太原环境地质职称论文 《探讨可行的地质环境整治与保护建议》.doc

太原环境地质职称论文探讨可行的地质环境整治与保护建议 太原环境地质职称论文探讨可行的地质环境整治与保护建议 Pick to in airborne and satellite geological interpretation, geological environment investigation, geophysical prospecting, sample test basis, by systematic analysis theory, a detailed study of the Taiyuan Dongshan mining area geological environment situation, points out the existing main problems of geological environment, and puts forward suggestions for the protection of geological environment of mining area. 摘 要在航卫片地质解译、野外地质环境调查、地面物探、样品测试的基础上,运用系统分析理论,详细研究了太原东山矿区的地质环境现状,指出了存在的主要地质环境问题,并提出了矿区地质环境的保护建议。 关键词地质环境;保护;建议;矿区 在航卫片地质解译、野外地质环境调查、地面瞬变电磁探测以及开采沉陷计算、岩土样测试、水样监测等基础上,笔者运用系统分析理论,详细研究了山西省太原市东山矿区的主要地质环境问题,对该区地质环境的演化趋势进行了预测,并提出了可行的地质环境整治与保护建议。 1 矿区地质环境系统 地质环境是一个开放的、独立而有序的动态系统,由岩石环境、土壤环境和水环境三个子系统组成见图1。它们之间彼此相互联系、相互作用,进行着物质、能量和信息的交换和转换。地质环境的上限是岩石圈表面,下限是人类工程技术经济活动所达到的地壳深度。就本区来讲,采矿活动达到的地壳深度在1.0 km以内,钻探深度不超过1.5 km。 1.1 岩石环境子系统 本区位于山西台隆Ⅲ吕梁五台隆褶带Ⅳ太原掀斜Ⅴ构造单元东部,区内出露古生界、中生界与新生界地层,矿产资源丰富。其中,奥陶系上马家沟组与峰峰组各含一层石膏带,为本区主要石膏矿开采层;石炭系太原组与二叠系山西组中含煤16层,是本区煤矿的主要开采层位;寒武系、奥陶系石灰岩层位稳定,储量丰富,品级优良,是太钢等单位的主要采石场地;石炭系地层中的耐火黏土、山西式铁矿等也具有一定的工业价值。新生界黄土与红土是本区制砖厂的主要材料。 1.2 土壤环境子系统 根据土壤发生学分类的理论及原则,本区土壤可分为褐土、粗骨土、石质土、潮土4大类。其中,褐土是区内主要的农业耕作土壤,粗骨土与石质土是区内灌木林地、有林地的主要土壤。 1.3 水环境子系统 区内河流均发源于东部山区,自东向西汇入汾河,属季节性河流。河床坡度变化于15.6‰～22.9‰,平均流量为0.51 L/s～5.10 L/s。区内地下水包括寒武系、奥陶系与石炭系的碳酸盐岩类岩溶裂隙水,石炭系、二叠系的碎屑岩类裂隙水以及新生界松散岩类孔隙水。 2 矿区主要地质环境问题 2.1 地质环境对人类工程活动的影响 1地质环境对采矿活动的影响。东山矿区各煤矿均采用井工方式主采15煤层。煤层开采后,由于地应力场、通风环境的变化,或者由于对构造破坏带的揭露,自然地质环境中的不利因素会显现出来,发生煤层自燃、冒顶、突水等井下地质灾害。15煤层采厚5.0 m～6.0 m,上覆1.5 m～3.5m厚的石灰岩老顶。一般情况下,老顶不易垮落形成冒顶事故,但当悬顶面积过大时,易于发生大面积突然冒落,引发事故。如1984年2月14日,丈子头煤矿顶板突然冒落,造成3人死亡。 煤层爆炸性实验表明,15煤层的火焰长度为15 mm～20 mm,加岩粉量为30 ～40 ,具有爆炸性。此外,15煤层还具有自燃发火倾向,发火期为12个月～24个月,井下采空区曾多次发生煤层自燃。 东山矿区水文地质条件比较复杂,采矿中易发生突水事故。1965年以来,仅东山煤矿就已发生不同形式、不同规模的突水事故18起,最大突水量达12500 m3/d; 2土壤环境与土地利用问题由前述土壤环境子系统可知,区内约20的宜农土壤资源分布于西部平原区,而约80 的宜农林牧结合发展的土壤资源分布于东部丘陵和山区。这种土壤资源的质量、功能与空间分布特点,要求本区土地利用必须走农林牧结合发展的立体生态农业之路,即由西向东实现农业、农林、林牧结合的协调发展,以充分发挥土地资源的潜力。 然而,目前的土地利用现状却不尽如人意西部宜农土地资源大部分被城市建设和交通建设占用,还有一部分被果园和砖厂占用,真正用于耕种的土地所剩无几;中西部宜农林发展的土地资源由于耕作者只种不养、广种薄收的粗放式管理与采矿破坏,水土流失严重,土壤越来越贫瘠;东部宜林牧土地资源的80 仍为荒山荒坡,森林覆盖率不足20 。 2.1 人类工程活动对地质环境的改变与破坏问题 1土地利用中引发的地质环境问题。 a固体污染物问题垃圾、矿渣、煤焦、石灰窑和污泥是本区的主要固体污染物。其中,垃圾堆呈南北条带分布于西部城乡结合部位,形成了太原市城区东部的“垃圾围墙”。大规模的垃圾堆不仅占用土地,而且在降解过程中还会污染空气、土地、地下水,甚至发生爆炸。如丈子头村西垃圾场就曾于1990年和1998年2次爆炸,各炸死1人。矿渣堆呈星散状分布于全区各地,主要由松散状煤矸石、石渣、煤灰和矿渣等组成,由于多堆放于沟谷中,是形成泥石流的物源,而且其淋滤物会对土壤和地下水造成污染。据统计,截止1998年,固体污染物占用土地面积已达5.55 km2,是1986年的2.46倍。 b水土流失问题由于黄土覆盖面积大,森林覆盖率低,高强度集中降雨以及地形坡度等因素的综合影响,区内水土流失严重,面积约200 km2,占总面积的78 。其中,西部潮土和石灰性褐土分布区的侵蚀模数小于200 t/km2a,为轻微侵蚀区;中西部褐土性土分布区的侵蚀模数为2000 t/km2a～4000 t/km2a,属中度侵蚀区;东部粗骨土和石质土分布区的侵蚀模数为200 t/km2a～2000 t/km2a,为轻度侵蚀区。按平均土壤侵蚀模数2018t/km2a计算,每年约有40万t土壤遭侵蚀后被输入汾河。水土流失是导致区内土层变薄、土壤贫瘠、地形破碎、洪害加剧、旱灾频繁的重要原因; 2采矿活动诱发的地质环境问题。 a地裂缝一般出现在采空区边界附近的拉伸变形区,大多表现为张性。在基岩裸露区,地裂缝开口宽、延伸长,形迹明显;在黄土覆盖区,地裂缝表现为串珠状分布的大小不等的地面塌陷。地裂缝的平面形态、延伸方向、分布特征等与裂缝所处地形特征、覆岩性质、岩体结构以及工