基于人工模拟试验的小秦岭金矿区矿渣型泥石流起动研究

遵循相似性原理,采用缩尺结构,以小秦岭金矿区采矿堆排的废渣作为物源进行直斜式模拟起动试验,探讨影响和控制矿渣型泥石流起动的颗粒级配、底床坡度、临界水量等主要因子之间的定量关系。初步试验表明,颗粒级配一定时,底床坡度愈大,其起动的临界水量值愈小。含有一定水份的湿渣比干渣更易起动。对于坡面上的矿渣堆,在饱和度一定的情况下,底床坡度愈大,愈易起动。当试验中细粒物质含量占到总量的28%时,起动所需水量最小。废渣堆质量愈大,渣堆高度愈高,矿渣愈易起动。三角形断面较其他形态断面易起动。

矿业活动区农田土壤重金属累积风险的评判方法——以小秦岭金矿区为例

金属矿产资源开发活动通常会导致矿区土壤重金属含量的累积,选用科学的评价标准及方法成为评判、区分矿业活动农田土壤重金属累积影响和风险的关键问题。在简述土壤背景值和土壤环境质量标准含义的基础上,提出采用与矿区其他环境条件基本相同或相近的邻区耕作层土壤重金属元素的平均含量作为评判矿业活动重金属对耕作层土壤的累积影响的对照值。以2011年小秦岭金矿区80件耕作层土壤重金属含量为例,金矿开发活动区耕作层土壤重金属的累积风险研究表明,土壤重金属低风险以上样品数占总样品数百分比的排序为Hg>Cd>Pb>Cu,矿业活动对土壤重金属累积的贡献率排序为Hg>Cu>Pb>Cd>Zn。土壤中的Cr、As、Zn元素有轻度累积但无风险。土壤中Hg元素的累积风险面积达到了187.77km2,占到研究区总面积的47.08%。其中,中、高风险的面积为99.55km2,土壤重金属累积风险极其严重。研究结果科学地评判了矿业活动对耕作层土壤重金属的累积影响及其贡献,为土壤污染防治指明了方向。

采矿废渣颗粒粒径对矿渣型泥石流起动的控制作用——以小秦岭金矿区为例

泥石流物源的颗粒级配大小对于泥石流的起动具有重要的控制作用,亦是泥石流防治工程设计的重要参数。采矿废石渣构成的矿渣型泥石流,物源特性不同于一般的泥石流。通过对小秦岭金矿区采矿废石渣、尾矿沙、残坡积土的颗粒级配、孔隙度、透水性能的研究,与其他地区泥石流物源级配进行了差异对比,探讨了采矿废渣颗粒级配对泥石流起动的制约影响。研究表明,采矿废石渣松散无联结,粒径变化于0.075~470mm之间,其中大于2mm的砾级含量占总渣量的93.33%,平均粒径为61.2mm,以卵石级为主,粘粒物质几乎没有。粒径小于5mm的废石渣的渗透系数是选矿尾矿渣的103.5陪、残坡积土的2倍、蒋家沟泥石流物源的4.9倍,实际上采矿废石渣堆的渗透系数比试验测试的数据更大。废石渣的松散无联接、高孔隙率及极高渗透性的特点,决定了常遇降水难以导致废石渣堆起动。结合研究区历史上发生的泥石流,构建了堵溃型矿渣型泥石流起动模式,据此提出了清理占据行洪通道的废渣、疏浚行洪通道、修建拦渣挡墙的泥石流防治理念,避免拦沟修筑重力坝。

小秦岭金矿区西峪河底泥重金属污染的潜在生态危害评价

重金属元素易于累积,生态效应影响强烈。分析了陕豫接壤的西峪河水系沉积物中Hg、Pb、Cd、As、Cr、Cu、Zn7种重金属元素的含量,根据地区参比值,评价了金矿活动对西峪河底泥的污染。结果显示Hg、Pb是主要的污染元素;进而用潜在生态危害指数法探讨了重金属元素污染的潜在生态危害性,认为整个西峪河流域的Hg、Pb潜在生态危害很强,Cd具有强的潜在生态危害,而Cr、As、Zn的潜在生态危害性轻微。

小秦岭金矿区土壤 小麦重金属累积效应对比研究

以小秦岭金矿区农田土壤和小麦为研究对象,依据国家土壤环境质量标准、食品安全标准和邻区对照值,以单因子污染指数法和内梅罗综合指数法评价土壤、小麦重金属的累积污染现状,采用MapGIS6.7和地统计法研究了土壤和小麦重金属的空间分布和污染程度的差异。结果表明,金矿开发造成土壤Hg、Pb、Cd、Cu的明显累积和污染,累积倍数分别为18.97、8.67、4.50、4.03,污染倍数为4.48、3.50、3.46、3.13,而Cr、As和Zn累积不明显,也不是研究区的特征污染元素。区内小麦Hg、Pb、Cd受到了比较明显的人为影响,小麦中Hg、Cu、Cd出现了累积现象,但仅有Pb达到了污染水平(超标倍数2.01);土壤Cu、Zn的各种形态及其总量与小麦中含量显著或极显著相关,土壤Hg、As的部分形态、总量与小麦中的含量显著、极显著相关,碳酸盐态Cr与小麦Cr显著负相关。土壤与小麦重金属之间的差异说明评判农田土壤重金属污染的危害需要结合作物效应进行关联分析和进一步的风险评估,并综合考虑区域土壤、植物、大气、灌水等因素的影响。

小秦岭金矿区7·23蒿岔峪泥石流成灾模式及启示

矿山泥石流是山地矿山最主要、危害最严重的地质灾害类型。小秦岭金矿区是中国矿渣型泥石流灾害及其隐患的典型矿区,研究其成灾模式对于科学防治具有重要的指导作用。通过2010年7月23日泥石流沟的勘查、泥石流泥位与颗粒级配测量、降雨参数分析等,表明短历时、高强度大暴雨(142.9mm/6.42h、雨强52.6mm/h、4.6mm/10min)是7·23泥石流形成的直接激发因素。沟道内挤占行洪通道的人工残存坡地及选矿尾渣为泥石流提供了66.7%的物源。泥石流堆积扇粗颗粒(粒径≥2mm)含量高达92.4%,泥石流最大流速为9.61m/s,最大流量455.05m^3/s,推算泥石流历时112.5s,系一次性、中型规模的水石流,但却造成了8死4伤的灾难。其致灾模式是强暴雨的片蚀作用导致沟源高陡斜坡上的残坡积物形成梳状浅层滑坡群,下滑至沟底,在坡面迅速汇集的山洪作用下转化成沟谷稀性泥石流。沿程通过冲蚀、侧蚀、底蚀作用,不断加大了泥石流规模,沟口残缺的浆砌水泥挡墙堵溃放大了泥石流的灾害效应。固渣、排水、疏浚沟道是治理堵溃型矿山泥石流的有效方法。

小秦岭金矿区不同污染方式土壤剖面上重金属含量分布特征

小秦岭某金矿区由于矿业活动导致农田土壤重金属污染严重。本文选择了农业生产型、大气降尘型、河水灌溉型、矿业污水灌溉型、尾矿渣淋溶型等5类污染方式的典型土壤剖面,研究了垂向上重金属元素含量的分布特征、影响深度及程度。结果表明,不同污染方式条件下,土壤剖面上Hg、Pb、Cd、Cu、Zn综合污染程度以矿业污水灌溉型最为严重,且重金属淋溶下渗能力最大,其次为尾矿渣淋溶型。同一污染方式条件下,Hg的污染程度最为严重。60cm深度内,污水灌溉土壤中Hg的含量均值为10.778mg·kg-1,其次是大气降尘型2.536mg·kg-1和河水灌溉型1.766mg·kg-1。所有土壤剖面上重金属元素不同程度累积污染超标深度达60cm,因而仅仅采取就地深翻方式治理耕作层土壤污染,无法达到目的,这一结论为矿区耕作层土壤污染治理提供了科学依据。

基于抗灾能力的矿渣型泥石流风险评价方法——以小秦岭金矿区为例

考虑到近年来国家对小秦岭金矿区矿山泥石流防治工程投入、山区居民抗灾意识逐步增强等实际情况,从承灾体抗灾能力对风险的减弱作用出发,尝试提出了矿渣型泥石流抗灾能力评价指标及评价方法,并将其运用到泥石流风险评价模型中。抗灾能力评价结果表明,研究区所有支沟的泥石流抗灾指数普遍不高,抵御泥石流风险的能力不强。风险评价结果显示,18条支沟中仅有东桐峪的北沟泥石流风险性高,其余均为中等风险级别。这一结果低于传统泥石流风险评价模型的评价结果,是区域内泥石流沟谷中承灾体主动或被动抵抗泥石流危害能力的体现。

小秦岭金矿区小麦和玉米重金属的健康风险评价

重金属污染引发的农产品质量安全问题已成为全社会关注的焦点。为了解小秦岭金矿开发引起的重金属污染风险,采集了同点位的农田土壤、小麦和玉米籽粒样品,测定了其中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量及其在土壤中的形态;采用指数法和RAC风险评价法分析了土壤重金属的污染风险,采用转移因子和目标风险指数法评价了小麦、玉米籽粒中重金属的健康风险。结果表明:小秦岭金矿区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量受矿业活动影响强度大,在土壤中累积明显;土壤中Hg、Cd、Pb、Cu总量超过了国家限值,呈现污染;Cd、Hg、Cu具有潜在生态风险。小麦和玉米籽粒中Pb以及玉米籽粒中的Cd的平均含量高于国家标准,呈现一定程度的污染;部分小麦样品中的Hg、Cd和部分玉米样品中的Cd超过WHO/FAO安全限值,小麦和玉米籽粒中度Pb平均含量超过欧盟安全标准,说明具有潜在的健康风险。重金属的转移因子表明Cd、Zn及Cu比其他重金属更容易从土壤转移到小麦和玉米籽粒中;通过小麦对重金属的摄入量略高于玉米,远低于WHO/FAO推荐剂量;目标风险指数评价表明,只消费小麦或玉米基本不产生健康风险,但同时消费矿区生长的小麦和玉米具有较高的Pb健康风险。

小秦岭金矿区土壤重金属生物有效性与影响因素

土壤中重金属生物有效性与影响因素分析是土壤重金属风险管控的关键问题。通过实地调查、现场采样、实验测试、综合分析等方法,分析了研究区100km2内Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属元素的有效态含量特征,研究了这些重金属有效态含量之间、有效态含量与全量、有效态与土壤pH、有机质含量、粒度等基本理化参数之间的相关性,分析了重金属污染来源。结果表明,土壤中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属有效态的平均含量分别为2.29mg/kg、594mg/kg、2.52mg/kg、6.30mg/kg、2.16mg/kg、48.14mg/kg、50.21mg/kg,其变异系数大小为:Hg>Pb>Cu>Zn>Cd>As>Cr。Hg的变异系数最大,是由于金矿选矿活动采用混汞法提金排放的尾矿堆(库)分布不均。Hg、Pb、Cd、Cu、Zn有效态量与全量之间均存在显著的相关性;土壤有机质与重金属有效态之间存在显著的相关性;土壤pH与有效态重金属之间存在显著的负相关性;土壤粒度对重金属有效态的累积影响不明显。

小秦岭金矿区成矿作用的构造制约

位于华北板块南缘的小秦岭在中生代期间经历了一个完整的由碰撞挤压、走滑伸展和伸展隆升等阶段构成的岩石圈构造演化过程,并最终在伸展体制下于晚燕山期形成小秦岭变质核杂岩。小秦岭金矿区主要产出3种类型金矿床,它们构成了一个成矿序列。本区金的成矿作用始于碰撞造山作用后期,主成矿期发生在造山作用期后以伸展体制为主导的晚燕山期。小秦岭金矿是中国东部地区大陆岩石圈构造演化过程的产物和重要组成部分。

小秦岭金矿区泥石流成因、危险性评价及其防治

以小秦岭金矿区内泥石流灾害问题为研究对象划分评价单元、选取评价指标,选用灰色系统理论作为评价方法,对矿区内的主要泥石流沟进行了危险性评价,结果表明:大西峪、文峪西峪、枣香峪、大湖峪西峪、苍珠峪、杨砦峪属于泥石流高发区,小湖峪、白花峪、枪马峪、朱家峪属于泥石流中发区,剩余的其他泥石流沟均为泥石流低发区。针对泥石流危害现状提出了防治建议。

小秦岭金矿区地质环境评价

在综合研究各种评价方法后,选取物元分析法开展评价工作,首先根据实地调查结果并按照区域差异性原则,将小秦岭金矿区划分为87个评价单元,接着选取了评价指标和评价标准,确定各指标的权重系数,在此基础上开展了小秦岭金矿区地质环境综合评价工作。研究结果表明:小秦岭金矿区整体地质环境状况不容乐观,特别是西南部地区强烈的采矿活动对地质环境造成极大破坏,是今后矿山地质环境恢复治理工作的重点。

小秦岭金矿区碾头岔矿渣型泥石流特征值计算

泥石流的运动参数是泥石流研究的主要内容和防治设计的重要基础。以矿渣型泥石流为对象,通过地形测量和工程地质测绘查明,碾头岔地形陡峻,沟道顺直,为泥石流的形成提供了有利的地形条件。通过钻探、坑槽探发现可能的物源包括矿渣、坡面松散层及小型沟岸滑塌体。工程力学分析表明,采矿废渣在自重状态下的稳定性系数为1.022~1.063,处于欠稳定和基本稳定之间;在自重+暴雨状态下,稳定性系数介于0.889~0.947之间,属于不稳定状态,是研究区内的主要物源。根据降雨量数据计算出碾头岔沟最大洪峰流量大于30m^3/s。在此水动力条件下,预测了泥石流发生时流体重度值为22.80k N/m^3,泥石流流速为5.11m/s;估算了20年、50年和100年一遇洪水的泥石流流量分别为4.31m^3/s、44.6m^3/s和95.5m3~/s,计算得到泥石流整体冲击力为58.34k Pa,超高2.13m,泥石流堆积区的最大危险范围0.21km^2,为小秦岭金矿区矿渣型泥石流防治工程方案的设计提供了基础参数。

小秦岭金矿区花岗岩磷灰石-锆石对岩浆氧逸度的约束

小秦岭金矿区华山和文峪花岗岩体形成年龄与金成矿年龄相近,已知金矿多集中在文峪岩体周围,比较两岩体岩浆氧逸度的异同有利于判断其对金成矿影响的异同。本文利用两岩体磷灰石中锰离子价态和锆石钛含量,对岩浆的氧逸度进行了约束。计算表明,华山岩体成岩氧逸度lgf(O2)在-9.3^-5.1之间,而文峪岩体成岩氧逸度在-8.5^-6.1之间,均属大于HM缓冲线的高氧逸度环境。Au在还原状态易呈自然金而沉淀,氧化状态时易以Au+或Au3+迁移。故华山和文峪岩体的岩浆都不能对金形成地球化学障而使之分散。

小秦岭金矿区矿山地质环境问题及防治对策

在全面收集小秦岭金矿区矿山开采现状及废石、尾矿、废水排放情况的基础上,开展了野外实地调查,基本查清了矿区地质环境现状和存在的主要问题,得到了矿区地质环境质量现状的综合评价结果,提出了矿山地质环境保护与治理对策建议。

河南小秦岭金矿区泥石流发生机理分析及治理措施

介绍了河南小秦岭金矿区的地理特征及泥石流危害的特征。从矿渣物质来源、地形地貌因素、水文气象因素等方面分析了矿区泥石流危害的发生机理,探讨了泥石流的防治措施包括清理矿渣疏通河道、拦挡工程、排水工程、坡面防护处理、矿渣堆坡面植被恢复等,并针对目前国内的防治措施提出了有效的建议。

陕西省人民政府办公厅关于成立小秦岭金矿区矿业秩序治理整顿领导小组的通知

为了认真贯彻落实国务院召开的小秦岭金矿区矿业秩序治理整顿工作会议精神,切实加强对治理整顿工作的组织颁导,经省委、省政府同意,决定成立陕西省小秦岭金矿区矿业秩序治理整顿领导小组,现将组成人员通知如下:

陕西省人民政府办公厅转发地质矿产部《小秦岭金矿区勘查许可证、采矿许可证更换和探矿权、采矿权有偿使用办法》的通知

经省人民政府同意,现将地质矿产部制定的《小秦岭金矿区勘查许可证、采矿许可证更换和探矿权、采矿权有偿使用办法》发给你们,请结合实际研究试行,切实把小秦岭地区矿业秩序整顿好、治理好。

小秦岭金矿区污损土地调查及修复治理技术

为了修复金矿区污损土地,改善生态环境,合理利用土地,本研究以小秦岭金矿区污损土地调查为依据,提出了综合利用物理修复、化学修复和生物修复技术,结合土地工程中的土体重构科研技术,对污损土地进行修复治理。通过逾6年的实践,治理项目取得生态、社会和经济效益,为行业发展提供了有益借鉴。