寶豐縣大營鎮天源采石場水泥用石灰巖礦地質環境恢復治理方案淺析

劉 丹

（河南省有色金屬地質礦產局第四地質大隊地環院 河南 鄭州 450016）

寶豐縣大營鎮天源采石場水泥用石灰巖礦地質環境恢復治理方案淺析

劉 丹

（河南省有色金屬地質礦產局第四地質大隊地環院 河南 鄭州 450016）

露天采礦活動破壞和侵占大量土地，造成水土流失。各類廢石、廢渣、尾礦的堆放也侵占大量土地，對原生地形地貌景觀破壞嚴重。本文選取一個露天開采水泥用石灰巖礦案例，分析其對地質環境的危害，并針對其地質環境恢復治理方案做進一步分析。

石灰巖礦；崩塌；滑坡；地質環境治理工程

1.礦區情況

1.1 礦區位置

寶豐縣大營鎮天源采石場水泥用石灰巖礦位于寶豐縣西北大營鎮崔家村西約200m的山坡上，礦區位于寶豐縣西北285°方位，直線距離7km處。寶豐縣到大營鎮有縣級公路相通，大營鎮與礦區有村村通相連，交通條件較為便利。

1.2 氣象

礦區屬溫帶季風性氣候，四季分明，特點是冬春干旱，夏季濕潤。年平均氣溫14.3℃，一月份最冷，七月份最熱，歷年最高氣溫40.5℃，最低氣溫-15.1℃；降雨多集中在7、8、9三個月，多年平均降水量673mm，降水量小于蒸發量，全年風向以西北風為主。區內無地表積水和水流，匯水面積很小。

1.3 地形地貌

礦區屬于侵蝕剝蝕丘陵區。地勢西、北高東低。海拔標高最高+370m，最低+345m,相對最大高差25m。區內基巖裸露，水系不發育。

1.4 地層與地質構造

礦區范圍較小，出露地層較為簡單，主要為寒武系中統徐莊組及新生界第四系。

①徐莊組（∈2x）：礦區內全部出露為該組地層，主要巖性為：上部灰黃—黃褐色中薄層狀灰巖、夾豹皮狀、鮞粒灰巖、泥質條帶灰巖，中部為黃綠色頁巖與灰巖互層，下部黃綠色頁巖、海綠石砂頁巖夾灰巖。礦區內主要出露為上部地層，本組上部灰巖是本采石場開采對象。可作為水泥灰巖，地層走向 185°，傾向 95 °，傾角23°，厚約45～151m。因此本區徐莊組上部灰巖是本次工作重點。

②第四系（Q）：分布于礦區外東部，主要為殘坡積、黃土和亞砂土，厚度在0～3m左右。

礦區內地質構造較簡單，地層呈單斜產出。走向185°，傾向95°，傾角23 °。區內未發現大的褶皺及斷層，節理、裂隙不發育。

礦區內沒有巖漿巖出露。

1.5 地震

根據國家質量技術監督局發布的中華人民共和國國家標準 GB18306—2001《中國地震動參數區劃圖》（河南省部分），本區地震動峰值加速度為0.05g，相應的基本烈度為Ⅵ度，其地震設防應為Ⅵ。

1.6 水文地質條件

礦區內無地表水體，海拔+370～+345m。相對高差25m，地勢西、北部高東部低，有利于自然排水。最低可采標高+345m，高于當地最低侵蝕基準面（當地最低侵蝕基準面為+300m），采場的充水因素主要為大氣降水，礦體位于山坡上，未來采石場開采的各個階段，大氣降水均可沿山坡及平臺逕流自然排泄，順巖石裂隙滲透，或人工排水，對礦山開采影響不大，水文地質條件屬簡單類型。

1.7 工程地質條件

1、礦體工程地質巖組特征

礦區地質構造簡單，斷裂構造不發育，除地表1～2m深度范圍內因風化裂隙較發育巖石有破碎，局部見到一些小型坍塌外，風化帶以下巖石一般均很完整，堅固，工程地質穩定性好。

礦區巖溶不發育，平均巖溶率僅0.54%。所以礦區為巖溶發育極微弱的堅硬巖石區，據巖石物理力學性質試驗，為堅硬類巖石。未來開采邊坡坡度不大于60°，基本保證堅硬類巖石邊坡的穩定性。

綜上所述，礦山工程地質條件亦屬簡單型礦床。

2、礦石物理性能試驗

據2009年洛陽市征昊技術咨詢有限公司編寫的《河南省寶豐縣大營鎮天源采石場水泥用石灰巖礦資源儲量核實報告》，礦石各項物理性能試驗結果如下：

小體重：2.50t/m3；松散系數：1.69；安息角：35°-39°。

3、露天采場邊坡穩定性評價

礦體開采方式為露天開采，因此開采邊坡的穩定程度是礦山開采中的主要技術問題。區內巖層傾向為170o左右，傾角llo，與礦區南側采場坡向相反，與礦區西側的采場邊坡橫交，根據赤平投影圖解及工程地質類比法確定采用60o的邊坡角比較適宜。穩定邊坡的確定是一個較為復雜的工程地質問題，它不僅由各種地質因素控制，同時也受地震、大氣降水和人為因素等外因的影響。因此，在開采邊坡設計時應充分考慮各種不利因素的影響，求取最安全的開采邊坡角。

綜上所述，該礦山工程地質條件屬于簡單類型。

1.8 人類工程活動

礦區地處大營鎮北部低山丘區，周邊基巖裸露，植被不發育。

根據礦區地質資料及現場踏勘情況分析，礦區不在自然及文物保護區內，無名勝古跡，周邊范圍內沒有重要的建（構）筑物；礦區范圍及附近，歷史上未有地下采礦活動，不存在老硐、老井、采空區等現象。

區域內沒有水庫和引水工程，有交通和輸變電設施。

自2008年至2011年，在礦區中部自南向北采用露天開采，目前已形成一個不規則采坑位于礦區的東中部，采坑最低標高+345米。

2.礦區采礦活動對地質環境的危害

礦區所在行政區內未涉及自然村莊、居民居住分散，居民集中居住區人口在200人以下；礦區范圍內無重要交通要道或建筑設施；遠離各級自然保護區及旅游景區（點）；無較重要水源地；采礦破壞其它草地92畝；

該礦山采用露天開采方式，巖土剝離、礦體開采后，形成新的邊坡，使原始地形地貌景觀遭受破壞；因邊坡落差較大，已有小型崩塌、滑坡發生，加劇了水土流失程度，引起土地資源的破壞；堆礦場堆滿開采出來的礦料，對原生地形地貌景觀破壞嚴重。

3.地質環境恢復治理方案淺析

該礦山的地質環境恢復治理方案共設計6個工程：

3.1 礦山地質環境保護工程

開采過程中對開采邊坡和道路進行治理以預防災害發生，同時在采區周邊設立警示牌5個，預防采坑造成其他損害。

3.2 開采區綜合恢復治理工程

待礦山開采結束后，購買腐殖土對底部平臺進行鋪填，改造成耕地，耕地間修建若干小路以供人員出入，在臺階上挖樹坑種植側柏進行綠化。

由于開采陡坎較多，坡面角度一般在50～70°之間，為防止雨水沖刷開采平臺至側柏傾覆。設計采坑底部坡腳處修建一條排水渠，從采坑北部礦山道路處和東北低洼處分別修建 3個排出口，從排出口設計遇到降水采坑積水時，可通過排水渠道將采坑底部積水順地勢排入礦坑外部。其他各級臺階上修建排水渠道，將平臺積水及時導入底部排水渠中。

為方便后期灌溉耕地，在采坑底部平臺（+345m）便于降水自然收集區域，開挖7個長4m，寬4m，深0.5m的蓄水池。

3.3 堆礦場恢復治理工程

開采完畢后，對堆礦場內的物料及開采垃圾進行清運，地面進行平整，然后種草，基本恢復當地景觀。

3.4 工業廣場恢復治理工程

礦山閉坑后對工業廣場的建筑進行拆除，拆除后的建筑垃圾外運，然后進行覆土綠化，恢復當地的地貌景觀。

3.5 礦山道路恢復治理工程

礦山閉坑后對礦山道路進行修復，道路兩邊栽種樹木，修建排水渠道。

3.6 礦山地質環境監測工程

在開采區內設立崩塌、滑坡、地形地貌監測點，定期進行監測，發現有發生地質災害的跡象立刻進行預警。

4.結論

通過本方案的實施，最大限度地減輕了露天采礦活動對礦山地質環境的影響和破壞，實現礦山地質環境的有效恢復，即礦山關閉后地表應基本恢復到采礦前的狀態，對存在的地質災害隱患應采取永久性防治措施，使礦山地質環境問題得到有效治理，保證礦區經濟社會發展和周圍居民生命財產安全。

[1]阮獻武，王建國，劉心武．重大地質災害防治方法與工程治理方案選擇及設計計算手冊 [M]．地質出版社， 2010,39．

[2]地質災害表現形式與防治措施及防治新技術新規范應用手冊（第一卷）[M]．中國科技文化出版社， 287．

[3]李天斌，王蘭生．最新巖質工程高邊坡穩定性及其控制手冊 [M]．地質出版社， 2010，,20-24．

[4]李文杰,王邦賢,任佩佩,范浩敏.河南礦山地質環境問題及幾點治理建議[J].地質災害與環境保護.2010(01)

[5]王震海．地質災害勘查與防治工程技術手冊（第一卷）[M]．地質出版社，2010，,163-182．

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1007-6344（2016）10-0010-02