宜昌市主要矿山地质环境问题及治理措施与成效

DOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.27.046
宜昌市主要矿山地质环境问题及治理措施与成效
①
张金林 王维 廖明政
(湖北省地质环境总站 湖北武汉 430034)
摘 要：根据国土资源部、湖北省国土资源厅有关文件精神和宜昌市实际情况，宜昌市国土资源局组织实施全市范围内的矿山地质环境调查工作。

工作内容包括1∶5万遥感解译、1∶1万遥感解译、矿山地质环境调查、化探分析和水质分析、数据库建设、成果编制等。

进一步查明了全市各类矿山的地质环境问题及其成因、危害，对工程治理措施与成效进行了全面概括、总结，对下一步工作提出了合理化建议。

关键词：矿山地质环境问题 治理措施 治理成效中图分类号：TD167 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)09(c)-0046-04
①作者简介：张金林（1975，7—），男，汉族，湖北鄂州人，本科，高级工程师，主要从事矿山地质环境保护与研究工作。

1 主要矿山地质环境问题
1.1 矿山地质环境问题类型及分布特征1.1.1 矿山地质环境问题类型
宜昌市矿山地质环境问题归并为五大类11种：矿山地质灾害（滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷（含地面裂缝）4种）、土地资源破坏、地形地貌景观破坏、含水层破坏（水均衡破坏）、水土环境污染（地表水污染、地下水污染、土壤污染、水土流失4种）。

宜昌市矿山地质环境现状基本情况见表1。

1.1.2 矿山地质环境问题分布特征（1）矿山地质灾害分布特征。

宜昌市矿山地质灾害类型主要有：崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷（含地面裂缝）等。

区内共发现矿山地质灾害及其隐患599处，分布于259家矿山。

其分布情况见表2、表3。

①崩塌。

宜昌市崩塌多发生于井工开采的磷矿、煤矿，以及露天开采的灰岩、砂岩、花岗岩矿区，主要分布于夷陵区、宜都市、远安县、长阳县、五峰县、当阳市等地。

主要是由于山区地势相对高差大，井工开采形成的采空区改变山体的应力状态，容易造成山体崩塌，而且隐蔽性强；露天开采残留边坡往往很陡峭，一旦岩体节理裂隙发育，在降雨、震动、风化影响下易发生坍塌。

②滑坡。

滑坡多发生于井工开采的煤矿、磷矿、重晶石矿，以及露天开采的页岩、砂岩矿区，主要分布于宜都市、长阳县、远安县、五峰县等地。

滑坡多以岩土混合型滑坡为主，物质成分主要为废石，一般规模不大。

③泥石流。

矿山泥石流较少发生，且规模小，主要分布于夷陵区、五峰县、远安县、长阳县等山区，主要为磷矿矿山，零星分布于煤矿、石墨、铜矿、高岭土、页岩矿等矿山。

物源以废石、煤矸石为主。

④地面塌陷（含地面裂缝）。

地面塌陷主要集中分布于宜都市、夷陵区等地，零星分布于当阳市、长阳县、远安县、兴山县、五峰县等地，且主要为煤矿、磷矿、高岭土矿开采区。

与采矿活动有关的地面裂缝大体可分为两类：地面沉降（或地面沉陷）裂缝、滑坡裂缝。

地面裂缝主要分布于
宜都市、夷陵区、兴山县等地，绝大部分发生于煤矿、磷矿等矿山。

（2）土地资源破坏分布规律。

全市所有矿山均有占用及破坏土地资源。

非金属矿山（磷矿、建材等）主要表现为露天采场、地面塌陷区、地面沉陷区等占用、破坏林地，其次为草地、耕地，导致林地、草地、耕地面积减少；煤矿主要表现为煤矸石、废石的就地堆放占用、破坏林地及草地；金属矿山（金、铁、铜、锰、钒等）主要表现为工业广场、废石堆、尾矿库等占用、破坏林地、耕地，其次为草地。

主要分布于宜都市、夷陵区、长阳县、远安县、兴山县等地。

（3）地形地貌景观破坏分布规律。

地形地貌景观破坏主要分布在露天开采的灰岩、砂岩、花岗岩矿区，其次为井工开采的煤矿、磷矿，表现为山体破损、基岩裸露以及地面塌陷、地面沉陷等，与周边生态环境形成极大的视觉反差。

主要分布于宜都市、夷陵区等地。

（4）含水层破坏分布规律。

含水层破坏主要表现为水均衡破坏。

我市水均衡破坏的方式主要有：①井工开采疏排水形成地下水位降落漏斗；②采空区引发地面塌陷，造成含水层、隔水层原生结构破坏，地下水串层；③井巷工程破坏含水层、隔水层原生结构，造成地下水串层。

宜昌市水均衡破坏主要发生在夷陵区、远安县、兴山县、宜都市、当阳市、秭归县、长阳县、五峰县的磷矿区、煤矿区。

（5）水土环境污染分布规律。

水土环境污染的具体方式可以分为：地表水污染、地下水污染、土壤污染、水土流失等。

①地表水污染。

宜昌市地表水污染主要为溪沟、河流以及周边的耕地。

河流有尖岩河、雾渡河等。

②地下水污染。

引起地下水污染的作用方式主要有：废水、废液对地下水的污染；尾矿库废水对地下水的污染；固体废物淋滤水对地下水的污染。

废水、废液对地下水的污染，主要分布于松宜煤矿矿区。

尾矿库废水对地下水的污染，主要分布于秭归茅坪金矿矿区。

固体废物淋滤水对地下水的污染，主要分布于宜都市。

造成污染的矿种主要是煤矿、硫铁矿等。

③土壤污染。

宜昌市土壤污染主要分布于：松宜煤矿酸性矿坑水排放，造成土壤污染。

④水土流失。

宜昌市内水土流失主要发生在夷陵区、秭归县、兴山县等地露天采石场，由于地势起伏大，雨量多，矿渣、废石沿着溪沟汇入河流，从而造成土壤贫瘠、石漠化等不良后果。

1.2 矿山地质环境问题及其危害
根据历年调查资料，共发现宜昌市矿山地质灾害：599处，直接经济损失2752万元，因灾死亡289人。

其中，崩塌204处，直接经济损失2500万元；滑坡105处，直接经济损失23万元，因灾死亡3人；泥石流30处，直接经济损失150万元，因灾死亡2人；地面塌陷（含地面裂缝）260处，直接经济损失79万元。

宜昌市矿业开发占用与破坏土地资源总计1933.93公顷。

其中，占用及破坏耕地：20.33公顷，林地：1144.24公顷，草地：717.55公顷，园地：0.56公顷，建筑用地：5.95公顷，其他类型土地：45.30公顷；露天采场占用及破坏土地：910.93公顷，工业广场占用及破坏土地：475.96公顷，固体废料场占用及破坏土地：338.66公顷，尾矿库占用及破坏土地：14.36公顷，矿山地质灾害占用及破坏土地：182.48公顷，其他占用及破坏土地：11.54公顷。

宜昌市尾矿固体废物年产出量464.54万t，年利用量249.36万t，累计积存量2953.98万t。

统计项目能源矿
产
金属矿产非金属矿产
合计黑色金
属
有色金
属贵金属
冶金辅助
原料
特种非
金属
建材及其他
非金属
化工原
料
占用破坏土地(公顷)
露天采场910.93
工业广场475.96
固体废料场338.66
尾矿库14.36
矿山地质灾害182.48
其他11.54
小计295.0916.5611.4510.6815.0889.471054.63440.971933.93
废水废液(万m3)年产出量622.8530.2144.1835.790 6.67146.655667.776554.12年排放量610.4230.2113.7535.790 6.67146.625644.496487.95
尾矿固体废物(万吨)
年产出量78.05 1.7110.81 4.20 2.9039.65200.80126.42464.54年利用量49.37 1.380.70 2.15 1.00 4.56109.5980.61249.36累计积存量696.8145.2976.6870.1118.50697.20783.35566.042953.98综合利用率%63.2580.70 6.4851.1934.4811.5054.5863.7653.68
矿坑排水对水环境影响
矿坑排水量
（万吨）617.12224.66 5.6640.160 6.67183.825808.306886.39地下水下降区
面积（公顷）2026.50619.02020.00017.5051.8239.652774.49
矿山地质灾害
数量（处）599599直接经济损失
（万元）27522752死亡人数289289表1 宜昌市矿山地质环境调查成果汇总表
表2 宜昌市矿山地质灾害及其隐患分布情况(按地灾数)
县(市、区)崩塌(处)滑坡(处)泥石流(处)地面塌陷(处)小计(处)
夷陵区12252632185
兴山县112
远安县17121232
当阳市57517
宜都市2554215294
秭归县
长阳土家族自治县27151447
五峰土家族自治县8112122
合 计20410530260599
县(市、区)崩塌(家)滑坡(家)泥石流(家)地面塌陷(家)小计(家)夷陵区334192076
兴山县112
远安县16101229
当阳市35513
宜都市19262873
秭归县
长阳土家族自治县26151446五峰土家族自治县7102120合 计104712361259表3 宜昌市矿山地质灾害及其隐患分布情况表（按矿山数）
宜昌市废水、废液年产出量6554.12万m3，年排放量6487.95万m3。

区域水均衡遭受破坏在夷陵区、远安县、兴山县的磷矿区，松宜煤矿等大中型企业矿山集中地区尤为严重。

地下水下降区总面积2774.49公顷。

2 矿山地质环境治理措施与成效
宜昌市是湖北省矿业大区。

2004—2016年，中央财政、省级财政累计投入宜昌市矿山地质环境恢复治理经费8790万元，治理项目总计16项。

其中，中央财政拨付7460万元，治理项目9项；省级财政拨付1330元，治理项目7项。

综合治理矿区面积达118.20公顷。

宜昌市历年矿山地质环境治理项目基本情况见表4。

针对存在的矿山地质环境问题，宜昌市实施矿山地质环境综合治理的技术路线主要有：(1)矿山地质灾害治理；
(2)矿山环境生态修复；(3)矿山废水、废渣综合治理利用。

2.1 地质灾害防治措施及成效
2.1.1 地质灾害防治措施
近年来，宜昌市矿山地质灾害防治项目主要安排在宜都市松宜煤矿区、夷陵区樟村坪-殷家坪磷矿区、兴山县树崆坪-瓦屋磷矿区等地。

宜都市松宜煤矿区地质灾害防治措施主要有：危岩体工程治理（静态爆破削方+挂网锚喷+裂隙填埋+拦石墙+排水沟+石渣外运+房屋搬迁+专业监测）、废渣堆工程治理（挖方减载+矿渣外运+植被恢复）、地表河流河岸防护（挡土墙）等。

夷陵区樟村坪-殷家坪磷矿区地质灾害防治措施主要有：老采空区变形治理（支撑柱支顶+专业监测）、危岩体工程治理（爆破削方+主动防护网+石渣外运+拦渣挡墙+搬迁避让+专业监测）、废渣堆工程治理（拦渣挡墙+削坡整形+植被护坡+排水系统+监测）、露采边坡工程治理（削坡整形+罩面网+护脚墙+坡面绿化+排水沟+坡脚平台植被恢复）、塌陷坑填埋（土石方回填+土地复垦+监测）、露采坑回填（土石方回填+植被护坡+监测）、不稳定斜坡工程治理（削坡清理+凹腔支撑+生态护坡+监测）、废弃平硐封堵（浆砌块石+废渣封堵）等。

兴山县树崆坪-瓦屋磷矿区地质灾害防治措施主要有：崩滑体工程治理（爆破削方+落石槽+绿色加筋格宾挡墙+截排水沟+河道整治+道路整治+绿化）、废渣堆工程治理（削坡整形+弃渣清运+格宾挡墙+加筋麦克垫护坡+绿化）、地面塌陷区填埋平整（土石方回填+土地复垦）等。

2.1.2 地质灾害防治成效
宜都市松宜煤矿区地质灾害防治成效主要有：通过地质灾害工程治理基本解除地质灾害体对人民生命财产安全威胁，保证矿区公路的安全畅通；通过沿河新建支挡工程，保证了尖岩河（宜都市境内）河岸岸坡稳定；通过对地灾体下方受威胁居民进行搬迁避让，彻底消除地灾安全隐患；通过采取专业监测以及群专结合、群测群防的监测方
年份
治理
项目数
综合治理面积
(公顷)
治理经费
投入(万元)
资金来源备注
2004120200国家夷陵区
200629.67400国家
夷陵区、宜都
市2280省
远安县、兴山
县
20071 6.67400国家宜都市20081 4.67220国家远安县2009141060国家宜都市
2010235.843680国家
夷陵区、兴山
县112.50200省宜都市
20111 4.501500国家夷陵区217.71400省
宜都市、秭归
县
20131 1.52150省夷陵区20141 1.12300省夷陵区
总计
985.357460国家
732.851330省
表4 宜昌市历年矿山地质环境治理项目基本情况统计表
式，对地灾体进行及时、有效的监测预警。

夷陵区樟村坪-殷家坪磷矿区地质灾害防治成效主要有：利用和拦固矿渣，塌陷区回填平整复垦农田，覆土植草，控制矿山地质灾害，改善和基本恢复治理区矿山地质环境和生态环境，有效地保障治理区及其影响范围内居民及矿山生产人员正常生产生活和生命财产安全，使当地居民不再因矿山地质环境问题上访，有利于社会稳定；对历史遗留、治理责任主体灭失的治理区进行矿山地质环境综合治理，减轻或避免因矿产开发带来的矿山地质环境问题的危害，保证人居安全和矿山交通主干公路、河道、输电线路、通讯线路安全运营；促使治理区及其周边的农业、林业、矿业、旅游业（西塞国森林公园、湖北夷陵樟村坪国家矿山公园）等产业发展进入良性、可持续发展的轨道，缓解当地政府、矿山企业与当地居民的矛盾关系，并一定程度上为相邻矿山的正常生产提供安全保障，有利于矿区经济社会的可持续和谐发展。

兴山县树崆坪-瓦屋磷矿区地质灾害防治成效主要有：消除了区内不稳定崩滑体、地面塌陷的潜在危害性，防治崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生，保护矿区内现有工作人员生命财产安全，保护农田；对废渣堆进行削坡整形及清运，并覆土绿化，恢复了矿区生态环境及自然地貌景观，整治了矿区内废渣堆放影响的道路、河道等基础设施，确保了居民出行、河道泄洪通畅；增加建设及农业用地面积，创造了经济效益。

2.2 生态修复措施及成效
2.2.1 生态修复措施
宜昌市矿山生态修复项目主要安排在远安县鹰子山矿区、秭归县郭家坝镇石灰石矿区等地。

远安县鹰子山矿区生态修复措施主要有：危岩体工程治理（坡面清理+削方整形+绿化）、废渣堆工程治理（削方整形+挡土墙+绿化）等。

秭归县郭家坝镇石灰石矿区生态修复措施主要有：高危边坡工程治理（削坡整形+排水沟+浆砌石拦石墙+绿化）等。

2.2.2 生态修复成效
远安县鹰子山矿区生态修复成效主要有：对矿区土地进行了生态恢复，防止水土流失；改善矿区周边的生态地质环境和自然景观视觉效果，提升远安县的整体形象和投资环境；鹰子山矿区作为了三叠纪水生爬行动物化石群遗迹一类保护区，通过对该矿区地质环境的治理，对高标准建设湖北远安化石群省级地质公园，加强珍贵自然遗产保护，深入开展古生态环境研究有着重要的意义，并带动远安县入境旅游业发展，促进县域经济快速增长。

秭归县郭家坝镇石灰石矿区生态修复成效主要有：通过矿山地质灾害治理，保障当地居民生命财产安全；通过破损山体生态修复，紧密结合当地政府规划建设，提升了矿区周边生存环境及土地利用价值，带来一定的环境效益和经济效益。

2.3 矿山废水、废渣综合治理利用
2.3.1 矿山废水综合治理利用情况
宜昌市矿山废水、废液年产出量为6554.12万m3，年排放量为6487.95万m3，其中在建生产矿山、闭坑废弃矿山的年产出量分别为5922.14万m3、631.98万m3，年排放量分别为5869.56万m3、618.39万m3。

宜昌市矿山排放的矿坑水，一般作为生活用水（洗浴用）、农牧业用水、工业用水或循环用水，绝大多数排向溪沟、水渠、农田、冲沟、河流、水库、尾砂库等。

主要有害物质：悬浮物、COD、硫化物、石油类、盐碱、黄药、钾、铵、二氧化氮、硝酸、亚硝酸盐、氰化物、SS、Cu、Pb、Zn、As、Fe、Mn、Mg、P2O5、F、Cl、Ca。

应环保部门要求，一般在沉淀池进行了沉淀处理，少数矿山进行了脱硫处理。

夷陵区、兴山县、远安县等地磷矿山排放的矿坑水当中TP、SS、pH超标，矿山企业采取通过集中添加絮凝剂的方式，进行絮凝、沉淀、净化处理，最终达标（《污水综合排放标准（GB 8978-1996）》二级标准）排放。

2.3.2 矿山废渣综合治理利用情况
宜昌市矿山废渣累计积存量为2953.98万t，年产出量为464.54万t，年利用量为249.36万t，其中在建生产矿山、闭坑废弃矿山的累计积存量分别为1596.01万t、1357.97万t，年利用量分别为189.79万t、59.57万t。

2012年省安监局下发的鄂安监函[2012]199号文件《关于在金属非金属地下矿山推广充填采矿技术的实施意见》中明文表示“充填采矿工程将作为企业安全生产许可证延期换证的必要条件之一”。

2013年省人民政府下发鄂政发[2013]34号文件《关于进一步强化制度建设确保安全生产的决定》中明文表示“金属非金属地下矿山推行尾砂胶结充填采矿技术（2014年全面推行）”的决定。

近几年，宜昌市夷陵区、兴山县、远安县等地磷矿山全面推广充填采矿工程。

充填方式主要有干料充填、浆砌石、胶结充填等，充填骨料主要利用矿山地面已有废石、井下废石或重选尾矿进行破碎自制骨料。

充填采矿工程的综合效益主要有：(1)提高地下采场生产过程安全性；(2)有效控制顶板冒落、地震冲击波、地面塌陷、地上建筑物变形、崩塌、滑坡等灾害事故；(3)解决了矿山企业采矿废石、尾矿处置难题，基本消除了因采矿废石、尾矿等所造成的环境污染问题；(4)能更多地回收矿产资源，可以延长矿山服务年限，增加就业机会，促进当地经济的发展。

3 下一步工作建议
(1)在本次全市矿山地质环境调查的基础上，加快编制“十三五”期间的市、县级矿山地质环境恢复和综合治理规划。

(2)进一步开展重要矿种、重点矿区大比例尺的矿山地质环境调查与评价工作，包括开展夷陵区、兴山县、远安县等地非金属矿山(磷矿)，以及污染严重区的矿山地质环境专项调查与评价。

(3)开展全市煤矿沉陷区专项调查和勘查，对地面塌陷的破坏模式进行分析研究防治措施，结合湖北省对煤炭行业的政策要求，加快推进采煤沉陷区综合治理。

(4)开展在建、生产矿山地质环境监测工作，为全面推行矿山地质环境监测、实施矿山地质环境预测预报，强化矿山地质环境科学管理提供服务。

(5)围绕“山水林田湖草”做好工矿废弃地整治、土地复垦、生态环境修复等综合治理示范工程的申报，鼓励第三方治理，全面完成全市“十三五”期间“三区两线”范围内的矿山复绿任务。

参考文献
[1] 张金林,冯田,王维,等.宜昌市矿山地质环境调查报告
[R].武汉:湖北省地质环境总站,2017.
[2] 张金林,黄波,李彧磊,等.湖北省矿山地质环境恢复和综
合治理规划(2017—2025年)[R].武汉:湖北省国土资源厅,2017.。