四川雷波縣小溝磷礦礦山地質環境問題及防治措施

周兵，吳杰鋼，彭向輝

（1.成都理工大學地球科學學院，成都 610059；2.四川發展（控股）有限責任公司，成都 610041；3.四川發展天盛礦業有限公司，四川 雷波 616566；4.四川省第七地質大隊，四川 樂山 614000）

四川省雷波縣小溝磷礦床位于康滇地軸東緣川滇成磷帶北段，是雷波縣十二大磷礦區之一，為四川省地質礦產勘查開發局二零七地質隊1988 年發現并開展預查，2008～2021 年進行詳查、勘探、補充勘探，確認為一海相沉積超大型磷塊巖礦床（趙偉等，2015）。四川發展天盛礦業有限公司小溝磷礦（采礦權）目前處于礦山基建前期準備階段，即將進入礦山基建和開拓階段（礦山規劃總建設規模為550 萬噸/年）。礦業開發活動將造成地形地貌景觀改變、土地資源壓占毀損、水土環境污染、地質災害等礦山地質環境問題。因此，本文對雷波縣小溝磷礦礦山地質環境問題、防治措施及綠色礦山建設進行了探討，為合理開發利用小溝磷礦礦產資源、保護礦山地質環境提供重要參考。

1 礦山地質環境背景

1.1 礦區交通及地形地貌

礦區交通條件差，礦區內部僅有部分地段通簡易通村公路，礦區至雷波縣上田壩鎮簸箕梁子村為鄉級簡易通村公路，道路狀況較差，雨季區內交通基本中斷，礦區內沒有公路貫穿礦區，僅有零星分布的通村公路和以往勘查工作保留的小道，受地形條件限制，礦區南部與礦區北部山勢陡峻、溝壑縱橫通行極為困難。簸箕梁子至S307 抓抓巖有15 km 縣級簡易公路，沿S307至雷波縣城有40 km 公路相通，雷波縣至屏山縣新市鎮水運碼頭距離約100 km，距最近的宜賓南站直距130 km。礦區鄰近正在修建的宜攀高速（G4216 屏山新市-金陽段），直距約2 km。隨著溪洛渡電站的修建，大大改善了區內水路運輸條件，雷波與外界可水陸交通相聯系（圖1）。

圖1 雷波縣小溝磷礦礦區衛星影像示意圖

礦區地處川、滇邊界，屬四川盆地西南緣的中高山剝蝕、溶蝕山地地貌。山嶺谷溝大多呈北西、南東向展布，受西蘇角河、過河拉打、約五拉打河流切割形成河間地塊。受構造及巖性控制，司機坪、莫紅背斜兩翼的寒武系下統筇竹寺組（?1q）、寒武系下統滄浪鋪組（?1c）及寒武系中統西王廟組（?2x）碎屑巖形成山脊，核部寒武系下統麥地坪組（?1m）、震旦系上統燈影組（Zbdn）可溶巖侵蝕溶蝕形成寬緩的巖溶谷地，地貌差異明顯，頂面地面坡度約10°～30°，溝谷切割形成“U”形谷，局部坡度大于50°～60°。地形有利自然排水。區域總的地勢為南西高、北東低，地形起伏較大，礦區內一般海拔1 300～1 800 m，最高點為礦區南部山頂標高2 872.1 m，最低點礦區最低侵蝕基準面的五拉打溝水面標高1084.1 m（為），相對高差1 788.0 m，一般相對高差100～500 m，為中切割的中高山地形。植被不甚發育，有利于地表徑流。

1.2 氣象水文

礦區內水文網較為發育，河流、溪溝密布，呈樹枝狀展布，均屬金沙江水系。區內金沙江由南東向北東向沿界域東部邊境流過，主要河流為西蘇角河、溜筒河、過河拉打、西寧河、約五拉打，礦區內主要河流或溪溝為約五拉打及其支溝阿覺拉打、比呷哈洛，根據勘探階段兩溪溝觀測資料，平均流量0.44～0.59 m3/s，最大流量約10.2 m3/s。由西向東在簸箕鄉附近匯入約五拉打，約五拉打為西蘇角河支流。區內自山脊發源的橫向沖溝與之匯集，構成不對稱樹枝狀分布。礦區內溝谷多呈“V”字型，基巖裸露，中部地段巖溶發育，兩翼山脊為自然分水嶺。主要河流的水位、水量變化明顯地受大氣降水控制，具有來勢猛，徑流快，易漲易落等特點。洪枯流量相差甚為懸殊，豐水期為5～8 月，流量占全年徑流量60%～80%以上；枯水期12～2 月，流量占全年徑流量10%～15%。

1.3 礦區水工環地質條件

小溝磷礦主要礦體位于該區侵蝕基準面以上，地形有利于自然排水；礦區頂底板為富水性弱～中等巖溶充水含水層，屬頂底板直接充水礦床，對礦山生產造成危害，礦坑西翼先期開采地段涌水量為4 803.40～7 734.87 m3/d，東翼先期開采地段涌水量為2 242.75～3 274.50 m3/d，礦床水文地質條件屬中等。礦體圍巖多為半堅硬～堅硬巖組，巖組結構較復雜各類結構面較發育，巖溶發育中等，局部軟弱夾層及構造破碎帶影響圍巖穩定。采礦活動可能造成局部地表水、地下水疏干，礦區現狀地質災害發育中等，誘發和加劇地質災害危險性中等。礦床工程地質條件、環境地質質量屬中等（彭向輝等，2021）。

2 區域穩定性分析

雷波縣地處中國南北地震帶中段上的樂山馬邊-雷波-云南昭通地震活動帶（區），屬于中、強地震區，是西南地區第九個強震發生帶，自1993 年以來，已連續16 年被國家確定為地震重點監視防御區，地震預警區和震情短臨強化跟蹤區縣；雷波境內有記載的1.0～7.1 級地震計291 次，其中5 級以上地震24 次，5 級地震17 次，6 級地震6 次，7 級以上地震1 次（圖2）。

圖2 雷波縣及周邊地震震中分布圖

地震烈度：全縣屬Ⅶ度區，黃瑯、西寧和永盛部分地區為Ⅷ度區，沙陀為Ⅸ度區。新建、擴建、改建建設工程，應當達到地震抗震設防要求，按照國務院有關規定進行地震安全性評價，建設工程應當按照比當地房屋建筑的抗震設防要求進行設計和施工，增強抗震設防能力。設計基本地震加速度值為0.15 g，地震動反應譜特征周期為0.4 s。

近年來區域內發生高震級的地震數量較少，然而，由于地震容易造成礦山井下圍巖失穩、巷道突(涌)水等地質災害，對礦山基礎設施造成嚴重損壞，同時易誘發崩塌、滑坡、地裂縫等地質災害。

3 主要地質環境問題

小溝磷礦采用地下開采，地表建設選礦廠、礦石轉運膠帶及必要的生產輔助設施，占地面積不大。產生地質環境問題主要有以下幾個方面：

3.1 地形地貌景觀改變

礦山開采、修房筑路、開挖剝土均會造成礦區地形地貌景觀的破壞，影響中等。礦山開采、修房筑路、棄土堆放、開挖剝土造成基巖裸露，改變了地貌形態的自然性和連續性、原有景觀特征，大量廢石的產生，也會影響生態景觀。

所有統計學資料都采用SPSS 21.0專業統計學軟件進行數據分析，住院時間、住院費用、血紅蛋白水平等指標均采用均數±標準差表示，組間用x2檢驗，組間或組內行t檢驗，P＜0.05提示差異明顯且有統計學意義。

3.2 土地資源壓占毀損

礦山開采過程中，廢石和選礦產生的尾礦渣、生活垃圾堆放壓占毀損土地，可能對礦山的開采帶來潛在威脅。采礦產生的廢渣石大部分將回填在采空區內，少量廢渣石運出井口后，將集中堆放在堆矸場內，并轉運至磚廠處理廢渣石。

3.3 水土環境污染

（1）水污染。產生的廢水包括采礦時井下涌水、選礦廢水、尾礦廢水和生活污水等。礦區先期開采地段生產井下正常涌水量約為22 123.39 m3/d，最大涌水量34 790.88 m3/d，井下涌水來自地下水，基本無害。選礦廠尾礦廢水采取回水利用，原則不外排?？拥琅欧懦龅V坑水未經處理，總磷和pH 值會偏高，存在對附近河流和地下水污染的可能性。礦山開采難免會擾動地下水的天然狀態，可能會導致地下水位出現一定程度的下降，泉水點流量減小等。

（2）粉塵和噪聲污染。礦山在開采、運輸等生產過程中，將會產生粉塵污染和噪聲污染等環境地質問題。一是井下爆破產生有害氣體（炮煙）主要為NOx、CO，是局部、瞬時性的，廢氣在較短時內集中在采掘面工作面產生。二是井下采掘過程中產生的粉塵。采掘作業過程中的粉塵主要來源于鑿巖掘進、爆破、鏟裝運輸等工序，鑿巖掘進產生的粉塵強度較大，但擴散范圍小，僅限于掘進工作附近；爆破作業產生的粉塵量最大，但形成的高濃度粉塵在空氣中維持一定時間段；鏟裝運輸礦石或廢石，在巷道內容易造成粉塵飛揚，若不妥當處置，對井下作業人員的身體影響較大。三是噪聲主要來自公路運輸的交通噪聲，通風機的氣流噪聲及作業過程中設備產生的噪聲等。

3.4 地質災害

（1）邊坡失穩：設計開挖出的硐口及人工邊坡存在失穩可能性，影響礦山的安全生產；廢石廢渣堆放場的規劃應科學合理，防止發生邊坡失穩情況。

（2）地裂縫及地面塌陷：區內大部地段采空區冒落帶最大高度、采空區塌陷帶及導水裂隙帶高度大多小于礦層頂板到地面間距，將有部分廢渣充填，預計采空區冒落帶、采空區塌陷帶及導水裂隙帶不會影響到地面。在司機坪背斜西翼近核部ZK4～XZK14-6 一線礦層淺埋區，地面距礦層距離小于150 m，區內巖溶較發育，地下水活動較強烈?？赡苁沟乇懋a生地裂縫、地面塌陷。

（3）滑坡災害：采空以后，斜坡地帶則可能誘發新滑坡等地質災害或誘發古滑坡復活。

（4）崩塌：受構造節理、裂隙切割和后期侵蝕外力地質作用，地表溝谷邊緣及坡麓地帶常形成“軟基陡崖”斜坡結構，易形成臨空面，穩定性較差，易誘發崩塌災害。

4 礦山地質環境防治措施

4.1 地形地貌景觀破壞防治措施

（1）地下開采硐口或井口建設應盡量選取植被稀疏的地段，減少對生態景觀的改變；平硐或斜井掘進后應及時支護，避免產生地面塌陷等地質災害（楊與靖，2019）。

（2）對地形地貌景觀的改變可采取場地平整清理、覆土、恢復植被等生態措施進行預防和治理。

（3）合理植樹可能吸附粉塵，凈化空氣，美化環境，植樹面積設計占工業場地面積的15%，植樹地點主要在路旁、生產輔助設施四周等。在礦山開采完后進行土地復墾，土地復墾的主要對象是廢石場、采礦工業場地、臨時設施、管線用地。采用生物化學措施，在新恢復的土地上選種當地優勢物種，形成景觀好、穩定性高的植被面。

（4）采礦廢石部分可用于礦山道路建設基層填料，其余部分可用于回填采空區。采礦剝離少量表土堆放于表土臨時堆放場，作為礦山后期復墾用土；選礦產生的尾礦建議全部回填井下采空區，其他固體廢棄物定期統一清運至指定垃圾填埋場進行處置，以確保對采礦廢渣等固體廢棄物的處置措施安全有效，去向明確，不會對周圍環境造成二次污染。

（5）采用100%全尾砂充填工藝將選礦尾礦充填采空區，地面不再建設尾礦庫。

4.2 土地資源壓占毀損防治措施

為了防止礦山開采過程中堆放的廢土、廢石、廢渣對礦山開采的威脅，在礦區合適位置平整出大量平臺，規范廢土、廢石、廢渣的堆放，盡可能地減少對土地壓占毀損。制定系統、科學的恢復治理措施，加大對礦山土地破壞治理工作的投入，大力推進生態礦業。對井巷開口和地下開采等造成的土地資源壓占毀損特征，可采用削坡、回填平整、土地復墾、綠化等措施恢復礦山環境。對礦山生活區、礦渣、尾礦等壓占的土地資源，采礦結束后進行綠化和復耕。

4.3 水土環境污染防治措施

（1）井下涌水主要來自地下水，基本無害，直接排入附近水體，對周圍的環境影響不大。選礦廢水在選礦廠循環使用。生活污水經地埋式污水處理裝置處理達標后外排。

（2）基建與生產中，嚴格落實相關的要求和防治措施：一是井口及工業場地開挖地段設置擋墻與護坡；二是臨時廢石場不占用行洪河道，在臨時廢石場上游設置攔洪截水溝，下游設置擋墻，并及時進行覆土和恢復植被。三是在道路周圍、工業場地周圍空地加強植樹恢復工作。按規定對水土保持工作進行日常巡視和監測。

（3）廢氣污染及其控制措施：一是坑內鑿巖采用濕式鑿巖捕塵；二是為使外排污染物達到排放標準，；三是為防止二次揚塵，車間內設水沖洗裝置。四是對原礦倉受礦槽設水力除塵噴嘴降塵及加濕物料。五是對破碎機、篩分機及轉運站等受料皮帶設水力除塵噴嘴降塵及加濕物料；六是對卸料口不密閉的礦倉上部設噴霧風機降塵；七是對于單獨的皮帶機轉運點和卸料車卸料點，采用布袋除塵機組除塵；八是為保證礦井的空氣質量，減少NOx、CO 等有害氣體的產生量，回風井廢氣中粉塵、NOx 濃度小于《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-2017)二級標準有關限值要求；九是在運輸公路、礦石破碎站等易產生揚塵的地方植樹和噴水降塵。

4.4 礦山地質災害防治措施

（1）基建期廢石用于填筑坑口及各類場地，生產期廢石排入采空區；選礦尾砂通過充填站充填至井下采空區，地面不再建設尾礦庫。

（2）為避免地裂縫，地面塌陷，滑坡等地質災害等的危害，在開采過程中嚴格按設計部門的開采設計方案開采，留設足夠的保護礦柱，規范管理。

（3）在工業廣場區進行各項工程建設時，應按規定進行各項評估、評價及工程勘察工作。選擇好持力層，避免大開挖坡腳而發生局部斜坡失穩。

（4）礦區山高坡陡，地表水體發育，雨季降雨集中。建議加強工業場地、主井口等場地地質災害的防范；加強礦山地質環境監測。嚴禁將尾礦堆積在河床四周，以免為泥石流提供固體物質來源。

（5）礦區關家坪村莊地區居民較多，為確保居民安全，建議對該區域劃出安全保護帶，開采前作專項論證。

4.5 綠色礦山建設

按照國家六部委《關于加快建設綠色礦山的實施意見》（國土資規〔2017〕4 號文）、四川省國土資源廳《關于加強生態文明建設促進礦產資源綠色勘查開發的通知》（川國土〔2017〕54 號文）要求，明確綠色礦山建設工作的各項目標，強抓環境污染防治和治理工作，在依法辦礦、安全生產、規范管理、資源利用、技術創新、節能減排、環境保護、土地復墾等方面開展相關工作。

5 結論

綜上，建立企業綠色礦山建設管理體系，生產中控制減少能耗、廢棄物排放和加強生態保護?？茖W利用固體廢棄物、廢水等，發展循環經濟實現礦山企業的可持續發展。礦山企業積極參與“山水林田湖草"防治、土地資源復耕復墾、水土環境污染防治、礦山地質災害防治、綠色礦山建設等相關工作，走人與自然和諧共生和企業高質量可持續發展道路。