矿山地质环境调查与评估技术方法探讨

矿山地质环境调查与评估技术方法探讨一、矿山环境地质问题及分类1、矿山环境地质问题含义地质大词典第73条矿山环境地质问题解释：“人类从地表和地表深处开采出巨大数额的矿石和围岩，改变和破坏了地球表面和岩石圈的自然平衡，使地质环境不断地改变和恶化，给生产建设和人民生活带来了很大的危害，称矿山环境地质问题。矿山环境地质问题是指矿业活动（矿山建设及生产活动）与地质环境之间相互影响而产生的地质环境演变、破坏和污染等问题。2、矿山环境地质问题分类根据矿山环境地质问题的表现形式和影响结果，将矿山环境地质问题归为三大类：第一类矿山地质灾害，包括地面塌陷、（开采沉陷、岩溶塌陷）地裂缝、崩塌、滑坡、渣石流；第二类含水层破坏：指由于矿山开采过量抽排地下水，使地下水位超常降低，使含水层中储存量及补给量被消耗，在一定时期内不能恢复的现象，包括井泉干涸、含水层疏干、地下水位超常降低、地表水漏失等问题。第三类矿区地形地貌景观破坏，指采矿活动导致矿山山体原貌及植被、地质景观、矿山整体地貌、矿山原生态环境破坏、矿山山体破损，山体岩石裸露，岩石松动，山体表层植被遭到破坏。（1）矿山地质灾害矿业开发强烈影响和改变着矿区地质环境条件，引发地质灾害。根据地质灾害成因，可分为：井工开采、露天开采、矿坑疏干排水引发的崩塌、滑坡、地面塌陷（开采沉陷、岩溶塌陷）、地裂缝、不稳定边坡等；固体废弃物堆积引起的崩塌、渣石流、不稳定边坡等。矿山地质灾害往往给工农业生产带来严重威胁，并严重影响着生态环境，造成人员财产损失和资源破坏。（2）矿区地形地貌景观破坏：矿山地形地貌景观破坏有两大类，即山体破坏类和场地破坏类。山体破坏类的特征是：矿山开采导致山体表面破损，岩石裸露，岩石松动，山体表层植被遭到破坏。山体破坏类主要采取削坡工程、台阶修建工程、挡土墙工程、生物措施等进行治理。场地破坏类的特征是：矿山建设及采矿活动使矿山原有的地形地貌挖损、地表破坏、植被损坏。场地破坏类主要采取挖高填低工程、挖低填高工程、防排水工程、生物措施等进行治理。在矿山开采过程中，特别是露天开采，还破坏了许多景观资源、地质遗迹等，特别是沿路开采的许多小建材厂，对景观资源破坏非常严重。地下开采而引起的地面塌陷等不但破坏了土地资源，而且还破坏了大量建筑和道路等基础设施。有些矿区位于名胜古迹之下，开采沉陷也直接或间接威胁着名胜古迹。（3）矿山开发含水层破坏矿业活动对含水层的破坏包括区域水均衡破坏、水环境变化。地下开采对水资源、水环境影响最大，矿山在建矿、采矿过程中的强制性抽排地下水以及采空区上部塌陷开裂使地下水、地表水渗漏，严重破坏了水资源的均衡和补径排条件，导致矿区及周围地下水位下降、泉流量下降甚至干枯，地表水流量减少或断流。在某些地方地下水下降数十米甚至上百米，形成了大面积疏干漏斗，造成泉水干枯、水资源枯竭以及污水入渗等，破坏了矿区的生态平衡。引起矿区含水层破坏，供水紧张，植被枯死和灌溉困难等一系列生态环境问题。二、矿区地质环境调查1、技术路线①资料收集：收集研究区自然、地理、地质条件、矿产资源、矿山地质环境等资料并加以分析，为部署下一阶段的野外实地调查作准备。②遥感辅助调查：利用遥感影像能够较为准确、快速的取得调查数据资料的优势，对典型的重点矿区进行遥感解译，在进行野外查证的同时，指导野外调查工作③野外实地调查：进行研究区水文地质、工程地质、矿山环境地质调查，摸清矿区矿山地质环境现状及存在的问题。④数据资料分析整理。2、工作程序①地质环境背景调查：以收集资料为主，了解矿区地质环境条件。包括地质地貌条件、水文地质条件、工程地质条件等。②矿山环境地质问题调查：矿区地形地貌景观破坏问题；地面塌陷、地裂缝、崩滑流等地质灾害以及废石堆、采场等；调查与矿业活动相关的水资源、水环境问题。摸清矿区环境地质问题及其危害。3、工作方法（1）全面收集矿山企业及周围自然环境及经济社会资料；与矿山地质环境相关的农林环境资料；区域生产力布局，城镇、重要工程及特殊保护区的分布；区位条件。（2）查明矿区气象水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、新构造运动及水文地质、工程地质、环境地质条件。（3）查明矿体赋存特征、矿山开采方式、开采深度、厚度及开采影响范围。（4）查明矿区环境地质问题和地质灾害的形成条件、分布规律、影响因素、发育程度、发展趋势；预测其对矿业活动的影响；预测矿业活动引发、加剧和遭受的主要环境地质问题和地质灾害。①矿区地形地貌景观破坏。a.采场（露天开采）、工业广场、采矿废弃物、尾矿库、生活设施建设破坏地形地貌；b.矿山地质灾害造成的地貌景观破坏；②矿区含水层破坏。指地下水均衡失衡、水污染问题，地下水水位下降、水资源枯竭、地下水及地表水污染。a.矿井突水、矿井排水形成的地下水降落漏斗以及采动后上覆岩层破碎、断裂、沉降，导致各含水层贯通，造成地下水均衡改变；b.废液废渣排放、堆积物淋滤液造成地下水、地表水污染，破坏水环境。③矿山地质灾害：a.井工开采、露天开采、矿坑疏干排水引发的崩塌、滑坡、地面塌陷（开采沉陷、岩溶塌陷）、地裂缝、不稳定边坡等灾害；b.固体废弃物堆积引起的崩塌、渣石流、不稳定边坡等灾害；三、矿山地质环境影响评估1、评估等级确定根据评估区重要程度、矿山地质环境条件复杂程度、矿山生产建设规模等综合确定，评估级别分为三级，见附录A。评估区重要程度应根据区内居民集中居住情况、重要工程设施和自然保护区分布情况、耕地面积等确定，划分为重要区、较重要区和一般区三级，见附录B。矿山地质环境条件复杂程度应分别按井工开采和露天开采归类，应根据区内水文地质、工程地质、环境地质和矿山地形地貌、开采情况等划分为复杂、中等、简单三级，矿山地质环境复杂程度分级见附录C。矿山生产建设规模按矿种和年生产量分大型、中型、小型三类，见附录D。2、评估精度要求一级评估应定量—半定量地作出矿山地质环境影响程度现状评估、预测评估和综合评估。二级评估应半定量—定性地作出矿山地质环境影响程度现状评估、预测评估和综合评估。三级评估应定性地作出矿山地质环境影响程度现状评估、预测评估和综合评估。3、评估内容矿业活动引发的地表水漏失、区域地下水均衡破坏、水质污染等水资源、水环境的变化及其影响程度。矿业活动引起的地形地貌景观破坏。矿业活动引发的地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡、渣石流等地质灾害及其危害程度。矿业活动对重要工程设施、房屋、厂矿、各类保护区和自然景观等造成的危害和影响程度。4、评估程序目标、任务分析环境影响因子及其指标体系现状评估及预测评估提出减轻环境影响的技术措施跟踪监测与评估评价结论编写报告书、篇章或说明矿区环境背景调查、分析与评价修改采矿方案公众参与否定方案5、评估指标体系（1）现状评估单类问题评估①矿山地质灾害②矿区地形地貌景观破坏③矿区含水层破坏综合评估：矿产资源开发对地质环境的影响因素可以归结为以下几个方面：①开采方式；②实际生产能力；③次生地质灾害；④矿区地形地貌景观破坏；⑤含水层破坏。建议选取具有较好的代表性的12个评估因子，分别为：矿山开采方式、实际生产能力、采空区面积、矿山面积、采矿场面积、废料场面积、塌陷区面积、废水排放量、固体废弃物年排放量、固体废弃物累计积存量、矿坑排水影响范围、地质灾害发生次数、地质灾害影响范围、地质灾害损失、地质灾害死亡人数。为了避免直接引用各因子数值进行评估造成较大偏差，采用部分因子的比值作为评价指标。（1）X1=露天开采或井工开采；（2）X2=采空区面积/矿山面积；（3）X3=塌陷区面积/矿山面积；（4）X4=地形地貌景观破坏土地面积/矿山面积；（5）X5=废水年排放量/实际生产能力；（6）X6=固体废弃物年排放量/实际生产能力；（7）X7=固体废弃物累计积存量/矿山面积；（8）X8=矿坑排水影响面积/矿山面积；（9）X9=地质灾害发生次数；（10）X10=地质灾害影响范围；（11）X11=地质灾害经济损失；（12）X12=地质灾害人员伤亡评估原则以不同类型矿产资源集中开采区为评估对象，以采矿活动引发的矿山环境地质问题现状为主，兼顾矿区地质环境背景，评估区内的矿产资源开发对该区地质环境的影响程度，评估因子来源于调查数据。方法一：层次分析—综合评分法6、评估方法层次分析对上述12个评估指标进行聚类分析，形成6个指标层，每个指标层包含若干个指标项。指标层内的每个指标项都赋予一定的权重，而每个指标层也都赋予一定的权重。（见下表）指标层指标层权重指标项指标项权重开采方式0．10X11废物排放0．20X60．4X80．5X70．1地质灾害0．20X90．4X100．35X120．15X110．1采矿沉陷0．20X30．6X20．4地形地貌景观破坏0．20X41含水层破坏0．10X51综合评分（根据12个指标项，制定相应的评分标准）得分值指标项108642X1露天开采井工开采X20.10.06—0.10.03—0.060.01—0.030.01X30.10.06—0.10.03—0.060.01—0.030.01X40.10.06—0.10.03—0.060.01—0.030.01X50.50.06—0.10.03—0.060.01—0.030.01X60.20.05—0.10.03—0.050.01—0.030.01X70.10.06—0.10.03—0.060.01—0.030.01X831—30.5—10.1—0.50.1X90.50.5—0.30.3—0.10.1—0.080.08X103010—303—101—30X1110.6—10.3—0.60.1—0.30.1X121000500—1000100—50010—10010设指标项的得分为Pi，指标层的得分为Lj，综合得分为T，则：Lj=)(1iniWP其中，Wi为指标项权重，n为指标项个数；T=mjjWL1)(其中，Wj为指标层权重，m为指标层个数；以本矿区大比例尺地形图为基础，按照矿区环境地质问题类型进行调查，在图上圈出该类问题的影响范围，如果有多类问题出现在同一区域内，可以再细分为子区。区域确定后，按照问题种类进行定性描述。方法二：分区定性评估序号内容主要指标说明1矿区地形地貌景观破坏破坏土地类型破坏土地面积破坏土地方式破坏植被类型破坏植被面积可复垦的土地面积已复垦土地面积2固体废弃物及其综合利用固体废弃物堆（场）数量固体废弃物的种类固体废弃物年排放量固体废弃物总量固体废弃物来源固体废弃物压占土地面积固体废弃物综合利用方向固体废弃物年综合利用量固体废弃物堆的主要隐患3采空区地面沉（塌）陷沉陷区数量沉陷区面积沉陷区造成的危害累计最大沉陷量本年度最大沉陷量塌陷坑数量塌陷面积塌陷造成的危害地面沉（塌）陷治理面积4山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流地质灾害本年度发生山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流灾害次数山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流灾害造成的危害山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流地质灾害隐患点或隐患区的数量已得到治理的地质灾害隐患点或隐患区的数量5地裂缝地裂缝数量地裂缝的主要走向最大地裂缝长度最大地裂缝宽度最大地裂缝深度地裂缝造成的危害6废水废液排放年废水排放量年废水达标排放量废水主要有害物质废水排放去向废水年处理量废水循环利用量7地下水矿区地下水水位矿坑年排水量含水层疏干面积地下水降落漏斗面积地下水污染物种类地下水污染范围（二）预测评估预测评估的内容包括：经济与社会环境、大气环境、地表水环境、地下水环境、地表景观、地质灾害等。（1）建议预测评估指标体系如下表：环境内容参考指标区域环境背景值环境影响评价指标经济与社会环境a)人口数量，人口密度；b)经济发展水平；c)社会发展水平；a)规划区人口数量和人口密度变化；b)可能造成的搬迁人口数量；c)预计对经济和社会发展产生的影响；地表水环境a)地表水资源总量；b)地表水体环境质量等级；a)预计年废水排放量及主要污染物；b)可能的地表水体环境质量等级；地下水环境a)区域地下水资源总量；b)地下水环境质量等级；a)预计年地下水疏干排水量；b)可能造成的