平頂山市城市周邊礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及治理措施分析

陳懷玉，王道山，姜輝莉

平頂山市城市周邊礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及治理措施分析

陳懷玉1，王道山1，姜輝莉2

(1.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016；2. 河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第四地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016)

平頂山市位于河南省中西南部，是以能源、原材料工業(yè)為主體綜合發(fā)展的新興工業(yè)城市，城區(qū)周邊煤炭資源豐富，目前共有煤礦31座。煤炭資源是平頂山市的經(jīng)濟(jì)命脈，極大促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但同時(shí)引起煤礦塌陷區(qū)和露天采坑等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，造成大面積地形地貌、林地、植被破壞；大面積的煤礦塌陷區(qū)造成大量農(nóng)田毀壞，農(nóng)田水利等基礎(chǔ)設(shè)施破壞，礦山地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重惡化，給城區(qū)居民財(cái)產(chǎn)和生命安全構(gòu)成極大威脅。針對(duì)城市周邊主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，應(yīng)采取因地制宜、分區(qū)綜合治理，政府主導(dǎo)、多渠道籌集資金和環(huán)境綜合治理與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合等科學(xué)合理措施，將平頂山市城市周邊礦山環(huán)境治理工作與城市發(fā)展、土地利用、生態(tài)旅游城市建設(shè)和生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理，改善城區(qū)居民生存環(huán)境，促進(jìn)城市和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)將平頂山建設(shè)成生態(tài)旅游城市具有重要意義。

礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題；危害；治理措施；平頂山市；城市周邊

平頂山市位于河南省中西南部，是以能源、原材料工業(yè)為主體綜合發(fā)展的新興工業(yè)城市，具有得天獨(dú)厚的地理位置，豐富的自然資源。平頂山地處京廣、焦枝兩大鐵路干線(xiàn)之間，并有漯寶鐵路與兩大干線(xiàn)相連，另有蘭南、寧洛、鄭堯高速穿境而過(guò)，公路交通四通八達(dá)，交通十分便利。城區(qū)周邊礦產(chǎn)資源主要為煤、水泥灰?guī)r。

平頂山市城區(qū)周邊煤炭資源豐富，目前共有煤礦31座，其中平煤集團(tuán)的大型生產(chǎn)礦山7座，中型生產(chǎn)礦山3座，地方小型停產(chǎn)整頓礦山21座，水泥灰?guī)r停產(chǎn)關(guān)閉礦山10座。煤炭資源是平頂山市的經(jīng)濟(jì)命脈，礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)雖能促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，卻存在著不可回避的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題——煤礦塌陷區(qū)和露天采坑。露天采礦造成大面積地形地貌、林地、植被破壞；大面積的煤礦塌陷區(qū)造成大量的農(nóng)田毀壞，眾多住宅、學(xué)校、醫(yī)院、商店、公路、鐵路、橋涵、供電設(shè)施、通訊設(shè)施、地下管道、農(nóng)田水利等基礎(chǔ)設(shè)施破壞，礦山地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重惡化，城區(qū)居民生活質(zhì)量下降，給城區(qū)居民財(cái)產(chǎn)和生命安全構(gòu)成極大威脅。因此積極采取措施對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理，改善城區(qū)居民生存環(huán)境，促進(jìn)城市和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)建設(shè)生態(tài)旅游城市具有重要意義。

1 地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 自然地理

1.1.1 氣象

平頂山市屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。年平均降雨量為801.0 mm，年最大降雨量為1 288.50 mm。全年無(wú)霜期226 d。多西北風(fēng)和東北風(fēng)，風(fēng)速最大風(fēng)速可達(dá)24 m/s，最大凍土深度14.0 cm，最大積雪厚度22.0 cm。

1.1.2 水文

平頂山市轄區(qū)屬淮河流域，沙河水系。主要河流為湛河、烏江河。主要支流有城東河、月臺(tái)河。

湛河位于平頂山市南部，西高皇以東稱(chēng)湛河，西高皇以西稱(chēng)烏江河，自西向東橫穿市區(qū)，匯入沙河，全長(zhǎng)42.3 km，流域面積265 km2。年平均流量3.72 m3/s。

1.2 地形地貌

平頂山市地處豫中山地與豫中平原過(guò)渡地帶，為低山丘陵地貌，地勢(shì)呈北高南低，自西向東有平頂山、落鳧山、擂鼓臺(tái)、龍山、 張寨山、馬峰山、焦贊寨山，兩山間形成狹長(zhǎng)的走廊式洼地。其基本地貌輪廓是北部為低山，西南部和南部有丘陵 ，東部、西部和東南部為寬廣平坦的沖積平原。

1.3 地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造

1.3.1 地層巖性

1)中元古界汝陽(yáng)群(Pt2ry)

露云夢(mèng)山組(Pt2y)：主要巖性為肉紅、灰白色石英砂巖夾少量紫紅、灰綠色頁(yè)巖，主要分布白龜山水庫(kù)北岸、鍋底山等地，厚度137～152 m。

2)新元古界震旦系(Z)

露羅圈組(Zl):巖性為一套冰磧泥砂質(zhì)礫巖、泥鈣質(zhì)礫巖、含礫砂巖夾砂巖、頁(yè)巖及紋泥狀泥質(zhì)白云巖組合，主要分布在風(fēng)凰山及平頂山市區(qū)南部北渡山等地，厚度91.2 m。

3)古生界

主要巖性為紫紅色砂巖、白云質(zhì)灰?guī)r、云斑灰?guī)r、暗紫色云母頁(yè)巖、灰綠色頁(yè)巖夾海綠石砂巖、厚層鮞狀灰?guī)r、白云巖。主要分布于白龜山水庫(kù)北岸北渡山、姚孟、朱砂洞、井營(yíng)、楊營(yíng)、徐洼北、東小山等地，厚度450 m。

(2)石炭系(C)

主要巖性為鋁土頁(yè)巖、粘土巖，厚5～10 m。

(3)二疊系(P)

主要巖性為砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、黑色頁(yè)巖、紫紅色粘土巖、灰?guī)r、長(zhǎng)石石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖、砂巖、粉砂巖及煤層。主要分布在平頂山市區(qū)北部山區(qū)，厚280 m。

(4)新生界

主要巖性為泥灰?guī)r及砂礫巖、粘土巖及第四系沖洪積物砂礫石、粘土、粉質(zhì)粘土砂等，平頂山市東部、南部分布較廣。

1.3.2 地質(zhì)構(gòu)造

平頂山市所處大地構(gòu)造單元：中朝準(zhǔn)地臺(tái)、華熊臺(tái)凹陷、澠池—確山陷褐段束的漯河—車(chē)村斷裂北盤(pán)的平頂山凸起部分，其西北為寶豐、郟縣坳陷帶，東北部為襄城、臨穎坳陷帶，西南側(cè)為葉縣坳陷帶。

1)斷裂

斷裂走向北西有：鍋底山正斷層(F5)、九里山斷裂(F3)、牛莊逆斷層、十礦逆斷層、任莊正斷層、辛店正斷層。走向北西有：井營(yíng)斷層(F4)。

2)褶皺

平頂山市位于李口集向斜南西翼，李口集向斜東起襄縣，向西經(jīng)郟縣李口、寶豐趙官營(yíng)，軸向?yàn)楸蔽魑?南東東向。東南端封閉，北西端展開(kāi)。兩翼大致對(duì)稱(chēng)，北東翼傾向南西，傾角5°～15°；南西翼傾向北東，傾角10°～25°，為一開(kāi)闊的向斜構(gòu)造。

1.4 水文地質(zhì)條件

主要含水層為松散巖類(lèi)孔隙水、碎屑巖類(lèi)裂隙水、基巖裂隙水和巖溶裂隙水四種類(lèi)型?？煞譃槲鍌€(gè)含水帶：全新統(tǒng)砂礫卵石潛水含水帶；下更新統(tǒng)中細(xì)砂、泥質(zhì)砂礫卵石中深層含水帶；二疊系砂巖風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中的碎屑巖類(lèi)裂隙含水帶；汝陽(yáng)群長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中的基巖裂隙水和寒武系巖溶裂隙含水帶。

2 主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

2.1 地面塌陷

平頂山市城市周邊采空塌陷區(qū)，總體呈東西展布，中部和東部主要分布在平安大道以北，西部主要分布在凌云路以西，建設(shè)路以北。由于多煤組、多煤層重復(fù)開(kāi)采，形成地面塌陷四處，塌陷區(qū)總面積為88.76 km2，塌陷中心最大塌陷深度12.3 m。分布于十一礦與七礦間塌陷區(qū)面積20.29 km2；分布于五礦與二礦間塌陷區(qū)面積13.96 km2；分布于一礦與八礦郝莊間塌陷區(qū)面積49.88 km2；分布于八礦辛店南與建設(shè)路北塌陷區(qū)面積4.63 km2。

2.2 地裂縫

地裂縫主要為采空塌陷區(qū)伴生地裂縫，地裂縫受塌陷控制作用明顯，沿塌陷區(qū)周邊呈帶狀發(fā)育，延伸長(zhǎng)短不一，寬度0.1～0.4 m。

2.3 滑坡

煤礦開(kāi)采產(chǎn)生大量的廢棄礦渣，廢棄礦渣大量就原地、山坡或溝谷堆放，其結(jié)構(gòu)松散，形成高陡不穩(wěn)定斜坡，加上自然風(fēng)化作用和人工開(kāi)挖破壞坡腳，遇有強(qiáng)降雨誘發(fā)，極易產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，威脅下方居民、建筑物和道路。其中四礦矸石山2005年5月，曾發(fā)生過(guò)自燃滑坡，造成重大人員傷亡事故。

2.4 崩塌

水泥灰?guī)r在開(kāi)采過(guò)程中，在露天采坑內(nèi)，形成高度數(shù)十米、坡度70°以上的高陡邊坡。在雨季結(jié)構(gòu)面與卸荷裂縫組合導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，易產(chǎn)生崩塌。

2.5 地下含水層破壞

煤礦疏干排水造成含水層結(jié)構(gòu)、地下水位下降和水均衡破壞，大量的廢棄礦渣堆放，礦渣淋濾水污染地表水及淺層地下水。平頂山城區(qū)周邊礦山平均年排水量約4 646.24萬(wàn) m3。煤層開(kāi)采深度最深達(dá)1 160 m，煤礦開(kāi)采不斷疏排地下水，對(duì)二疊系碎屑巖類(lèi)裂隙含水層、石炭系碎屑巖類(lèi)裂隙含水層、碳酸鹽巖類(lèi)巖溶裂隙含水層造成破壞,導(dǎo)致地下水位下降180～235 m。在李口集向斜南翼形成一個(gè)沿軸向長(zhǎng)達(dá)40 km左右，寬2～4 km的降落漏斗，影響城區(qū)周邊生產(chǎn)生活供水。固體廢棄物淋濾液對(duì)地下水水質(zhì)污染嚴(yán)重。煤礦疏干排水對(duì)地下含水層破壞嚴(yán)重。

2.6 地形地貌景觀(guān)破壞

2.6.1 水泥灰?guī)r露天采場(chǎng)破壞地形地貌景觀(guān)

水泥灰?guī)r露采場(chǎng)形成數(shù)十米深凹陷采坑，裸露邊坡造成山體破損，原始的植被景觀(guān)破壞，對(duì)地形地貌景觀(guān)破壞嚴(yán)重，過(guò)去山清水秀的地方因?yàn)E采變成了滿(mǎn)目瘡痍的荒山，且易誘發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

2.6.2 煤堆、矸石山和固體廢棄物破壞地形地貌景觀(guān)

煤堆、矸石山和固體廢棄物堆放和工業(yè)場(chǎng)地破壞了原生地形地貌景觀(guān)，對(duì)地形地貌景觀(guān)破壞嚴(yán)重。

2.6.3 地面塌陷破壞地形地貌景觀(guān)

平頂山市城市周邊地面塌陷深度2.9～12.3 m，塌陷造成部分耕地季節(jié)性或常年性積水，使土地不能耕種，糧食減產(chǎn)或絕產(chǎn)，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，對(duì)地形地貌景觀(guān)破壞嚴(yán)重。

2.7 壓占及損毀土地資源

因礦業(yè)開(kāi)發(fā)引起的土地破壞點(diǎn)多面廣，程度各不相同。礦山占用、改變和破壞土地總數(shù)量8 296 hm2。煤矸石山占用土地80.2 hm2，煤礦工業(yè)場(chǎng)地占用土地720 hm2，地面沉陷改變及破壞土地5 451 hm2，露天采場(chǎng)數(shù)十處，壓占及損毀土地資源125.12 hm2。

3 治理措施及防治對(duì)策

平頂山市城市周邊礦山環(huán)境治理工作，應(yīng)與城市發(fā)展規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、生態(tài)旅游城市建設(shè)、生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，提出了科學(xué)、合理、可行的治理措施。

3.1 科學(xué)合理的總體規(guī)劃

科學(xué)合理的總體規(guī)劃是搞好礦山環(huán)境治理工作的根本保證，根據(jù)平頂山市城市發(fā)展規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、生態(tài)旅游城市建設(shè)、礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，結(jié)合實(shí)際，按照土地復(fù)墾、環(huán)境恢復(fù)、生態(tài)保護(hù)、土地開(kāi)發(fā)、堅(jiān)持以人為本的原則，將平頂山市城市周邊礦山環(huán)境治理劃分為：生態(tài)農(nóng)林治理區(qū)、香山景區(qū)治理區(qū)、礦山公園治理區(qū)、工業(yè)貿(mào)易治理區(qū)、生態(tài)住宅治理區(qū)。

3.2 因地制宜，分區(qū)綜合治理

平頂山市城市周邊礦山環(huán)境問(wèn)題點(diǎn)多面廣、程度不一，各治理區(qū)段規(guī)劃用地目的不同，其治理措施也不同。

3.2.1 生態(tài)農(nóng)林綜合治理區(qū)

生態(tài)農(nóng)林綜合治理區(qū)以恢復(fù)耕地、林地為主。采用原地復(fù)墾法，對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行回填、覆土、修復(fù)平整、修渠排水，在雨季不再積水，恢復(fù)土地功能，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。對(duì)無(wú)法排水的塌陷區(qū)，進(jìn)行挖深墊淺，淺部復(fù)墾成耕地，深部深挖建塘，發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖，塘邊坡地植樹(shù)種花，美化環(huán)境。

3.2.2 香山景區(qū)綜合治理區(qū)

香山景區(qū)綜合治理區(qū)以恢復(fù)地形地貌為目標(biāo)。結(jié)合景區(qū)建設(shè)，對(duì)香山景區(qū)周邊的露天采坑、塌陷區(qū)，利用廢棄煤矸石、廢渣、舊城改造的建筑垃圾進(jìn)行回填、覆土，種植果樹(shù)、景觀(guān)樹(shù)，改善景區(qū)的生態(tài)環(huán)境，增添旅游景點(diǎn)，同時(shí)達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

3.2.3 礦山公園綜合治理區(qū)

礦山公園綜合治理區(qū)是為了改善塌陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境，提升塌陷區(qū)土地利用價(jià)值。把大面積積水區(qū)，深挖改造成人工湖，改善水環(huán)境，同時(shí)對(duì)周邊的土地回填復(fù)墾，建設(shè)公園廣場(chǎng)、修筑道路、種植花草、景觀(guān)樹(shù)等。把塌陷區(qū)建設(shè)成優(yōu)美的濕地礦山公園，為城市居民健身、休閑、娛樂(lè)提供場(chǎng)所。

3.2.4 工業(yè)貿(mào)易綜合治理區(qū)

為了促進(jìn)平頂山市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，開(kāi)發(fā)利用塌陷區(qū)土地，提高塌陷區(qū)土地利用價(jià)值，對(duì)交通條件好、塌陷基本穩(wěn)定的地段，利用棚戶(hù)區(qū)改造的建筑垃圾，進(jìn)行分層回填碾壓、夯實(shí)、修筑道路、排水系統(tǒng)、植樹(shù)綠化等，合理規(guī)劃建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易區(qū)、工業(yè)建材貿(mào)易區(qū)、商業(yè)貿(mào)易區(qū)、工業(yè)電器貿(mào)易區(qū)、花卉市場(chǎng)、餐飲服務(wù)區(qū)等，發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)。

3.2.5 生態(tài)住宅綜合治理區(qū)

為了改善城市周邊市民的居住條件和生活環(huán)境，利用物探手段探查采空區(qū)和冒落帶的工程地質(zhì)條件，并結(jié)合塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估和采空塌陷區(qū)地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià),選擇工程地質(zhì)條件較好地段，采用合理的地基處理措施和結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)多層或小高層生態(tài)住宅小區(qū)，改善塌陷區(qū)居民的居住條件和生活環(huán)境，使塌陷區(qū)變成美麗的生態(tài)住宅區(qū)。

3.3 政府主導(dǎo)，多渠道籌集資金

礦山環(huán)境治理成立由政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一指揮的組織機(jī)構(gòu)，多渠道籌集資金。(1)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理保證金。利用礦山企業(yè)向指定專(zhuān)戶(hù)繳納保證金對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行治理；(2)吸收社會(huì)資金。利用治理區(qū)的土地開(kāi)發(fā)建設(shè)吸收社會(huì)資金進(jìn)行環(huán)境治理；三、財(cái)政資金。地方財(cái)政配套資金和積極申報(bào)礦山環(huán)境治理專(zhuān)項(xiàng)財(cái)政資金，保證平頂山市城市周邊礦山環(huán)境治理工作的持續(xù)開(kāi)展。

3.4 環(huán)境綜合治理與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合

平頂山市城市周邊礦山環(huán)境綜合治理與香山景區(qū)建設(shè)、礦山公園建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)、土地開(kāi)發(fā)、礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理、生態(tài)農(nóng)業(yè)以及環(huán)保、交通、水利等緊密結(jié)合起來(lái)?？茖W(xué)合理的規(guī)劃、有效保護(hù)耕地、改善生態(tài)環(huán)境、設(shè)置景觀(guān)旅游點(diǎn)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)城市健康發(fā)展。

3.5 加強(qiáng)綜合研究，采用新技術(shù)、新方法

平頂山市城市周邊的塌陷區(qū)具有很好的利用價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。采用地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估和采空塌陷區(qū)地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等先進(jìn)的技術(shù)方法，對(duì)塌陷區(qū)工程地質(zhì)條件進(jìn)行綜合研究，對(duì)塌陷區(qū)工程地質(zhì)穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，劃分不同的工程地質(zhì)單元，為城區(qū)周邊環(huán)境治理科學(xué)規(guī)劃提供重要依據(jù)。

3.6 設(shè)置礦山環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

對(duì)平頂山城市周邊煤礦塌陷區(qū)全面布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，建立、建全礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)煤礦塌陷區(qū)進(jìn)行全面系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。通過(guò)全面系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，全面掌握采礦活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響和破壞，為政府監(jiān)管和礦山環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)查研究，平頂山城市周邊礦山多，礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較為突出，歷史遺留問(wèn)題沒(méi)有得到根本改善，且礦山地質(zhì)環(huán)境治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期而復(fù)雜的系統(tǒng)工程。筆者通過(guò)分析研究該地區(qū)主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題特征，結(jié)合平頂山市礦山地質(zhì)環(huán)境治理規(guī)劃，針對(duì)性的提出多種綜合防治措施，這些措施能夠?yàn)槠巾斏绞械纳鷳B(tài)環(huán)境的恢復(fù)提供有力保障，為平頂山市城市周邊地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理提供借鑒作用。

[1]白朝軍，劉玉梓，等.河南省平頂山礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報(bào)告.2005.

[2]平頂山市礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃(2011～2020年).

[3]平頂山市新華區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃(2011～-2020).

[4]平頂山市衛(wèi)東區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃(2011～2020).

[5]礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范(DZ/T0223-2011).

2017-04-22

陳懷玉(1971-)，男，河南鄲城人，高級(jí)工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)勘查研究及地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估、勘查、設(shè)計(jì)、治理等相關(guān)工作。

P641.4+3

B

1004-1184(2017)04-0180-03