《矿区地质环境问题与防治研究》

矿区地质环境问题与防治研究

1矿区开采概况

浏阳市永和镇七宝山矿区开采历史悠久，清朝嘉庆年间的《浏阳县志》记载，其开采始于明代。已探明cu、s、pb、zn、au、ag、fe等多种矿产[5]。矿床浅部老窿遍布，深度达80m。新中国成立后，当地政府组建采矿工区，逐步提高开采能力。近十几年来，经历多次的矿山关闭与整合，目前主要为七宝山硫铁矿，其由原七宝山硫铁矿、七宝山乡磺矿、铁锰黑土型金银矿、铁帽型金银矿四个矿山整合而成，采用露天-地下联合开采方式。

2矿区地质

2.1地形地貌。七宝山矿区为剥蚀丘陵与溶蚀堆积谷地地貌，地势为一向西开阔的狭长谷地。矿山中部（铁山地段）为大面积壶天灰岩分布的溶蚀堆积谷地地貌，因风化、溶蚀强烈，形成一向西撒开的狭长谷地，南北宽为1000～2200m，为第四系冲积层覆盖。区内最高点为七宝山顶峰，标高为476m，最低处是七宝山河床，标高为116m，最大高差达360m，相对高差一般为50～150m。丘陵地区地形坡度一般为15°～30°。区内地形为浅切割的小起伏山地，植被覆盖率高，地形条件中等。

2.2地层与构造。七宝山矿区位于扬子准台地南缘江南地轴中部的连云山断隆带，属浏阳～衡东新华厦系断褶带与安化～浏阳东西向构造带复合部位，位于次级构造永和向斜东端。断裂构造发育，出露地层由新到老主要有：第四系、石炭系、震旦系和冷家溪群。七宝山矿区区域地质略图如图1所示。

2.3矿体顶底板。矿体直接顶板为石英斑岩、灰岩。石英斑岩多被风化，部分呈黏土状，灰岩岩溶发育，溶洞内充填黏土和碎石充填物等，矿体顶板岩石稳定性较差。矿体底板为千枚岩、板岩及石英斑岩。千枚岩、板岩岩石完整，稳定性较好，除裂隙相对发育地段外，一般不需要支护，无垮塌现象。石英斑岩，风化强烈，岩体完整性差，稳定性差，坑道中常见冒顶、底鼓、片帮等不良工程地质问题，坑道需要加强支护。

3主要地质环境问题与防治

20世纪70年代中期始，数百家大小矿山采取掠夺式粗放型经营，将环境成本外部化，积累了一系列地质环境问题。

3.1土地资源。矿山企业的矿部、工业广场、公路等地面建设及4个废石堆、3个露采场、3座尾矿库占用土地总面积约117hm2，主要占用采矿用地、林地及住宅用地。矿区生产主要固体废物为采矿剥离废石和尾矿[6]。整个矿山区域以砷污染最为突出，污染严重地带土壤砷（as）含量超过三级标准，平均量达到57.9mg/kg，为三级标准的4倍。土壤铜（cu）含量平均值为122.9mg/kg，己达到三级污染标准。土壤镉（cd）、汞含量平均值分别为0.49mg/kg和0.51mg/kg，土壤锌（zn）、铅（pb）含量平均值分别为247.6mg/kg和287.4mg/kg。

3.2水资源。1997年以来，石桥冲小溪流经的浮田段因岩溶地面塌陷曾出现溪水漏失、断流，溪水倒灌井下，造成淹井。2001年4月，因停电停止抽排水造成淹井后，水位曾恢复到+136m标高，已干涸的井泉恢复，塌陷区大面积积水。2005年9月矿井恢复生产后，鸡公湾矿段开采到+75m标高，矿井排水量为130m3/h，井泉再次出现干涸，塌陷区积水消失，局部水田变旱地。目前，七宝山硫铁矿开拓至-40m中段，矿井排水量一般为175～204m3/h，最大为294m3/h[7]。矿井排水使地下水位超常降低，最大降深达176m，形成以矿井为中心的降落漏斗，影响半径约为1500m。在靠近降落漏斗西侧的石桥冲谷地、浮田塅一带，第四系松散岩类孔隙水与壶天灰岩岩溶裂隙水直接接触，组成统一含水层。矿井排水使岩溶水渗入开采巷道，致使浮田塅一带南北长约700m、东西宽约600m范围地表井泉干涸，而且地表形成大面积岩溶地面塌陷，造成当地人民群众饮水困难。

3.3水环境。该矿区废水包括矿坑水、选厂废水、废石淋滤水、尾矿水及生活废水等。矿坑水及选厂废水呈酸性，ph为3.5～4.0，含重金属离子及其他污染物。几十年来，各矿山废水未经有效处理直接排入宝山河，夹带的硫精砂和淤泥使河床抬高，河道内已淤积达1.5m厚的污染沉泥。河底中cu、zn、pb、as等重金属大量超标，入大溪河后迅速降低。在河流底泥峰值地段，cd在水体中含量超过饮用水和灌溉水标准，zn超过饮用水标准；宝山河下游已符合饮用水标准[5]。

3.4采空区地面。沉陷（变形）经调查，老虎口矿段4～11线间已采空区上方及鸡公湾矿段地面局部地段曾发生过采空区地面塌陷变形。变形塌陷区内无居民点和耕地，也无重要基础设施，危害对象为灌木林地和荒草地。矿山及时组织机械设备充填恢复，消除了安全隐患。

3.5岩溶地面塌陷。因抽排地下水，矿区自20世纪70年代相继发生过小规模的点状岩溶地面塌陷，井巷相对稳定。1996年以来，采矿井巷多次遇灰岩溶（裂）隙、溶洞突水。1997年后，产生地面塌陷、沉降的频率及规模日趋加大[8]。在浮田塅～大坡坳一带，岩溶地面塌陷区面积为37hm2，塌坑直径范围为1～8m，可见深度为2～5m。塌坑多分布于农田、旱土中，还有的在宝升公路上及居民房屋旁。这曾造成72栋居民房屋受损，但未造成人员伤亡；石桥冲小溪断流，300多亩农田漏失、地面沉裂，多处公路、桥梁受损。

4以往防治工作与成效

8林中湘，曹文华.七宝山矿区岩溶地面塌陷成因分析及防治对策[j].西部探矿工程，2004，101（6）：96-97.

9曾敏，彭红霞，刘凤梅.安远新龙稀土矿山地质环境综合治理[j].金属矿山，2011，417（3）：136-139.

1.湖南省煤炭地质勘查院2.湖南省地质院3.怀化市地质环境监测站