井、 红旗乡良种厂正联十八井、 红旗 乡红光村正阳煤矿、 红旗乡红升村山材煤矿、 红旗乡 红升村红升煤矿、 桃山区吉祥无烟煤矿一井、 新富煤 矿向阳六井、 水电服务公司小井、 桃南街道办事处煤 矿、 桃山区煤炭公司煤矿、 茄子河区富强煤矿三采区、 二采区、 岚锋镇林山村工业管理局煤矿、 勃利县兴北 农场龙湖分公司立井等共计近百个矿井, 分布极为集 中, 面积 928km 2, 矿山地质灾害极为发育, 地面塌陷 星罗棋布, 已严重影响了本地区居民正常生活条件, 矿山生态破坏十分严重。 鸡西市矿山严重破坏区 主要分布在鸡西延东煤 矿、 立新三号井、 城子河正阳煤矿、 鸡东县哈达镇、 鸡 东的东海煤矿、 福安煤矿三号井、 东海煤矿九采区七 号、 一号、 六号及鸡东县哈达镇杏花煤矿九采区, 面积 752km 2, 以地面塌陷、 地面沉降和固体废弃物为主, 特 别是地面塌陷尤为严重。 双鸭山市矿山严重破坏区 主要分布在宝山区新 安煤矿、 七星煤矿, 面积 80km 2, 灾害类型为地面塌陷 和固体废弃物。 鹤岗市矿山严重破坏区 主要分布在金兴矿 101 48 中国地质灾害与防治学报 ZHONGGUO DIZHIZAIHAI YU FANGZHI XUEBAO2005 年 2 号井、 南山区南山矿、 鹤岗大陆煤矿、 兴安区河东镇 华中二矿、 兴安区中兴煤矿、 东山区东方红乡正大煤 矿、 兴山区交通煤矿、 兴山区德成煤矿、 东山区东方红 乡三煤矿、 东山区宝源煤矿, 面积 224km 2, 灾害类型 为地面塌陷和固体废弃物。 大兴安岭沙金开采严重破坏区 主要分布在韩家 园子 金宝沟一带, 面积 80km 2, 主要灾害为固体废 弃物及沙金开采时对地表植被和生态环境的破坏。 黑河沙金开采严重破坏区 主要分布在罕大气镇 小沟河西一带, 面积 64km 2。 伊春沙金开采严重破坏区 主要分布在嘉荫河矿 中兴林场一带, 面积 80km 2。 32 矿山地质环境中度破坏区 主要分布在七台河、 鸡西、 鹤岗、 双鸭山、 黑河、 大 兴安岭、 伊春、 牡丹江等 8 个地区, 面积 11511km 2, 主 要地质灾害有地面塌陷、 固体废弃物和滑坡。 七台河、 鸡西市矿山地质环境中度破坏区 主要 分布在七台河新兴区联营井、 监狱煤矿、 茄子河区岚 煤碳棒; 鸡西立新一井、 三合煤矿、 二道河子煤矿、 张 新煤矿、 滴道煤矿九井、 三井、 十一井、 城子河煤矿立 井, 面积 8048km 2, 地质灾害主要为地面塌陷, 部分矿 山存在固体废弃物。 双鸭山市矿山地质环境中等破坏区 主要分布在 岭东区岭东煤矿、 岭西煤矿、 四方台区四方台煤矿、 宝 山区双阳煤矿、 宝山煤矿、 集贤县东荣二矿、 集贤煤 矿, 面积 2160km 2, 地质灾害二种以上, 主要为地面塌 陷和固体废弃物。 鹤岗市矿山地质环境中等破坏区 主要分布在兴 安区供兴煤矿二井、 兴山区军发煤矿、 三兴煤矿, 面积 432km 2, 灾害类型为地面塌陷和固体废弃物。 黑河市矿山地质环境中等破坏区 主要分布在启 明煤矿、 爱辉区金水四分场煤矿、 东方红煤矿、 嫩江县 永生煤矿、 兴盛煤矿、 三丰煤矿、 嫩江多宝山 151 煤矿 一井, 面积 416km 2。灾害种类主要为地面塌陷和固 体废弃物, 矿山类型为煤炭。 伊春市矿山地质环境中等破坏区 主要分布在嘉 荫乌拉嘎镇乌拉嘎金矿、 翠峦区一江村昆仑气铅锌矿、 乌伊岭区宏伟砖瓦厂, 呈点状分布, 面积 304km 2。主要 矿类为贵金属和粘土矿, 主要灾种为塌陷和滑坡。 大兴安岭地区矿山地质环境中等破坏区 主要呈 点状分布在呼玛县椅子圈煤矿、 十八站林业局煤矿, 面积 112km 2 , 灾害类型为塌陷和固体废弃物。 牡丹江市矿山地质环境中等破坏区 分布在东宁 县鑫城煤矿, 面积 39 km 2。 33 矿山地质环境轻微破坏区 主要分布在七台河、 牡丹江、 黑河3 个地市, 面积 2272 km 2, 地质灾害类型多为 1 种, 主要为塌陷或固 体废弃物, 且单项灾害发育程度相对较低。 七台河矿山地质环境轻微破坏区 分布在七台河 新兴区红旗村安庆煤矿、 七台河林业局煤矿、 七台河 缸密沟街道办事处煤矿, 面积 1968 km 2, 灾害类型主 要为塌陷。 牡丹江、 绥化市矿山地质环境轻微破坏区 呈点 状分布在东宁县东宁万鹿沟村彩虹砖厂、 绥化四方台 镇砖厂, 面积为 64km 2 和 80km 2, 灾害类型为地面塌 陷, 矿类为黏土矿。 黑河市矿山环境轻微破坏区 呈点状分布在黑河 东方红煤矿、 金水六分厂煤矿, 面积 160 km 2, 灾害类 型仅有 1 种, 即地面塌陷。 4 结语 目前, 国内外有许多方法进行矿山地质环境评 价。由于矿山地质背景环境的复杂性以及造成矿山 地质环境破坏因素的不定性, 很难用一种统一的方法 进行矿山地质环境评价。本次利用袭扰系数法进行 黑龙江省矿山地质环境评价。通过野外调查验证, 基 本上反映出目前黑龙江省矿山地质环境现状。这也 是目前黑龙江省首次对全省矿山地质环境量化评价。 为黑龙江省全面开展矿山地质环境恢复治理工作提 供了科学的依据。 袭扰系数法具有易操作、 计算相对简单的特点。 同时, 对不同的矿山地质环境通过面密度、 体密度、 灾 点个数等项因子叠加, 最终确定出袭扰系数值。从而 划分出矿山环境地质评价区。 参考文献 [ 1] 中国地质环境监测院. 县 市 地质灾害调查与区划基 本要求∗实施细则[R] . 20013 [2] 郭长林, 董 宏, 等. 黑龙江省矿山地质环境调查与评估 [ R] . 2004 [ 3] 姜建军. 矿山环境管理实用指南[M] . 地震出版社, 2004. [4] 黄卫星, 陈世朝, 贺秀全, 等. 山西省重点地区矿山生态 环境地质综合调查评价报告[R], 2002. 10. 下转接第 52页 49 第 4 期郭长林 黑龙江省矿山地质环境综合评价 稳定状态的自然调整过程, 而协助它趋于稳定的作用 因素有自然因素和人类的活动因素。滑坡的治理应 遵循顺应性准则和协调性原则。该滑坡失稳的主要 原因是废石堆置超荷和降雨通过第四纪土层垂直入 渗, 在斗岭组和残坡积层之间形成软弱带, 降低了抗 剪强度。因此, 该滑坡的滑动机制是清晰的, 其边界 也非常明了。由此提出的治理方案也是非常有效的 和可行的。同时经过几个雨季的考验, 未发生任何病 害, 说明对滑坡的治理措施是安全可靠的, 达到了预 期的目的。 参考文献 [ 1] 张均锋, 丁桦, 白金泽. 奉节白衣庵老苍屋新滑坡成因分 析[ J] . 岩土力学, 2004, 2511 1841- 1844. [2] 刘传正, 李瑞敏, 李铁锋, 等. 三峡库区白衣庵滑坡防治 工程研究[ J] . 中国地质灾害与防治学报, 2003, 141 48 - 54. [ 3] 吴宝和. 地表水和地下水对岩质边坡稳定性影响及防渗 措施[J] . 中国地质灾害与防治学报, 2003, 14 3 140- 141. [4] 尉希成. 支挡结构设计手册[M]. 北京 中国建筑工业出 版社, 1997. 127- 136 [5] 文浩雄, 田军, 刘晓明. 岩质边坡滑坡整治中锚杆加固的 设计应用[ J] . 中南公路工程, 2004, 29 1 78. [6] 王志旺, 张保军, 马水山. 台子上滑坡深部位移监测及成 因研究[ J] . 长江科学院院报, 2003, 126- 28. [7] 段仲沅. 工程地质实习教程[M]. 长沙 国防科技大学出 版社, 3003. [ 8] GB50330 2002, 建筑边坡工程技术规范[ S] . [ 9] GB50021 2001, 岩土工程勘察规范[ S] . Analysis and treatment of landslide group in 711 Mine BI Zhongwei 1, DING Dexin2, DU Zhenqiu2, ZHANG Zhijun1 1School of Resources 2School of Architecture Resources soil slope; mechanism analysis; landslide treatment; 711Mine;Hunan Province 上接第 49页 The integrated uation of the mines geological environment in Heilongjiang Province GUO Chanlin Heilongjiang Provincial Geo environment Monitoring Station, Haerbin 150000, China Abstract Based on the data from Heilongjiang provincial mines geoenvironmental investigation, some factors that impact mines geoenvironment were determined. The quantitative uation to regional mines geoenvironment was made by the of harassing coefficient. It was divided into four grades seriously destroyed grade, medium destroyed grade, light destroyed grade and undestroyed. The results and conclusions provide the scientific basis to government for mines geoenvir onment protection and control. Key words mine; geological; harassing coefficient ; environment; integrated uation; Heilongjiang Province 52 中国地质灾害与防治学报 ZHONGGUO DIZHIZAIHAI YU FANGZHI XUEBAO2005 年