淺談飾面石材礦地質環境問題與防治工程部署

劉丹

摘 要：飾面石材礦的露天開采造成礦山的地質環境破壞，其主要表現為崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。本文選取一個地方案例，通過對其地質環境問題的分析，探討其防治工程的部署。

關鍵詞：飾面石材礦；崩塌；滑坡；泥石流；地質環境防治工程

1 礦區概況

本文所述飾面石材礦位于魯山縣梁洼鎮西南約4km處的雙頭灣，

屬梁洼鎮郎店村管轄。礦區南距魯山縣城約11km，北距平頂山市石龍區約7.8km，東距寶豐縣約17km。

1）自然地理。礦區屬大陸性半干旱氣候，歷年平均降水量為827.8mm，年平均蒸發量1220.88mm，年相對濕度76%。溫差較大。年均日照時間2068.8h，年均無霜期211.4h。降雪集中在每年12月至次年一月，最大積雪28cm.凍土厚22cm以上，凍土期為當年11月至次年3月。

2）水文。礦區水系屬淮河流域，沙河水系，地表沒有大的地表水體，只有一條石板河自北向南經縣城流入沙河。

3）地形地貌。礦區地處侵蝕剝蝕丘陵地貌區，地面標高 +249m—+160m，相對高差89m，地勢低緩，北高南低。

4）地層。根據礦山普查報告所述，礦區位于華北地臺南緣，屬華北地層區豫西分區澠池—確山小區。區域內出露地層主要有太華巖群耐莊巖組（Ar2n），汝陽群云夢山組（Pt2y），寒武系下統辛集組（∈1x）、中統饅頭組（∈2 m）、張夏組（∈2 zh），上石炭統太原組（C2t）、本溪組（C2b），二疊系山西組（P1s）、下石盒子組（P2x），白堊系大營組（K1d），新近系洛陽組（N1l），第四系更新統（Q2）及全新統（Q4）。礦區內出露地層由老至新：石盒子組（P1s）中細粒長石石英砂巖夾頁巖、粉砂巖、煤層、炭質頁巖、粘土礦層。

5）地質構造。礦區位于華北地臺南緣，三門峽-魯山斷裂東北側。韓梁不對稱弧型向斜西南翼。區內褶皺不發育。礦區構造以斷裂構造為主，表現形式主要為斷裂破碎帶（PO）和節理裂隙發育區（帶），它們的分布方向主要為北西向。礦區內破碎帶在勘查區范圍內共發現有四條，其中PO1、PO2分布于Ⅰ號礦體內，PO3、PO4分布于Ⅱ號礦體內。

6）水文地質。本區屬秦嶺東段侵蝕構造中山裂隙水水文地質區。以碳酸鹽巖類夾碎屑巖類含水巖組為主。礦體位于侵蝕基準面以上，礦區未有大的地表水體，降水自然排泄條件良好，礦區構造裂隙不發育，為水文地質條件簡單礦床。

7）工程地質。礦區斷裂構造不太發育，礦體、圍巖為同一巖體，巖石新鮮堅固，抗壓強度較高（110-326.8Mpa）覆蓋層零星分布而且厚度小（1.0-3.5m），地形邊坡平緩相對高差最大84m，開采斷面標高小于40m，較穩定，該礦床為工程地質條件簡單礦床。

8）礦體地質特征。礦體賦存于白堊系大營組地層中，白堊系大營組（K1d）主要巖性為紫色泥質粉砂巖、深灰色安山巖、安山玄武巖、含礫砂巖等。礦石為安山玄武巖。礦區Ⅰ、Ⅱ號礦體形態、大小近似呈不規則的圓形，與圍巖安山巖的界線基本清晰，為同源但不同的火山噴發期次形成的。綜上所述，地質構造屬簡單類型。

2 開采前礦山地質環境問題評述

本文所述飾面石材礦，為新建露天開采礦山。前期礦區有民采現象，在Ⅰ號礦體附近遺留有民采坑兩個，呈不規則圓形，邊坡高陡，落差2-4m。至開采時，還未出現崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。

開采之前的民采行為對礦體和表土進行了剝離，在地表形成落差較大的采坑，對地形地貌景觀破壞較嚴重；Ⅰ號采區內堆放的廢渣對原生地貌景觀影響和破壞程度大，地形地貌景觀破壞程度為嚴重；工業廣場、炸藥庫因為修建有工業場房，對原生地貌景觀影響和破壞程度大，對地形地貌景觀破壞程度為較嚴重；Ⅰ號采區、Ⅱ號采區、臨時排土場、其它區基本保持了當地的原有景觀，對地形地貌的破壞較輕。

3 開采過程中礦山地質環境問題評述

由于礦體厚度30～40m，I號和II號采坑采用臺階方式進行，每級臺階7-8m。由此在采坑邊緣形成了較大落差的邊坡。開采過程中，采場臺階邊坡破碎巖體在自身重力、自然作用（如強降雨等）及人為因素（采礦機械破碎巖體時產生振動）作用下，可能引發崩塌、滑坡等地質災害。這些地質災害會威脅采礦人員、機械的安全。故采礦工程建設有遭受崩塌、滑坡的危險性，其危險性為中等。根據《開發利用方案》，剝離的廢渣廢石前期主要用于礦山道路的建設， 后期將回填至I號采坑，也就在一定程度上避免了泥石流物源的堆積，因此引發泥石流的可能小，危險性小。根據《開發利用方案》工業廣場和炸藥庫區域內未有開采計劃，僅用來作為礦山辦公和存放炸藥使用，引發地質災害的可能性小，危險性小。其他區域未有開采計劃，處于原生狀態，引發地質災害的可能性小，危險性小。

4 礦山主要防治工程部署

4.1 采區防治工程部署

4.1.1采區平整工程

設計首先以開采過程中形成的廢石、廢渣對采坑底部進行鋪填。廢渣鋪填采取邊開采邊鋪填的方式，廢渣費用不計入本次恢復治理費用；對開采完畢的采坑通過覆土、修建截排水渠、綠化、耕地改造等措施進行恢復治理，提高土地利用率，基本恢復當地景觀。

4.1.2開采平臺治理工程

礦區開采完畢形成的多個臺階，各級臺階靠近邊坡處面積較大，影響了當地原有的景觀，設計對各級臺階進行綠化，恢復采區的景觀，美化采區環境。

4.1.3截排水渠工程

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及防止平臺上的覆土流失，在坡腳處修建排水渠，設計采坑底部修建一條排水渠，從采坑西南部礦山道路處和南部低洼處分別修建2個排出口，遇到降水采坑積水時，可通過排水渠道將采坑底部積水排入礦區西部低洼處的季節性小溪中，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。

4.2 臨時排土場防治工程部署

設立警示標志，待Ⅱ號采坑開采結束，將臨時排土場上堆放的固體廢棄物回填至Ⅱ號采坑，廢渣回填費用不計入本次恢復治理費用；對解除占用的排土場區域進行植樹綠化。

4.3 工業場地及炸藥庫防治工程部署

礦山閉坑后對工業廣場、炸藥庫進行拆除，拆除后的建筑垃圾外運，然后進行植樹綠化，恢復當地的地貌景觀。

4.4 礦山地質環境監測工程部署

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。

5 結論

通過該方案的實施，礦山露天開采所引發的崩塌、滑坡地質災害及地形地貌景觀破壞將得到有效的治理，占用和破壞的土地資源將得到恢復，其環境效益顯著，社會效益良好。