福建省矿山地质环境现状及发展趋势分析

2010-09-18 11:19
中国地质灾害与防治学报 2010年2期
关键词:福建省废水矿山

江 峰

(1.中国地质大学(武汉),湖北 武汉 430074;2.福建省地质环境监测中心,福建 福州 350002)

福建省矿山地质环境现状及发展趋势分析

江 峰1,2

(1.中国地质大学(武汉),湖北 武汉 430074;2.福建省地质环境监测中心,福建 福州 350002)

近年来,矿山地质环境问题受到越来越多地质环境工作者的关注,开展矿山地质环境监测,摸清矿山地质环境现状是我国矿山地质环境管理工作的迫切需要。本文通过对矿山地质环境调查与“2009年度福建省矿山地质环境动态监测报表”的统计分析,阐述了福建省矿山存在的主要地质环境现状特征,总结了福建省矿山地质环境治理恢复的措施与成效,对福建省矿山地质环境发展趋势进行了预测,本文并不认同福建省矿山地质环境问题日益严重的思维定势,认为福建省矿山地质环境问题将进入平稳发展阶段,但将在福建经济的高速发展阶段长期存在,局部矿区地质环境问题仍将呈增长趋势。为福建省矿山地质环境保护与整治提供了背景资料。

福建省;矿山地质环境;现状;治理恢复;发展趋势

0 前言

矿山地质环境是指矿产资源开发区及其影响范围内,由岩石圈、水圈和大气圈组成的环境系统。而本文所探讨的矿山地质环境问题特指因矿产资源勘查开采等活动造成矿区地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡,含水层破坏,地形地貌景观破坏等的预防和治理恢复。矿产资源的开采在国民经济发展中具有举足轻重的地位。但是,矿产资源的开采在给人类提供财富的同时,也给矿区及周边地区带来了一系列的地质环境问题。虽然国家相继颁布施行了《矿山地质环境保护规定》及其相关规范,福建省也及时配套出台了相应的法律、法规,建立了“矿山地质环境治理恢复保证金”制度,要求“谁破坏,谁整治”及“谁整治,谁受益”,然而截至2009年底,福建省已治理恢复矿山总数545个,累计治理面积2074.76ha,分别占福建矿山总数和矿山占用破坏总面积的18.6%和14.8%。造成矿山地质环境治理恢复工作进展缓慢的原因很多,例如采矿权人的灭失,对矿山地质环境现状调查程度低,监测数据匮乏难以全面统筹地布置治理恢复任务等。总之,开展矿山地质环境监测是我国矿山地质环境管理工作的迫切需要,是建立矿山地质环境保护与治理责任监督体系的重要基础性工作。因多方面的原因,直至2009年我国才建立了“矿山地质环境动态监测报表年度报表”,本文利用福建省各区市填报、汇总的矿山地质环境第一手资料开展了统计、分析和趋势预测工作,以期能为政府对矿山地质环境的监督管理和决策提供背景数据。

1 矿山地质环境问题

矿山开采不像水利水电工程建设那样,可以根据地质情况针对灾害可能多发地段,采取“能避让则避让,能预防则事前预防”的原则进行避与防,大多数情况下采矿不得不在明知条件不好的情况下进行,从而易于产生和诱发各种地质环境问题[1]。

1.1 福建省矿山地质环境现状

福建省存在的主要矿山环境地质问题有:占用破坏土地、破坏地貌景观、水土流失、水土污染、水均衡破坏以及采空塌陷、岩溶塌陷、崩滑流矿山地质灾害等,福建省矿山地质环境现状基本情况见表1。

1.2 矿山地质环境问题的基本特点

不同矿类、不同采矿方式产生的矿山环境地质问题各有其特点,福建省矿山对地质环境破坏比较严重的是资源开发利用强度高、矿山数量多的煤矿山和金属矿山。从采矿方式看,地下开采比露天开采导致的矿山环境地质问题总体上更为复杂。

1.2.1 煤矿山地质环境问题

福建省小型煤矿山数量众多,开发强度高,采矿方式主要是地下开采。最突出的矿山环境地质问题是采空引起的地面塌陷,其次是煤矸石占地和疏干排水对水资源的破坏。

1.2.2 金属矿山地质环境问题

福建省金属矿产开发利用程度高。最突出的矿山环境地质问题是矿坑水、选矿废水、尾矿、废石等矿山排泄物对水土环境的污染,其次是破坏土地资源和泥石流地质灾害。由于金属矿山废水、废渣中重金属离子等有毒有害物质含量高,因此,污染问题较多。采矿方式为地下开采的金属矿产突出的矿山环境地质问题采空引起的地面塌陷。

表1 福建省矿山基本情况统计表Table 1 The basic status of mine geological environment in Fujian

1.2.3 非金属矿山地质环境问题

福建省建材及其它非金属矿产主要开发水泥用灰岩、建筑用石料、砖瓦用粘土、高岭土等矿种,以露采为主的建材类矿山,在开采过程中产生的矿山环境地质问题,突出表现为崩塌、滑坡和水土流失、地貌景观破坏等;以地下开采为主的水泥用灰岩矿山,最突出的矿山环境地质问题是岩溶塌陷。

1.3 矿山环境地质问题的分布特征

福建矿山环境地质问题依其不同类型在分布上有一定的地域性,其分布规律与矿产分布有一定关系。闽西地区突出的矿山地质环境问题是矿坑水、选矿废水、废石等矿山排泄物对水土环境的污染及采空引起的地面塌陷;闽东、闽南沿海地区突出的矿山地质环境问题突出表现为崩塌、滑坡和水土流失、地貌景观破坏等。

1.3.1 地质灾害的分布特征

据初步统计,已查明全省矿山发生地质灾害129起,其中,能源矿山42起,金属矿山37起,建材及非金属类矿山63起,以煤矿山及洞采石灰岩矿山分布最多。造成死亡人数58人、直接经济损失2380.3万元。其中,2009年度全省矿山发生地质灾害13起,建材及非金属类矿山8起,金属矿山3起,能源矿山2起,地质灾害规模均为小型,造成直接经济损失41.3万元。从地域看,矿山地质灾害主要分布于矿山数量多、开发强度和利用程度高的地域,龙岩、三明集中分布,泉州、南平局部地区矿山也发生少量地质灾害。

1.3.2 占用及破坏土地资源的分布特征

福建矿山占用及破坏土地资源是一个普遍性的地质环境问题,每处矿山不同程度地存在着采矿场、各类固体废弃物占用及破坏土地资源问题,或由于地面塌陷、滑坡、崩塌等矿山地质灾害造成土地资源的破坏。在已查明福建各类矿山占用及破坏土地的总面积为13978ha,其中,煤矿山占用破坏土地的总面积为3173ha,占22.7%;金属矿山占用破坏土地面积2236ha,占16.0%;建材及非金属矿山占用破坏土地面积8569ha,占61.3%。其地域分布规律的总体特点是:福州、泉州地区矿山以建材及非金属矿山为主;龙岩、三明地区矿山以煤矸石及金属矿山占用及破坏土地资源为主。另一方面,以建筑石料矿山为主体的露采矿山在其开采过程中,对地貌景观严重破坏,造成“青山挂白”和“青山流泪”。

1.3.3 地下水系统破坏的分布特征

全省存在地下水资源破坏问题的矿山176座,以煤矿山、金属矿山、建材及非金属类中的石灰岩矿山为主。主要分布于泉州地区西北部及龙岩、三明矿区,据本次调查资料统计:龙岩地区地下水系统被破坏的矿山数为 125处,三明地区地下水系统被破坏的矿山数为22处,南平地区西北部地区地下水系统被破坏的矿山数达13处,泉州地区西北部地下水系统被破坏的矿山数为11处,龙岩地区地下水资源破坏的程度和分布密度远高于其它类矿区,是福建地下水系统破坏程度最为严重的典型矿区。

1.3.4 废水、废渣环境污染的分布特征

全省约有582座矿山比较突出地存在废水排放、污染问题,其中,煤矿山345处,金属矿山88处,建材及非金属类矿山149处。主要分布于龙岩、三明、泉州地区西北部、闽北部分地段。全省存在废渣排放问题的矿山达2262座,煤矿、金属矿山排放处数较少,但堆渣量多。煤矿、金属矿区的废水、废渣环境污染问题最为突出,煤矿矿山废水、废渣排放总量占全省矿山排放总量的64%;金属矿区废水、废渣排放总量占全省矿山排放总量的30%。

2 矿山地质环境治理措施与成效

矿山尾矿、煤矸石、废水、废石和废气的大量排放,崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷、矿坑突水等地质灾害的加剧,恶化了地质环境,已成为制约我省经济和社会可持续发展的重要因素。随着时代的发展,保护矿山地质环境成为人们的共识,国家、地方相继出台了一系列法律、法规对矿山开发地质环境保护进行规范[2]。2009年5月1日国土资源部第44号部长令《矿山地质环境保护规定》正式颁布施行。福建省及时转发了部长令和相关规范,建立“矿山地质环境保护与治理恢复保证金制度”,基本建立福建省矿山地质环境保护与恢复治理的体制机制。截至2009年12月累计治理恢复矿山545个,累计投入治理资金115862.6万元。矿山地质环境治理恢复工作取得一定成效。

2.1 矿山土地整治与生态地质环境建设成效

根据本次矿山地质环境现状调查,全省矿山尾矿库占用土地为2604ha,采矿场占用土地为8716ha,固体废料场占用土地为2390ha,地面塌陷区占用土地为267ha,矿山总计占用土地为 13978ha,其中耕地840ha,林地 5730ha,草地 420ha,其它土地 6988ha。截止2009年底,全省各类矿山土地恢复治理面积为2075ha,治理恢复率为14.8%。主要恢复治理措施是对排土场、尾矿库及塌陷坑进行平整,然后植树造林种草、复耕或改造成其他建设用地。福建省矿山占用破坏土地及治理恢复情况见表2。

表2 福建省矿山占用土地及治理恢复面积统计表Table 2 The statistics of the mine occupied land and the restoration land in Fujian

应该看到,虽然矿山土地整治及生态地质环境恢复治理工作取得了一定的成效,但从全省范围看,目前这项工作仅仅是开始,全省矿山土地整治及还绿工作总体尚处于低水平,治理的增长不及破坏的增长,未来矿山土地复垦及生态地质环境恢复治理工作任重而道远。

2.2 矿山地质灾害防治措施及效果

福建矿山地质灾害主要类型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等。矿山地质灾害不仅直接威胁到矿山的正常生产、矿山职工的生存,也严重影响和威胁到矿区附近居民的生存环境和生命财产安全。对此,福建省委、省政府高度重视,除及时制定相关政策法规外,也加大了宣传和贯彻落实的力度,同时,投入大量的整治经费,在一定程度地减轻了矿山地质灾害的发生,防止了矿山地质灾害的进一步危害。主要防治措施包括政策性措施、技术性措施和工程措施[3],见表 3。

表3 福建省矿山地质灾害治理统计表Table 3 The statistics of the mine geological disasters treatment in Fujian

2.3 矿山废水的综合治理

据统计,能源矿产废水废液年产出量最大,占全省产出量的63.3%;而能源矿产多为小企业、私有企业,废水废液循环利用量很低,仅占全省总量的3.0%。金属类矿山的废水、废液产出量较少,占全省总量的29.4%,但金属矿山国有大中企业占的比重大,生产工艺较先进,因此其废水废液循环综合利用较好,循环利用量占全省总循环利用量的81.6%。其他非金属矿产废水废液年产出量最少,占全省产出量的7.3%,循环利用量占全省总循环利用量的15.4%,废水废液的循环利用率较高,为39.2%。福建矿山废水排放及综合利用情况较复杂,但从不同企业来看,一般是大中型国有企业多具有较完善的废水循环综合利用的设施,因此综合治理利用率很高,而私有、小型企业则不然,废水处理及综合利用很少,多是任意排放。从不同矿产类型来看,矿坑排水较少,废水主要来自选矿,最终是尾矿排水。而选矿水为专门供水获得,比较宝贵,同时这一整套工艺均通过正规设计,水是充分循环使用的,尾矿库排水又回到选矿厂循环使用,最终排出的水非常少,所以综合治理利用率很高。能源矿产除大中型国有企业选煤较正规,废水综合治理利用率较高外,其他均较差,综合利用率很低。而其他非金属矿产废水综合利用率均较高,其中化工原料非金属废水综合利用率最高。

2.4 矿山废渣的综合治理

废渣场因矿山开采排土弃渣而容易产生的或潜在的地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流等,产生的原因主要为渣场的物质由地下采掘出的大量松散的废石组成,加上场地所限,废石堆往往堆放得较高,这样一旦拦挡措施不当,则在暴雨或其他诱发因素的作用下灾害就可能发生。我省目前对矿山废渣处理,主要是综合利用。这也是一项保护环境、保护一次原料、促进增产节约的有效措施。如南平闽宁铌钽矿业开发公司为有效利用矿产资源,委托国内权威的科研单位进行尾矿中的云母与绢云母分离、深加工攻关及长石粉提纯试验并获得成功,并及时将该技术在生产过程中得以应用。使得该矿首期项目建成后,年综合回收锡石精矿达60t、钾钠长石粉 10×104t、云母粉1.5×104t,从而使该矿的尾矿产品产值达到总产值的40%,而尾矿排放量也只有40%左右。据初步统计,我省年综合利用量6948.92×104t,综合利用率达51.05%。全省矿山尾矿年综合利用量为45.2×104t,综合利用率为2.19%;全省矿山废石(土)年综合利用量为1622.44×104t,综合利用率为36.96%;全省矿山煤矸石年产综合利用量为5281.08×104t,综合利用率为73.80%;全省矿山其它类型废渣年产综合利用量为0.2×104t,综合利用率为0.13%。

3 矿山地质环境形势分析

福建省逐步建立健全矿山保护体制机制,拓宽矿山地质环境治理恢复资金投入渠道,加大关闭技术水平低下、生产粗放型矿山的力度,着手建立国家、地方和矿山企业三级矿山地质环境监测体系。但建材类露采矿山开采对土地资源的破坏仍然十分突出,部分金属矿山废水外排引起的水土污染对环境的影响仍不可忽视。

3.1 矿山地质环境变化

通过对近年来矿山地质环境统计资料的分析我们可以发现福建省矿山地质环境变化概况。

(1)2009年全省新建矿山仅4家,而本年度关闭矿山数量高达385座。2004年全省生产矿山3944座(不包括水气矿产),至2009年全省生产矿山仅剩2548座,由此推算2004年以来关闭矿山达1398家,矿区总面积也由2004年的120600ha下降到2009年的117489ha。矿石年度开采量也有2004年的13499.00×104t下降到 2009年的 12963.43×104t。

(2)在矿山数量和采矿区面积大量减少的情况下,矿山土地资源破坏面积不降反升由2004年的12107ha上升到13978ha。

(3)矿山年度废水排放量由2004年的9544.39×104t大幅增至 2009年的 15340.71×104t,增长率高达60.7%,矿山累计废弃渣排放量由2004年的17952.31×104t猛增至 50255.02×104t,增长率高达179.9%。

(4)2009年福建省共发生矿山地质灾害13起,多为小型崩塌、滑坡灾害,未造成人员伤亡,共造成经济损失41.3万元。而据不完全统计2004年福建省发生矿山地质灾害100余起,除滑坡、崩塌灾害外,还发生多起地面塌陷,泥石流,矿坑突水等灾害,造成58人死亡、直接经济损失突破2000万元。

(5)2009年福建省利用“矿山地质环境治理恢复保证金”、中央及地方财政补助资金,进行矿山地质环境治理恢复的矿山个数达到332个,占所有已治理恢复矿山总数的60.9%。2009年度投入治理资金高达36949.13万元。

3.2 矿山地质环境发展趋势分析

从矿产资源管理及开采规范程度,矿产资源开发利用强度,矿山地质环境保护与治理恢复程度,矿山环境地质问题的潜在危害程度及矿区地质环境条件复杂程度等角度,对矿山环境地质发展趋势预测作如下分析。

(1)从矿山环境管理趋势看,随着各级政府对矿山地质环境问题的重视,矿山环境保护法律、法规的颁布实施,矿山生态环境准入准出制度将逐步建立和完善,今后矿山环境地质问题的整体发展趋势将会减缓。我省矿产资源总体规划的原则是经济效益和环境效益相统一。在注重矿产资源开发经济效益的同时,重视矿山生态环境保护,发展环保型矿业。未来福建省将继续加强矿山环境保护的科学研究,开采手段不断改进,矿业三废的处理和废弃物回收与综合利用技术将不断提高,如无废开采技术的推广、试验与应用,煤矸石发电、制砖等,将减少矿山“三废”所引起的矿山地质环境问题,矿山环境地质问题的发生将呈递减趋势。

(2)从矿产资源开发利用强度的发展趋势看,我省大力开展矿产资源整合工作,矿产资源得到科学、合理的开发利用,矿山数量明显减少,滥采滥挖现象逐渐淡出,矿山开采规模和节约集约开发程度不断提高。在今后一段时期内,福建省将继续大力关闭一些规模小、经济效益差、环境破坏大、安全隐患多的矿山企业,同时,将加大力度整顿矿业次序,进一步打击无证非法矿山,由此预测全省矿山数目在今后一段时期将继续呈下降趋势,矿产资源开发利用强度总体将呈缓和态势。因此,从矿产资源开发利用强度因素分析,今后矿山环境地质问题的发展趋势将会有所减缓。

(3)从矿山地质环境治理恢复的发展趋势看,福建已经建立了“矿山地质环境治理恢复保证金”制度,保证金实行专款专用,全部用于矿山地质环境治理恢复工程。中央和地方各级政府也加大了对无主矿山和废弃矿山治理恢复工程的投资力度。今后矿山地质环境恢复治理工作将使矿区环境质量逐步好转。

(4)从矿山环境地质问题的潜在危害程度及矿区地质环境条件复杂程度看,随着能源矿产、有色金属等矿产地下采空区的不断扩展,可能会引发新的地面变形灾害。地面塌陷隐患主要分布于三明、龙岩煤矿区,这两个地域煤矿区的地质环境条件普遍复杂,矿区环境质量比较脆弱,未来矿业活动可能引发较多地面变形问题。露天开采贵金属、黑色金属矿产废石、尾砂产出量大,有些矿山地处中—低山区,废石土随处堆放,尾矿库大多依天然山沟而建,有的甚至一个沟谷内建多处尾矿库,周边地形、汇水等条件有利于泥石流的形成,在雨季,一些坝体不够结实的尾矿库极易溃坝,发生泥石流灾害。此外,罗源、安溪、南安等地的花岗岩矿山群采程度较高,剥离的废石土无序顺坡堆放,在暴雨季,也有利于泥石流的形成,危害较大。

4 结语

随着矿产资源管理及开采规范程度不断加强,矿产资源开发利用科技含量和集约化程度的不断提高,矿山地质环境保护与治理恢复力度的不断加强,我们相信福建省矿山环境地质问题将得到妥善的处置。然而鉴于海西建设不断深入开展对矿产品依赖度日增的现状,矿山地质环境问题将在福建经济的高速发展阶段长期存在,局部矿区环境地质问题仍将呈增长趋势。建议在今后开展福建省矿山地质环境保护与治理恢复工作中,应加强废弃矿山与重点生产矿山的地质环境现状调查评价,开展紫金山矿区及龙岩矿集区矿山、闽江流域、九龙江流域和其他矿产资源重点开发区的地质环境监测示范研究工作,建立国家、地方和矿山企业三级地质环境动态监测体系,强化“矿山地质环境治理恢复保证金”制度,做好重点矿产资源开发区域矿山地质环境恢复治理示范工程的实施,加快地质环境恢复治理工作步伐。

[1]徐友宁,何芳,陈社斌,等.矿山环境地质问题特点及类型划分[J].西北地质,2003(S):30-31.

[2]刘传正.地质灾害勘查指南[M].北京:地质出版社,2000,22-23.

[3]张琦,陈福恩,秦健,等.关于矿山地质灾害危险性评估中几个主要技术问题的探讨[J].化工矿产地质,2005,27(2):104-108.

Geological environment in the mining area and its development trend in Fujian Province

JIANG Feng1,2
(1.China University of Geosciences,Wuhan 430074,China;2.Fujian Center of Geo-Environment Monitoring,Fuzhou 350000,China)

In recent years,geological environment in the mining area has

more and more attention from the geological environment workers,and it is urgent for mine geological environment management to carry out mine geological environment monitoring and find out the status of mine geological environment in China.In this paper,the statistical analysis on the mine geological environment survey and the“2009 Year in Fujian Province dynamic monitoring of mine geological environment report”,described the major features of mine geological environment in Fujian,summarized the control measures and the effectiveness of mine geological environment in Fujian Province,predicted trends of the mine geological environment in Fujian.The paper does not agree with the view that mine geological environment in Fujian Province is growing trouble.It considers that the problem of mine geological environment in Fujian Province will enter a stable stage of development,but will be long-standing in the stage of rapid economic development in Fujian.Local mine geological environment problems will continue to grow.It provided background information for mine geological environment protection and remediation in Fujian Province.

Fujian Province;geological environment in the mining area;treatment and recovery;trend

1003-8035(2010)02-0044-06

P642

A

2010-01-20;

2010-03-13

江 峰(1979—),男,工程师,在读硕士,地质工程专业,主要从事水文地质工程地质方面研究。

E-mail:jiangfengmtz@163.com

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