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摘要: 以石家庄市西部山前地区为例,论述长期矿业活动对当地地质、生态环境造成的影响,其中包括这种影响的成因及后果,并为地质灾害勘查提供重要依据。
关键词: 矿业活动;地质环境;地质灾害
中图分类号:X1文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0610107-01
矿业活动对地质环境系统有一定的影响。2008年5月,国土资源部在全国开展的矿山地质环境调查与评估表明:我国所有矿业活动对矿区地质环境造成的影响以严重影响和较严重影响为主。本文主要讨论石家庄西部山前地带的矿业活动对当地地质环境造成的影响。
石井北山、石井山、牛坡山、大李庄南山、韩庄南山、秀山、岭底西山七个矿区位于石家庄市西部山前地带,过去,这里矿产资源的开发对石家庄的经济发展作出了重大贡献,但同时也对该区的地质环境、生态环境造成了严重破坏。矿区满山遍野分布露天采场高陡边坡、采坑、矿槽、坑下平硐采空区等,形成了残山林立、危岩峭壁,山体千疮百孔。由此引发了边坡失稳、危岩崩塌和采空区的地表塌陷等地质灾害以及存在着大量的地质灾害隐患;矿区大面积植被破坏,水土流失,废石矿渣遍布,对该区的生态环境、地貌景观造成了严重影响。
本区矿业活动主要包括采场高陡边坡、平硐开挖、采坑、槽坑和废石弃渣等。这些活动带来的负面后果一是引发地质灾害或潜在地质灾害隐患;二是对自然环境和生态环境产生破坏和影响。主要表现在:一是采矿爆破,对围岩产生明显扰动和产生大量的爆破裂痕,破坏岩体完整性,降低了岩体抗拉、抗剪强度;开挖卸荷引起山体应力重新分布,致使岩体产生向临空面移动趋势,加速岩体变形、破坏。调查表明,露天采场边坡因采矿产生大量爆破裂隙,再加上卸荷裂隙、风化裂隙,将岩体切割成楔形体、散体状等危岩,造成采场边坡、平硐顶板、槽坑、采坑壁危岩崩塌,还存在不稳定隐患。同时严重破坏自然地貌和生态环境。二是采矿带来的矿渣废石随意堆放,地表植被破坏严重,还有可能引发坡面泥石流。下面就矿业活动对地质环境的影响作具体分析:
1 高陡露天采场边坡滑塌或失稳
崩塌是脆性岩质高陡边坡常见的一种破坏形式,它对房屋、道路等建筑物常带来威胁,酿成人身安全事故。边坡斜坡前沿由于应力重分布和卸荷等原因,产生长而深的拉张裂隙,并与其他结构面组合,逐步发展成连续贯通的分离面,在触发因素作用下易发生崩塌。此外,近于水平产出的软硬相间岩层组成的陡坡,由于软弱岩层风化剥蚀形成凹龛或蠕滑而形成局部崩塌。西部山前7个矿区有104个采场,多数为高边坡(坡高大于30m),边坡高度最大达107m,坡度为70°～90°。如此高陡的边坡发生崩塌或滑移,其能量是惊人的,其破坏性很强。调查表明,已有边坡多属稳定或较稳定状态,仅仅是坡面分布少量的危岩;这些边坡分布于荒山地带,现已列为禁采区,行人很少涉足,部分边坡下方有一定距离分布一些零散的居民点和部分构筑物,居民人数有限,各类构筑物分布很少。边坡坡脚都有一定宽度的采场平台,即使发生边坡失稳或崩塌,平台将起着缓冲作用;边坡下方的崩塌物量不是很多,其危险性、危害性不是很大。但随着西部山前区开发与发展,矿区人类活动将会逐渐增加,矿业活动形成的高陡边坡变形破坏的危害性及危险性日益增大。
2 平硐采空区顶板围岩崩塌及其引发地表塌陷和地裂缝
岭底西山及秀山两个矿区分布有132个平硐采空区。分布于秀山矿区的平硐采空区13个,其长度、高度、跨度较小,其顶板围岩稳定性较好;分布于岭底西山矿区119个平硐采空区,一是数量分布比较多,局部地段分布密度大;二是局部地段平硐采空区往往上下叠置,少则1～2个,多则3～4个;三是长度大,最大达740m,高度、跨度大,顶板采空面积大。矿区有十多个平硐采空区,它们每一个平硐往往有几个到十几个大跨度、大高度的呈串珠式的相连。这些平硐采空区顶板围岩多发生在不同规模的冒落、垮塌,坍塌体积大于500m3以上有21个平硐采空区,其中硐54坍塌体积20000m3。还有平硐采空区和采空区的局部地段整个垮塌,造成硐室封堵,人无法进入。由于平硐采空区顶板围岩崩塌波及浅部造成地表塌陷,有7个大的塌陷区,塌陷区面积达70716m2,沿着塌陷区周边形成环状地裂缝。还有一些平硐采空区坍塌尚未波及地表,但是其处于不稳定状态,很可能继续发展,再度引发地表塌陷。岭底西山矿区分布大量的平硐采空区,一方面部分平硐采空区顶板围岩处于不稳定,随时都有坍塌危险;另方面采空区塌陷可能引发的地表塌陷和地裂缝分布广,其突发性强,其危害性大。
3 采坑坑壁坍塌、地裂缝
七个矿区共有采坑78个,其中石井北山23个、石井山17个、岭底西山27个。大多数采坑深度几米,坑壁岩石较稳定,危险性、危害性较小。部分采坑深度十几米,秀山矿区坑深度达46m,这些采坑坑壁陡立,分布较多危岩,人畜一旦误入将造成伤亡,深大采坑还容易发生坑壁坍塌、危岩坠落。
4 槽坑对人畜安全造成威胁
槽坑主要分布在韩庄南山矿区,一是数量多,其中深度大于5米、宽度大于5米的槽坑约占一半左右;二是槽坑两壁或顶板都有危岩分布;三是深度大的情况有积水,水深达3m,还有几个缓倾斜的槽坑,其顶板处于大面积临空状态,覆岩厚度小,很容易造成顶板坍塌。一般浅槽坑危险性、危害性较小,个别深大的槽坑危险性、危害性大,但由于槽坑全部出露于地表,只要人们注意远离,不会造成大的危害。
5 废石弃渣可能引发水石流及对周围土壤、水体污染
矿区废石弃渣有很大的一部分堆放于斜坡或沟谷地带,暴雨冲刷有可能发生坡面水石流或沟谷水石流,造成淤积耕地,损毁道路。堆放于坡麓一带的垃圾物,一是压占部分土地资源;二是降雨和地表径流对垃圾冲刷、过滤,浸出有害物质,随水流入土壤和地下水对土壤和地下水造成的污染。据调查,堆积于斜坡和沟谷地带的弃渣,在暴雨冲刷下,只有少量的废石发生短距离搬运,没有造成大的影响;堆放建筑垃圾和生活垃圾对矿区周围的土壤、地下水未发生明显的污染,其危险性,危害性小。
综上所述,几十年来,石家庄市西部山前地带的矿业活动已经对当地的地质生态环境造成严重损害,其恢复治理已迫在眉睫,通过矿区地质环境(地质灾害)勘查,可以及时查明矿区环境地质条件,查明存在的主要地质环境问题和地质灾害灾种分布、规模、成因、机制、危险性和危害性,并根据矿区地质环境条件进行防治研究,提出防治方案,为矿区地质环境恢复、治理提供基础资料和重要依据。
参考文献:
[1]杨永田,河北省矿山开发对地质环境的影响及保护[J].中国煤炭地质,2009年第21期.
[2]张守国、王丽君,矿山开发对地质环境的影响及保护研究[J].中国地质灾害与防治学报,2002年第01期.
作者简介:
王亚明,男,大学本科,工程师,主要从事工程勘察、岩土施工、地灾治理等。
关键词: 矿业活动;地质环境;地质灾害
中图分类号:X1文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0610107-01
矿业活动对地质环境系统有一定的影响。2008年5月,国土资源部在全国开展的矿山地质环境调查与评估表明:我国所有矿业活动对矿区地质环境造成的影响以严重影响和较严重影响为主。本文主要讨论石家庄西部山前地带的矿业活动对当地地质环境造成的影响。
石井北山、石井山、牛坡山、大李庄南山、韩庄南山、秀山、岭底西山七个矿区位于石家庄市西部山前地带,过去,这里矿产资源的开发对石家庄的经济发展作出了重大贡献,但同时也对该区的地质环境、生态环境造成了严重破坏。矿区满山遍野分布露天采场高陡边坡、采坑、矿槽、坑下平硐采空区等,形成了残山林立、危岩峭壁,山体千疮百孔。由此引发了边坡失稳、危岩崩塌和采空区的地表塌陷等地质灾害以及存在着大量的地质灾害隐患;矿区大面积植被破坏,水土流失,废石矿渣遍布,对该区的生态环境、地貌景观造成了严重影响。
本区矿业活动主要包括采场高陡边坡、平硐开挖、采坑、槽坑和废石弃渣等。这些活动带来的负面后果一是引发地质灾害或潜在地质灾害隐患;二是对自然环境和生态环境产生破坏和影响。主要表现在:一是采矿爆破,对围岩产生明显扰动和产生大量的爆破裂痕,破坏岩体完整性,降低了岩体抗拉、抗剪强度;开挖卸荷引起山体应力重新分布,致使岩体产生向临空面移动趋势,加速岩体变形、破坏。调查表明,露天采场边坡因采矿产生大量爆破裂隙,再加上卸荷裂隙、风化裂隙,将岩体切割成楔形体、散体状等危岩,造成采场边坡、平硐顶板、槽坑、采坑壁危岩崩塌,还存在不稳定隐患。同时严重破坏自然地貌和生态环境。二是采矿带来的矿渣废石随意堆放,地表植被破坏严重,还有可能引发坡面泥石流。下面就矿业活动对地质环境的影响作具体分析:
1 高陡露天采场边坡滑塌或失稳
崩塌是脆性岩质高陡边坡常见的一种破坏形式,它对房屋、道路等建筑物常带来威胁,酿成人身安全事故。边坡斜坡前沿由于应力重分布和卸荷等原因,产生长而深的拉张裂隙,并与其他结构面组合,逐步发展成连续贯通的分离面,在触发因素作用下易发生崩塌。此外,近于水平产出的软硬相间岩层组成的陡坡,由于软弱岩层风化剥蚀形成凹龛或蠕滑而形成局部崩塌。西部山前7个矿区有104个采场,多数为高边坡(坡高大于30m),边坡高度最大达107m,坡度为70°～90°。如此高陡的边坡发生崩塌或滑移,其能量是惊人的,其破坏性很强。调查表明,已有边坡多属稳定或较稳定状态,仅仅是坡面分布少量的危岩;这些边坡分布于荒山地带,现已列为禁采区,行人很少涉足,部分边坡下方有一定距离分布一些零散的居民点和部分构筑物,居民人数有限,各类构筑物分布很少。边坡坡脚都有一定宽度的采场平台,即使发生边坡失稳或崩塌,平台将起着缓冲作用;边坡下方的崩塌物量不是很多,其危险性、危害性不是很大。但随着西部山前区开发与发展,矿区人类活动将会逐渐增加,矿业活动形成的高陡边坡变形破坏的危害性及危险性日益增大。
2 平硐采空区顶板围岩崩塌及其引发地表塌陷和地裂缝
岭底西山及秀山两个矿区分布有132个平硐采空区。分布于秀山矿区的平硐采空区13个,其长度、高度、跨度较小,其顶板围岩稳定性较好;分布于岭底西山矿区119个平硐采空区,一是数量分布比较多,局部地段分布密度大;二是局部地段平硐采空区往往上下叠置,少则1～2个,多则3～4个;三是长度大,最大达740m,高度、跨度大,顶板采空面积大。矿区有十多个平硐采空区,它们每一个平硐往往有几个到十几个大跨度、大高度的呈串珠式的相连。这些平硐采空区顶板围岩多发生在不同规模的冒落、垮塌,坍塌体积大于500m3以上有21个平硐采空区,其中硐54坍塌体积20000m3。还有平硐采空区和采空区的局部地段整个垮塌,造成硐室封堵,人无法进入。由于平硐采空区顶板围岩崩塌波及浅部造成地表塌陷,有7个大的塌陷区,塌陷区面积达70716m2,沿着塌陷区周边形成环状地裂缝。还有一些平硐采空区坍塌尚未波及地表,但是其处于不稳定状态,很可能继续发展,再度引发地表塌陷。岭底西山矿区分布大量的平硐采空区,一方面部分平硐采空区顶板围岩处于不稳定,随时都有坍塌危险;另方面采空区塌陷可能引发的地表塌陷和地裂缝分布广,其突发性强,其危害性大。
3 采坑坑壁坍塌、地裂缝
七个矿区共有采坑78个,其中石井北山23个、石井山17个、岭底西山27个。大多数采坑深度几米,坑壁岩石较稳定,危险性、危害性较小。部分采坑深度十几米,秀山矿区坑深度达46m,这些采坑坑壁陡立,分布较多危岩,人畜一旦误入将造成伤亡,深大采坑还容易发生坑壁坍塌、危岩坠落。
4 槽坑对人畜安全造成威胁
槽坑主要分布在韩庄南山矿区,一是数量多,其中深度大于5米、宽度大于5米的槽坑约占一半左右;二是槽坑两壁或顶板都有危岩分布;三是深度大的情况有积水,水深达3m,还有几个缓倾斜的槽坑,其顶板处于大面积临空状态,覆岩厚度小,很容易造成顶板坍塌。一般浅槽坑危险性、危害性较小,个别深大的槽坑危险性、危害性大,但由于槽坑全部出露于地表,只要人们注意远离,不会造成大的危害。
5 废石弃渣可能引发水石流及对周围土壤、水体污染
矿区废石弃渣有很大的一部分堆放于斜坡或沟谷地带,暴雨冲刷有可能发生坡面水石流或沟谷水石流,造成淤积耕地,损毁道路。堆放于坡麓一带的垃圾物,一是压占部分土地资源;二是降雨和地表径流对垃圾冲刷、过滤,浸出有害物质,随水流入土壤和地下水对土壤和地下水造成的污染。据调查,堆积于斜坡和沟谷地带的弃渣,在暴雨冲刷下,只有少量的废石发生短距离搬运,没有造成大的影响;堆放建筑垃圾和生活垃圾对矿区周围的土壤、地下水未发生明显的污染,其危险性,危害性小。
综上所述,几十年来,石家庄市西部山前地带的矿业活动已经对当地的地质生态环境造成严重损害,其恢复治理已迫在眉睫,通过矿区地质环境(地质灾害)勘查,可以及时查明矿区环境地质条件,查明存在的主要地质环境问题和地质灾害灾种分布、规模、成因、机制、危险性和危害性,并根据矿区地质环境条件进行防治研究,提出防治方案,为矿区地质环境恢复、治理提供基础资料和重要依据。
参考文献:
[1]杨永田,河北省矿山开发对地质环境的影响及保护[J].中国煤炭地质,2009年第21期.
[2]张守国、王丽君,矿山开发对地质环境的影响及保护研究[J].中国地质灾害与防治学报,2002年第01期.
作者简介:
王亚明,男,大学本科,工程师,主要从事工程勘察、岩土施工、地灾治理等。