Evaluación del entorno geológico del área minera de oro de Xiaoqinling basada en el análisis de elementos de materia

Xing Yongqiang1, Zheng Zhao2, Wu Mei1, Pan Yuanqing1, Fang Shijun1

(1. Academia de Ciencias de la Tierra y los Recursos de Henan, Zhengzhou 450016; 2. Escuela de Ingeniería Arquitectónica, Tianjin University, Tianjin 300072)

"Henan Science", número de artículo: 1004-3918-(2008)-03-0353-04

Resumen En los últimos años, con el interés humano en Área minera de oro de Xiaoqinling Con la continua intensificación de las actividades de desarrollo, el ambiente geológico local ha sido severamente dañado. La evaluación de las condiciones ambientales geológicas del área minera de Xiaoqinling tiene una importante importancia para el futuro trabajo de restauración y gestión de la mina. Este artículo elige el método de análisis de elementos de materia para llevar a cabo el trabajo de evaluación. Primero, con base en los resultados de la investigación de campo y el principio de diferencias regionales, el área de extracción de oro de Xiaoqinling se divide en 87 unidades de evaluación y luego se presentan los indicadores y estándares de evaluación. Seleccionado para determinar los valores de cada indicador. Coeficiente de peso, sobre esta base, se lleva a cabo una evaluación integral de la calidad del entorno geológico del área minera de oro de Xiaoqinling. Los resultados de la investigación muestran que el entorno geológico general del área minera de Xiaoqinling no es optimista. En particular, las intensas actividades mineras en el suroeste han causado grandes daños al entorno geológico, que es el foco de la restauración y gestión del entorno geológico de la mina. ambiente en el futuro.

Palabras clave Xiaoqinling método de análisis de elementos de materia evaluación del entorno geológico

El área minera de oro de Xiaoqinling es una de las cuatro principales áreas productoras de oro en mi país. Desde mediados de la década de 1960, los depósitos de oro. Aquí se han descubierto 1.200 vetas auríferas, con reservas probadas de oro de unas 400 toneladas. La economía minera local se ha desarrollado rápidamente, especialmente en la década de 1980, cuando las empresas mineras y de procesamiento se desarrollaron rápidamente. Hay docenas de empresas auríferas nacionales y locales en el área minera y miles de minas se han convertido en una industria pilar en la ciudad de Lingbao. Sin embargo, debido al imperfecto sistema de gestión y desarrollo de los recursos mineros de mi país, los recursos mineros no renovables y el entorno geológico de la zona minera se han visto gravemente dañados por la extracción indiscriminada de los mineros de oro en la zona minera de oro de Xiaoqinling. Además, la destrucción provocada por el hombre también ha provocado desastres geológicos como deslizamientos de tierra, flujos de escombros y colapsos del suelo en la zona. Por lo tanto, el uso de métodos apropiados para evaluar exhaustivamente el entorno geológico del área minera de oro de Xiaoqinling tiene una importante importancia orientadora para futuros trabajos de restauración y gestión de la mina.

1 Descripción general del entorno geológico del área de estudio

1.1 Descripción natural

La zona minera de oro de Xiaoqinling está ubicada en las tres provincias de Henan, Shaanxi y Shanxi dentro Ciudad de Lingbao en el oeste de la provincia de Henan. En el cruce, las coordenadas geográficas son 34°24′～34°30′ de latitud norte y 110°21′～110°34′ de longitud este. La zona minera tiene una zona semiárida templada cálida. Clima monzónico continental con cuatro estaciones distintas, una temperatura media anual de 26,1°C y una precipitación media anual de 645,8 mm. La precipitación de julio a septiembre representa el 50,8% de la precipitación anual. Las precipitaciones se distribuyen de manera desigual a lo largo del año.

La zona minera está delimitada por Xiyu. La parte este del valle pertenece a la ciudad de Yuling, ciudad de Lingbao, y la parte oeste del valle pertenece al condado de Tongguan, provincia de Shaanxi. El margen norte de la falla Xiaoqinling está delimitado por la zona montañosa de la cuenca de loess de la falla Mesozoica y Cenozoica Lingbao; el límite sur por la falla Songshudi-Zhoujiashan es la zona de la falla Zhuyangzhen. La elevación de las crestas en el área minera está en su mayoría por encima de los 1.000 m, y la topografía general es baja en el norte y el sur, alta en el medio, alta en el oeste y baja en el este. La zona tiene montañas onduladas, barrancos entrecruzados y un terreno peligroso con valles estrechos y pendientes pronunciadas.

Los estratos de la zona minera presentan un basamento cristalino típico del Norte de China del Precámbrico y una estructura de roca de capa desde el Mesoproterozoico. El basamento está compuesto principalmente por el Grupo Taihua Neoarqueano (Ar2) y el Paleoproterozoico (Pt1). La roca de capa se superpone al basamento cristalino con una discordancia estructural regional, compuesto principalmente por el Grupo Xiong'er del Neoproterozoico Medio (Pt2-1), Sistema Siniano. (Pt3), Sistema Cámbrico y Sistema Cenozoico, básicamente no se desarrollan estratos del Paleozoico tardío y Mesozoico. El área minera tiene un relieve de media montaña con profundos barrancos, grandes fluctuaciones del terreno, estructuras de fallas desarrolladas, estratos y rocas relativamente quebrados, montañas locales inestables, propensas a colapsar, deslizamientos de tierra y desastres por flujo de escombros, y malas condiciones geológicas de ingeniería.

1.2 Investigación del estado minero actual de las minas

En septiembre de 2006, el Instituto Provincial de Tierras y Recursos de Henan organizó al personal pertinente para realizar una investigación del estado minero actual de 27 minas importantes. minas en el área minera de oro de Xiaoqinling Según las estadísticas, la escala de extracción de 21 minas de oro es de 4.165 toneladas por día, lo que representa el 74,7% de la escala de extracción total; el valor de producción anual es de 367 millones de yuanes, lo que representa el 89,3% de la producción. valor total de la producción anual. Se puede ver que, aunque hay otros recursos minerales recolectados en el área minera de oro de Xiaoqinling además de la minería de oro, el valor de producción anual de la minería de oro es mucho mayor que el de otras minas.

Por lo tanto, el área donde se ubican las minas de oro debe ser el objetivo principal de la evaluación del entorno geológico.

1.3 Problemas geológicos de las minas

1.3.1 Vertidos graves de aguas residuales de escoria

El estudio muestra que la cantidad de residuos sólidos producidos por estas 27 minas es de 1,1934 millones toneladas/año, el volumen de relaves es de 1,2217 millones de t/año, y el volumen total de escoria es de 2,4151 millones de t/año, el volumen actual de acumulación de residuos sólidos es de 16,5332 millones de t, el volumen de existencias de relaves es de 16,4475 millones de t, y el volumen total de escoria; El volumen de acumulación es de 32,9807 millones de toneladas. La descarga total anual de aguas residuales es de 3,79 millones de m3, de los cuales la mayoría es agua de Categoría III. Algunas minas descargan aguas residuales de procesamiento de minerales, causando una grave contaminación del agua, y son de Categoría IV y V. En diversos tipos de minas, la producción y acumulación de escorias y aguas residuales provienen principalmente de la extracción de oro. La escoria producida por las 21 minas de oro representa el 96,5% de la producción total de escoria, y la acumulación de escoria representa el 99,5% de la acumulación total de escoria.

1.3.2 Desastres geológicos causados ​​por la minería

La mayoría de las minas en el área minera de oro de Xiaoqinling son minería subterránea, y las actividades mineras profundas inevitablemente representarán una amenaza para la estabilidad de la montaña. Aunque la ocurrencia de desastres geológicos tiene sus propias condiciones geológicas específicas, también está estrechamente relacionada con las actividades de ingeniería. En los últimos 20 años, se han producido más de 30 desastres geológicos, como deslizamientos de tierra, flujos de escombros, avalanchas y colapsos del suelo causados ​​por la minería. Los dos más graves fueron: ① En agosto de 1996, se produjeron flujos de escombros en el valle de Daxi. y el valle de Wenyu. 13 kilómetros de carreteras y 3 kilómetros de líneas de comunicación en la zona minera fueron destruidos y muchas casas y equipos resultaron dañados. La pérdida económica directa fue de 6,9 ​​millones de yuanes y la pérdida económica indirecta fue de 6,63 millones de yuanes. En 1987, se produjo un deslizamiento de tierra en la montaña oriental de Dahuyukou. El deslizamiento de tierra tuvo 192 m de largo y 192 m de ancho, con un volumen total de aproximadamente 400.000 m3. La sala de compresores de aire y los dormitorios del personal quedaron destruidos y la mina quedó suspendida. Durante un año, la pérdida económica directa fue de más de 7 millones de yuanes. Se puede ver que los desastres geológicos causados ​​por la minería han planteado una gran amenaza a la seguridad de las vidas y propiedades de la población local y al desarrollo estable del desarrollo social y económico.

2 Selección del modelo de evaluación

La investigación humana sobre la evaluación integral de los peligros geológicos ha transcurrido desde hace mucho tiempo. A principios de la década de 1970, Hewitt et al. múltiples desastres en un solo lugar" Basándose en las ideas de investigación de Hewitt, los investigadores de Puget Sound produjeron mapas de pérdidas potenciales para inundaciones, terremotos, tormentas, volcanes y otros desastres en la región; después de la década de 1980, Van Westen et al. realizaron desastres geológicos de montaña con el apoyo de sistemas GIS Investigación de análisis de riesgos. Mi país ha llevado a cabo sucesivamente trabajos de evaluación del riesgo de desastres geológicos a nivel regional desde la década de 1990. Por ejemplo, Zhang Yecheng et al (2003) establecieron un modelo de evaluación del índice de riesgo de desastres geológicos y un modelo de evaluación de riesgos para colapsos, deslizamientos de tierra, flujos de escombros, colapsos kársticos y Otros modelos de análisis de evaluación de desastres en mi país; Wang Jiading (1996) utilizó tecnología de procesamiento de optimización de información difusa para establecer un modelo de evaluación de desastres geológicos integrales urbanos.

En la actualidad, los métodos de evaluación integral de índices múltiples se utilizan principalmente en la evaluación del entorno geológico de las minas. Los métodos comúnmente utilizados incluyen el método de evaluación integral difusa (Wan Jinbao et al., 2006) y el método integral de correlación gris (Wang Guofu). et al., 2001) y el método de análisis de elementos de materia (Gao Junsheng, 2007), etc., pero es difícil determinar qué método de evaluación de resultados es el más preciso y objetivo. La evaluación integral difusa y los métodos integrales relacionales grises se han utilizado ampliamente en la evaluación del entorno geológico. Sin embargo, debido a su borrosidad e incertidumbre en la evaluación del entorno geológico, a menudo causan distorsión de los resultados de la evaluación. Después de la selección, este artículo seleccionó el método de análisis de elementos de materia, que tiene las siguientes características: ① Puede abstraer problemas complejos en modelos visuales y utilizar estos modelos para estudiar teorías básicas y proponer métodos de aplicación correspondientes; ② Puede establecer la calidad de múltiples; -Indexar los parámetros de rendimiento de las cosas Modelo de evaluación, y puede expresar los resultados de la evaluación con valores cuantitativos, para reflejar más completamente el nivel integral de la calidad de las cosas. ③El método es simple y operable, y fácil de programar por computadora; El método de análisis de elementos de materia aún no se ha aplicado a la evaluación del entorno geológico de la mina.

El principio del método de análisis de elementos de materia es: establecer una matriz de elementos de materia, una matriz de dominio clásica y una matriz de dominio de nodo para el objeto de evaluación, y utilizar la función de correlación para calcular el grado de correlación integral. y utilizar los diferentes rangos de valores del grado de correlación integral como el entorno geológico de la mina. Los criterios de evaluación se utilizan para determinar el grado de los resultados de la evaluación. Para conocer los pasos de cálculo específicos del método de análisis de elementos de materia, consulte Gao Junsheng (2007) "Método de evaluación integral y aplicación de la calidad del medio ambiente del agua basado en la teoría de elementos de materia".

3 Evaluación integral del entorno geológico del área minera de Xiaoqinling

3.1 División de unidades de evaluación

Combinado con los resultados de la investigación de campo del área minera de oro de Xiaoqinling , y de acuerdo con el objetivo y justo, reflejar científicamente el principio de diferencias regionales en el entorno geológico del área minera, el área de evaluación se divide en 87 unidades de evaluación. Al analizar primero cualitativamente los principales problemas geológicos ambientales en el área minera, y considerar de manera integral factores como las características topográficas y geomorfológicas, las características del desarrollo del sistema hídrico y la intensidad de las actividades humanas, se delinea la grilla de unidades de evaluación para áreas con problemas destacados en la minería. para las áreas restantes, la cuadrícula de unidades de evaluación se divide en una cuadrícula de 3 km × 3 km para dividir las unidades de evaluación. Al dividir las unidades, también se debe prestar atención a la acomodación mutua con los límites administrativos y los límites del sistema de agua. y la fusión adecuada de unidades periféricas y unidades pequeñas. Además, teniendo en cuenta las características objetivas del entorno geológico, también se tienen en cuenta las necesidades locales especiales. Por ejemplo, las zonas en la unión de las provincias de Henan y Shaanxi se demarcan según los límites de las divisiones administrativas. Los resultados de la división son los siguientes: las unidades dx1 y dx2 son el intervalo Daxiyu; las unidades w1 a w4 son el intervalo Wenyu; las unidades z1 a z3 son las unidades del intervalo Zaoxiangyu dh1 a dh3 son las unidades zy del intervalo Zangmayu y Yanjiayu; la unidad f es el intervalo del valle de Fufu; la unidad g es el intervalo del valle de Guanyin; la unidad j es el intervalo del valle de Jingshan; las unidades i1 a i10 son los intervalos correspondientes en el valle de Cangzhu, el valle de Baihua, el valle de Qianma, el valle de Yangzhai y el valle de Zhujia; unidad 1 ~ Unidad 61 es una unidad de evaluación que cumple con los límites de varias áreas de acuerdo con la cuadrícula y se fusiona o corta adecuadamente.

3.2 Selección de indicadores de evaluación y sus estándares de evaluación

En una comparación exhaustiva, Cheng Yuxiang et al (2007), Xu Youning et al (2003), Cai Bin et al. (2006) estudiaron la selección de indicadores de evaluación sobre la base de los resultados, partiendo de las condiciones ambientales geológicas actuales del área minera de oro de Xiaoqinling y considerando de manera integral las condiciones naturales del área de estudio, el impacto de las actividades humanas y la recopilación de datos. y otros factores, seleccionamos la pendiente de la superficie, la resistencia a la erosión de la roca y el suelo, la cobertura vegetal, los nueve indicadores de evaluación anual incluyen precipitación, desastres geológicos, erosión del suelo, contaminación de las aguas superficiales, intensidad de las actividades de ingeniería humana y acumulación de escoria.

Los indicadores de evaluación seleccionados se dividen en cinco niveles según la calidad del entorno geológico: "excelente", "buena", "media", "mala" y "extremadamente pobre", y los valores estándar ​​Los indicadores correspondientes a cada nivel son los que se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Estándar de clasificación del índice del índice de evaluación ambiental geológica en el campo aurífero de Xiaoqin Hill

3.3 Determinar el coeficiente de peso

Actualmente existen muchos métodos para determinar los coeficientes, que Se puede dividir a grandes rasgos en métodos de ponderación subjetiva como Delphi y el proceso de jerarquía analítica, y métodos de ponderación objetiva como el análisis de componentes principales y el análisis factorial. El uso de métodos de ponderación subjetiva mezcla la arbitrariedad subjetiva de los tomadores de decisiones, mientras que el uso de El objetivo. El método de ponderación carece de la voluntad de los tomadores de decisiones, por lo que este estudio utiliza un método que combina ponderación subjetiva y ponderación objetiva. Primero, se calcula un conjunto de ponderaciones iniciales mediante el método de ponderación del análisis factorial de componentes principales y luego se incorpora al modelo de evaluación. Realice cálculos y, si los resultados del cálculo son razonables, utilice directamente el peso del indicador. Si los resultados del cálculo son significativamente diferentes, realice el ajuste adecuado en función de los pesos iniciales y finalmente obtenga un conjunto de coeficientes de peso razonables. como se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2 Coeficiente de ponderación del índice de evaluación

3.4 Resultados y análisis de la evaluación del entorno geológico del área minera de Xiaoqinling

Utilizando el método de análisis de elementos de materia, utilice el lenguaje VB para Prepare el programa de cálculo correspondiente, combine la magnitud de cada índice de evaluación unitario y la situación del estudio de campo del área minera de oro de Xiaoqinling, y proporcione los resultados finales de la evaluación de la calidad del entorno geológico, como se muestra en la Tabla 3 y la Figura 1.

Tabla 3 Resultado evaluativo de la calidad ambiental geológica en el campo aurífero de Xiaoqin Hill

Figura 1 Diagrama del efecto de la evaluación de la calidad ambiental geológica del campo aurífero Xiaoqinling

Fig.1 Resultado evaluativo mapa de la calidad ambiental geológica en el campo aurífero de Xiaoqin Hill

Como se puede ver en la Tabla 3, hay 12 unidades de evaluación con calificación "excelente" y calificación "buena". Hay 23 unidades de evaluación, 36 unidades de evaluación en el nivel "medio", 10 unidades de evaluación en el nivel "pobre" y 6 unidades de evaluación en el nivel "extremadamente pobre".

Los números de serie de las unidades de nivel "extremadamente pobre" son w1, w3, z1, dh1, i5, i8; los números de serie de las unidades de nivel "pobre" son 38, 46, dx1, dx2, w2, z2, i1, i3, i4, i6, estas unidades se distribuyen principalmente en el suroeste del área minera. Debido a los densos tajos mineros y la intensa actividad minera en las áreas donde se ubican estas unidades, han tenido un muy mal. impacto en el medio ambiente geológico. La probabilidad de desastres geológicos en esta área es mucho mayor que en el área minera. Otras áreas deberían ser el foco de la restauración y gestión ambiental minera en el futuro.

Las unidades calificadas como "media" y "buena" se distribuyen alrededor de la zanja de flujo de escombros, desempeñando un papel de transición y amortiguación; en la región sureste, alejada de las actividades humanas, existen áreas calificadas como "excelente". En general, la calidad ambiental es mejor en la parte sureste del área minera de Xiaoqinling, seguida por la parte central y la peor en la parte suroeste.

4 Conclusiones

(1) El entorno geológico del área minera de oro de Xiaoqinling tiene las características de muchos tipos de problemas y un alto grado de peligros. Seleccione el entorno geológico que pueda reflejar de manera integral. el entorno geológico de la mina y las actividades mineras. Es más razonable utilizar 9 factores como objetos de evaluación.

(2) El método de análisis de elementos de materia es fácil de calcular y también puede dividir las diferencias entre unidades de detección que pertenecen al mismo nivel. Es factible y confiable evaluar el entorno geológico del área minera de Xiaoqinling. .

(3) Las actividades mineras en el suroeste de las montañas Xiaoqinling tienen un impacto grave en el medio ambiente geológico y deberían ser el foco de la restauración y gestión ambiental minera en el futuro.

Referencias

Cai Bin, Hu Xiewen. 2006. Aplicación de una evaluación integral difusa en la evaluación de zonificación de riesgo geológico ambiental de la ciudad de Mianyang, (2): 67～. 74.

Cheng Tianxiang, Zhang Jun, Du Dongju. 2007. Investigación sobre la correlación entre la actividad de fallas y los desastres geológicos en el área de Tianshui. Journal of Engineering Geology, 15(1): 33～37.

Gao Junsheng. 2007. Método de evaluación integral de la calidad del medio ambiente del agua basado en la teoría del elemento materia y su aplicación, 1(1): 20～26.

Wan Jinbao, Hou Deyin, Wan Xing, Tu Shenghui 2006. Aplicación del método de evaluación integral difusa en la evaluación de la calidad del agua del río Le'an, 24(6): 77～80.

Wang Guofu, Liu. Ming, Liu Shinian, Sun Zhenjia 2001. Aplicación de la correlación de grises en la predicción de depósitos en campos minerales de Baiyin, Journal of Guilin Institute of Technology, 21(1): 73～77.

Wang Jiading, Huiyanghe. 1996. Investigación sobre riesgos geológicos integrales en Xi'an y compilación de mapas de grados de desastres. Revista China de Prevención y Riesgos Geológicos, 7(2): 94～100.

Xu Youning, Yuan Hanchun, He. Fang, Chen Shebin, Zhang Jianghua. 2003. Índice de evaluación integral del sistema de problemas geológicos ambientales mineros, 22(10): 829～832.

Zhang Chunshan, Zhang Yecheng, Zhang Lihai. Evaluación de riesgos de desastres por colapso, deslizamientos de tierra y flujo de escombros en China. Journal of Geomechanics, 10(1): 27～32.

Evaluación del entorno geológico de Xiaoqinling Hill Goldfield basada en el método de análisis de elementos de materia

Xing Yong-qiang1Zheng Zhao2Wu Mei1Pan Yuan-qing1Fang Shi-jun1

(1.Instituto de Investigación de Tierras y Recursos de Henan, Zhengzhou 450016; 2.Facultad de Ingeniería Civil, Universidad de Tianjin, Tianjin 300072)

Resumen: En los últimos años, el entorno geológico del área minera de la colina Xiaoqin resultó gravemente dañado con el aumento de la minería en esta área. Es necesario evaluar la situación del entorno geológico local para una mayor recuperación y mantenimiento. de la mina. Se empleó el método de análisis de elementos de materia. El área minera se dividió en 87 unidades de evaluación de acuerdo con la investigación de campo que sigue los principios de diferencia. Luego se establecieron el estándar y el índice de evaluación para fijar los coeficientes de ponderación de diferentes índices, con base en en el cual se realizó la evaluación integral del entorno geológico del área minera de oro de Xiaoqin Hill.

de.Los resultados muestran que la situación geológica se está agravando debido a la intensa minería, especialmente en el suroeste del área en la que se deben centrar los trabajos futuros.

Palabras clave: análisis de elementos de materia del cerro Xiaoqin; método; evaluación del entorno geológico