露采灰巖礦山地質環境保護與恢復治理

■楊正玉

（1江蘇省地質礦產局第三地質大隊 江蘇鎮江 212001；2江蘇地質基樁工程公司 江蘇鎮江 212001）

露采灰巖礦山地質環境保護與恢復治理

■楊正玉1,2

（1江蘇省地質礦產局第三地質大隊 江蘇鎮江 212001；2江蘇地質基樁工程公司 江蘇鎮江 212001）

以鎮江市某露采建筑石料用灰巖礦山為例，從地質災害、地下水（含水層）的破壞、地形、地貌、人文景觀破壞和土地資源破壞等方面對露采礦山可能引發的一系列地質環境問題進行探討，提出預防、治理及恢復措施。

露采礦山地質環境保護恢復治理措施

0 前言

隨著工業生產的不斷深入，環境污染逐漸成為影響社會發展的重要因素，人們的環保意識逐漸增強，露采礦山對環境污染造成的影響也越來越得到重視，礦山地質環境保護不僅是企業面臨的問題，也是當今社會、政府主管部門關注的熱點。露采礦山對地質災害、地形地貌景觀以及土地資源都造成了很大程度的影響。如何讓這些礦山在充分發揮好經濟價值的同時又能保持良好的社會生態價值。本文以某建筑石料用灰巖露采礦山為例對露采灰巖礦山地質環境保護與恢復治理進行研究。

1 礦山基本概況及地質環境背景

1.1 礦山基本情況

礦區范圍為1～8號拐點組成的多邊形，礦山開拓面積約200000m2，東西長約840m，南北寬約260m。宕底最低標高為-1.59m，宕壁最高標高為+108.10m。礦山開采方式為山坡露天開采，年生產能力約125萬噸，產品主要有塊石、石子、石粉等，礦山的開采對當地經濟的發展和人民生活水平的提高起到了積極的作用?，F有開采山體局部破碎雜亂，存在近直立的高陡邊坡，地形變化較大，存在滑坡、崩塌等地質災害隱患。

礦區設計開采臺階為10個，最終邊坡角為46o，開采損失率為2%，回采率為98%，則實際可采資源量為495.54萬噸。根據該開發利用方案，礦山年生產規模為125萬噸，服務年限為4年。

礦山采用露天臺階水平分層向下開采，具體為：將礦區劃分成若干個水平分層，每層高度為10m，自上而下，逐層開采。

1.2 礦山地質環境背景

礦區屬于低山丘陵地貌單元，礦山開采前總體為南高北低，現宕底最低標高為-1.59m，宕壁最高標高為+108.10m，地形起伏變化較大。礦區位于長江下游南岸寧鎮山脈地區，屬北亞熱帶濕潤性季風氣候區，四季分明，氣候溫濕，雨量充沛，年平均降水量為1063.1毫米，年平均氣溫為15.4℃，月平均氣溫以7月份最高為27.7℃，1月份最低為2.4℃。年平均蒸發量為1585.1毫米。常年最多風向為東南風（夏季），其次為西北風（冬季）。

礦區地處寧鎮山脈中東段，屬揚子地層區，下揚子地層分區。地層發育基本齊全，以古生界地層最發育，中生界三疊系也有大面積分布，侏羅系地層及白堊系火山巖零星見及。地層總體呈近東西向展布，地層傾角在20～70o之間變化，局部地層陡立甚至倒轉。出露最老地層為志留系下統高家邊組。礦區地處揚子準地臺下揚子臺拗，寧鎮穹斷褶束的中東段，構造線總體呈北東東～近東西向展布，褶皺和斷裂較發育。

礦區出露地層單一，為二疊系棲霞組和第四系，二疊系下統棲霞組（P1q）：出露于礦區東、西、南部，巖性為深灰、灰黑色含瀝青質灰巖、厚層灰巖、硅質巖含少量燧石結核。第四系（Q）分布于礦區北部低洼處，主要為土黃色亞粘土及基巖風化殘坡積物。

2 不良地質現象

礦山露天開采可能引起的不良地質現象主要為滑坡、崩塌，其產生的原因主要有：生產過程中開采方法不規范、不合理，工作臺階坡面角過大、架頭過高、臺階根部掏挖等可能引起滑坡、崩塌危險；廢土與廢石堆放不當，堆放過高過陡、未采取防護措施，雨季則可能發生滑坡及泥石流地質災害；長時間下大雨，造成礦坑內積水過多，浸泡坡面，也會引起滑坡、崩塌地質災害。

3 礦山地質環境影響評估

3.1 礦山地質環境現狀評估

3.1.1 采礦活動引發的地質災害

評估區內目前的采礦活動已經使山體的局部邊坡十分陡峭，坡面巖石破碎，并在多處產生滑坡地質災害現象，規模小到中等，采礦活動引發滑坡、崩塌等地質災害的可能性較大，因此，現狀條件下，地質災害影響程度較嚴重。

3.1.2 采礦活動對含水層（地下水）的影響與破壞

評估區地處丘陵區，地表水系不發育。評估區內多為大氣降水，水文地質條件簡單。目前，采礦活動對含水層結構破壞不大，未造成礦區及周邊地區含水層疏干、地下水水位下降，礦區及周圍地表水體未漏失，未影響礦區及周圍部分生產、生活供水。因此，采礦活動對含水層（地下水）影響程度較輕。

3.1.3 采礦活動對地形、地貌、人文景觀的影響和破壞

目前，評估區內的采礦活動已經導致地表植被破壞、水土流失、巖石裸露，使山體形成了高陡邊坡，破壞了山體原有的植被，且面積較大，對原生地形、地貌破壞程度較大。排土場和工業場地因為地表土的堆放以及臨時構筑物的修建破壞了地表原有的植被資源，對地形地貌景觀影響和破壞較大。因此，采礦活動對已采區、排土場以及工業場地的地形、地貌、人文景觀的影響和破壞程度為較嚴重；礦區其他區域對地形、地貌、人文景觀的影響和破壞程度為較輕。

3.1.4 采礦活動對土地資源的影響與破壞

評估區土地類型主要為礦業用地和林地。采礦活動不占用（破壞）基本農田、耕地，但占用大量土地，因此，采礦活動對已采區土地資源的影響與破壞程度為較嚴重；其他區域為較輕。

3.2 礦山地質環境預測評估

3.2.1 采礦活動引發地質災害預測評估

評估區內由于爆破施工，未來的采礦活動可能會造成邊坡坡面破碎，從而引發滑坡、崩塌等地質災害規模中等，發生的可能性較大，可能造成直接經濟損失100～500萬元，受到威脅的施工人員達50～60人。因此，預測評估認為采礦活動可能引發滑坡、崩塌等地質災害的可能性較大。

3.2.2 采礦活動對含水層（地下水）的影響與破壞

評估區地處丘陵區，地表水系不發育。評估區內多為大氣降水，水文地質條件簡單。采礦結束后，終采標高在最高地下水位以上，不會影響礦區及周圍部分生產、生活供水。礦區內無老硐、地表塌陷、地面沉降等不良工程地質現象。因此，預測評估認為采礦活動對含水層（地下水）影響程度較輕。

3.2.3 地形、地貌、人文景觀等的影響和破壞

根據開發利用方案，劃定的礦區開采結束后，將在采礦場周邊形成10個臺階，設計靠幫臺階坡面角為60°，臺階高度為10m，安全平臺寬度為4m，清掃平臺寬度為6m，終采邊坡角為46o。采礦活動對原生的地形地貌破壞程度較大，因此，預測評估認為采礦活動對已采區、排土場以及工業場地的地形、地貌、人文景觀的影響和破壞程度為較嚴重；礦區其他區域對地形、地貌、人文景觀的影響和破壞程度為較輕。

3.2.4 對土地資源的影響與破壞

評估區土地類型主要為礦業用地和林地。礦山閉坑后，礦區將形成面積約200000m2，深度約60m的采坑，占用大量的土地資源，因此，預測評估認為對已采區土地資源的影響與破壞程度為較嚴重；其他區域為較輕。

4 礦山地質環境分區防治措施

根據礦山地質環境問題的類型、分布特征及危害性、礦山地質環境影響現狀與預測評估結果將整個礦區分為三個區域：露采區為礦山地質環境影響嚴重區，劃分為礦山地質環境重點防治區；排土場和工業場地為礦山地質環境影響較嚴重區，劃分為礦山地質環境次重點防治區；其他區域為礦山地質環境影響較輕區，劃分為礦山地質環境一般防治區。防治措施主要是指地質災害防治工程，地下水（含水層）防護措施、地形、地貌、人文景觀影響防治措施、土地資源影響和破壞防治措施以及各種監測手段等。

4.1 地質災害防治措施

對目前開采宕口遺留邊坡災害隱患進行排查，并對發現的災害隱患點進行整治，通過清除坡面上的懸巖、浮石、不穩定巖體，消除災害隱患，同時在生產過程中嚴格按照開發利用方案中確定的開采方式、開采范圍以及開采深度進行開采活動，及時清除露采坡面的危石，防止發生巖塊崩落、滾落等崩塌地質災害對礦山工作人員和運輸車輛等設施構成安全威脅，造成安全生產事故。礦山開采時，應經常對坡面進行安全檢查，發現坡面存在浮石、危巖應及時清理，開采區域應當設置醒目的警示標志，嚴禁人員靠近邊坡底部休息與駐留，加強對露采邊坡的穩定性監測。在形成的各級平臺進行覆土綠化，平臺上種植喬灌草藤立體植被，用攀援性強的藤本植物沿斜坡延伸；平臺外緣種植懸垂植物綠化覆蓋下層裸露巖壁，形成立體綠化效果，防止碎石從上部滾落。

4.2 地下水（含水層）防護措施

露采礦山對地下水影響和破壞較輕，主要應該預防對地下水產生污染。礦坑排水、采礦廢水、生活用水等應該循環利用，對于難以循環的應該進行統一收儲，經過消毒、凈化、沉淀等工藝和措施，達到排放標準的才允許按要求排放。

4.3 地形、地貌、人文景觀影響的防治措施

地形、地貌、人文景觀影響的防治措施主要是對開采形成的各級平臺進行邊坡與平臺修整、綠化工作。

（1）平臺種植技術施工工序：平臺修整→平臺外側植生草袋→客土回填、施用基肥→砌筑截水溝→澆水自然沉降→種植植被；

（2）平臺修整：在開采過程中按順序形成各級平臺，平臺縱向總體上呈內低外高的趨勢（坡度≤5°），橫向中間高兩端低，形成4.0m寬的平臺；

（3）砌筑截水溝：在坡頂距離坡頂邊0.5m砌筑截水溝；

（4）客土回填、施用基肥：將礦山開采過程中剝離的表土回填，回填厚度0.5m左右，同時在土壤中施用基肥，保證種植植被的生長所需；

（5）澆水加固：回填土壤需澆一定量水，土層自然沉降，結合人工干擾加固；

（6）植被綠化：覆土后平臺上種植喬灌草藤立體植被，用攀援性強的藤本植物沿斜坡延伸，綠化邊坡；平臺外緣可種植懸垂植物綠化覆蓋下層裸露巖壁，形成立體綠化效果；

苗木可以選擇適宜當地生長的鄉土植物，如楊樹，適當種植觀賞價值較好的經濟樹種，如桂花、木槿、梔子等，灌木品種有石楠、紅果冬青、荊條、野薔薇、映山紅等植物，可以選種爬山虎等爬藤類植物，選種虎耳草等懸垂植物，按照自然式、生態化構建植物多樣性配置。

4.4 土地資源影響和破壞防治措施

礦區土地類型主要為礦業用地和林地，結合遭受破壞的位置和對象，防治措施應拆除礦山工業場地及生活區的臨時構筑物，對場地進行清理、平整以及復綠，對礦區開采區根據相關的使用要求進行對應的處置。

4.5 礦山地質環境監測工程

礦山監測主要分為露采邊坡監測、排土場邊坡穩定性監測、地形地貌及土地資源影響巡視監測等。利用鋼卷尺、全站儀、GPS等測量設備進行程度監測，并做好相關記錄，分析變化趨勢并制定相關的防治方案。

5 結語

本文以某露采灰巖礦山為例，對礦山的基本情況以及地質環境進行了分析，在此基礎上對礦區進行了現狀與預測評估，對礦區進行了分區，并詳細闡述了分區治理的方法與措施，對同類型的礦山地質環境保護與恢復治理有一定的借鑒意義。

[1]李長洪，任濤，蔡美峰等.礦山地質生態環境問題及其防治對策與方法 [J].中國礦業，2005，14（1）：29-33.

[2]DZ/T0223-2011.礦山地質環境保護與治理恢復方案編制規范.

P5[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-309-2

楊正玉（1982～），工程師，研究方向為地質災害評估、設計、治理等。