論金屬礦山中礦山地質環境保護與土地復墾治理方法

葉小兵，吳君平

（1.安徽省地質礦產勘查局324地質隊(安徽池州巖土工程有限責任公司)，安徽 池州 274000；2.安徽省地質環境監測總站，安徽 池州 274000）

1 礦山地質環境保護與土地復墾的重要性

（1）目的。為樹立尊重自然、順應自然、保護自然的新發展理念，加強礦山地質環境保護，加快礦山地質環境恢復和綜合治理，建設資源節約型、環境友好型的和諧社會，實現社會經濟的可持續發展，落實我國國民經濟和社會發展規劃和黨中央、國務院有關文件中提出的“加快推進生態文明建設”的要求，必須切實加強生產、建設礦山地質環境與土地復墾監督管理工作，進行礦山地質環境保護與土地復墾工作。搞好礦山地質環境保護與土地復墾工作是貫徹落實建設生態文明，形成開發與保護相互協調的礦產開發新格局。按照“誰開發，誰保護，誰破壞，誰治理”和“誰損毀，誰復墾”的原則。

（2）任務。通過編制礦山地質環境保護與土地復墾方案，明確該礦礦山地質環境保護與土地復墾目標和任務，提出該礦礦山地質環境保護、監測、治理與土地復墾責任范圍、復墾措施、復墾計劃等，保護礦山生態地質環境，減少礦產資源開發活動造成的礦山地質環境破壞、土地損毀等問題，促進礦產資源的合理開發利用和經濟、資源環境的協調發展。

2 某礦礦山基本概況

（1）礦山生產布局。礦山為生產礦山，礦山采礦用地組成主要由采礦平硐（主豎井、回風平硐）、辦公場地、廢石堆場、礦石堆場、礦山道路、工業場地、選礦廠、尾礦庫組成。

（2）采礦方法。礦區礦體屬急傾斜礦體，傾角60°～80°；礦體厚度薄～中厚，礦體賦存較穩定；礦石呈塊狀，完整性較好；礦體的頂、底板圍巖皆為大理巖和白云質大理巖，圍巖與礦體的界限清晰，巖石較完整，穩固性中等；礦石不結塊、不自燃；礦區水文地質條件中等、工程地質條件中等；礦區地表沒有構筑物，礦區地表允許崩落。

圖1 礦山總平面布置圖

（3）地表移動范圍。根據選用的采礦方法，同時根據礦體多而小、賦存層位深、巖石性質穩定等地質條件以及礦山前期開采后地表未發現陷落和錯動現象等生產實踐，選擇巖層的錯動角為上、下盤及礦體端幫70°，地表錯動角為45°。

（4）選礦廠廢水處理。選礦廠每年產生尾礦約3.26萬立方米，目前礦山的尾礦庫位于選礦廠南側，剩余有效庫容32萬立方米。尾礦漿進入尾礦庫，礦漿含水澄清后，自流至尾礦庫下游設置的回水池，經回水泵將澄清水全部揚送到選廠內的高位水池循環利用，廢水不外排[1,2]。

3 礦山地質環境問題

（1）地面塌陷。礦體開采結束后形成了采空區易引起采空塌陷地質災害。地下采空區引起的塌陷過程可分成兩個階段：第一階段為采空區上覆巖體冒透地表，形成近似橢圓型、邊壁直立的塌陷坑；第二階段為塌陷坑的向外擴展，直至巖體滑移重量小于滑移面摩擦阻力形成穩態。地面塌陷計算采用簡單實用的剖面幾何法來預測地表塌陷深度及范圍。計算礦山陷落起點深度為6.5m，塌陷寬度83.86m，沿F4斷層走向及采空區圈定預測采空塌陷范圍9357m2。

圖2 采空區地表下沉預測剖面圖

（2）土地植被損毀。礦區已損毀場地為采礦平硐口、工業場地、選礦廠、辦公場地、廢石堆場、尾礦庫、礦山道路、礦石堆場損毀土地面積3.1528公頃，損毀地類為有林地、坑塘水面、采礦用地，重度損毀。礦山20號礦體開采區，F4穿過20號礦體，F4斷層由于破碎帶巖石質量穩定性差，可能沿斷層破碎帶向地表延伸80°區域產生地面變形，預測破壞面積0.9357公頃，最大下沉6.5m。預測20號礦體采空區地表塌陷范圍為礦山塌陷最大損毀土地范圍，面積0.9357公頃。礦山共損毀土地面積22.1069公頃，其中現狀已損毀土地面積3.1528公頃，擬損毀土地面積18.9541公頃，損毀有林地土地面4.4257公頃，占總面積20%；損毀灌木林地土地面15.7829公頃，占總面積71.4%；損毀坑塘水面面積0.2805公頃，占總面1.3%；損毀采礦用地土地面積1.6178公頃，占總面積7.3%。

4 礦山地質環境保護治理工程措施

（1）礦山地質環境治理可行性分析。①根據地面塌陷對土地資源破壞的預測評估結果，針對地面塌陷的具體情況，采取充填或強制崩落圍巖的措施，及時處理采空區較小、較薄和孤立的采空區，直接采區封閉隔離措施。把廢石充填到空區，確保充填質量；②根據采空塌陷程度及造成危害的嚴重程度，對開采范圍內的陷落區進行回填治理，種植草皮和樹木，恢復生態環境；③在區內布置監測工程，對含水層進行監測，進行水土環境的監測，隨時掌握地面塌陷地質災害的發展變化趨勢，礦山排水對地表水環境的影響以及礦山開采對地下含水層的影響破壞情況[3]。加強地表觀測工作，設立明顯警戒標志，避免人畜誤入造成傷害。

（2）礦山地質環境治理工程。①地表塌陷范圍塌陷區回填工程設計。地表塌陷范圍0.9357公頃，回填厚度6.5m。其中5.5m回填碎石土進行壓實回填，上部1m粘土回填。②平硐口封堵工程。回風平硐硐口用混凝土漿砌石封堵，硐口高2.0m，2.3m，封堵深度2m，8m的廢渣回填。主豎井封閉：主豎井采用圓形斷面，凈直徑4.5m，設計將主豎井、全部回填封堵到底，盲豎井不回填。③地表移動范圍警示防治工程。為防止人誤入采空區，沿移動帶設警示牌進行警示。警示牌采用鋁合板材質，埋設底柱和安裝工程。警示牌主要標示字樣為“采空區警戒線”。

5 礦山土地復墾治理工程措施

（1）礦山土地復墾可行性分析。礦山土地復墾評價范圍為22.1069公頃，考慮礦山實際，評價單元即為損毀的采礦平硐口、工業場地、礦山道路、廢石堆場、辦公場地、礦石堆場、選礦廠、尾礦庫、地表塌陷范圍9個參評單元進行適宜性評價。評價體系的選擇：根據FAO《土地評價綱要》評價系統和《中國1：100萬土地資源圖》評價系統的劃分規范，針對實際礦山土地復墾適宜性評價的特點，確定把土地復墾適宜性分類為：適宜（1）、較適宜（2）、一般適宜（3）和不適宜（N）四級。根據不同的復墾方向劃分，即宜農（宜林、宜草）一等地、即宜農（宜林、宜草）二等地、即宜農（宜林、宜草）三等地和不適宜地。通過評價分析，確定礦山土地復墾目標為有林地。

（2）礦山土地復墾工程措施。工程復墾技術是指工程復墾中，按照所在地區自然環境條件和復墾方向要求，對受影響的土地采取土地平整、覆土等各種手段進行處理。工程技術措施主要為土地平整、覆土等。生物化學措施主要指林草恢復工程等。①土壤重構工程。表土堆場作為人工堆積體，其土壤結構已失去原有型態，土地含有粘土成分較高，在經過適當培放后可用于后期采礦平硐口、工業場地、辦公場地、礦石堆場、選礦廠植被復綠所需用土。同時也可在壓占區工業場地、辦公場地、礦石堆場、選礦廠進行松土工程后進行土壤培肥后用于礦山土地復墾，根據土地復墾技術規程要求，有林地復墾土層厚度0.6m。②平整工程。對表層覆土進行平整，其目的是通過機械、人工進行平整，便于生物措施的實施，滿足復墾植被生長條件的需要。土地平整是土地復墾工程建設的重要組成部分，是后期進行生物化學技術措施的基礎，是把損毀土地變為可利用地的重要的前期工程。土地平整之前要確定好平整后的標高及坡度等，平整方式主要為機械平整、人工平整。③松土工程。主要是在壓占區工業場地、辦公場地、礦石堆場、選礦廠進行機械松土，松土深度為0.5m，松土后期清理場地內所有碎石，使松土后的松土礫石含量小于30%。④生物化學措施。生物化學措施應根據施工工藝的不同及其對植被所帶來的影響，因地制宜，制定相應的措施，將其對植被的影響降低到最低程度，保護植物群落和維持陸地生態系統的穩定性。

6 結論

通過對某金屬礦山進行整體分析，了解了礦山主要存在的礦山地質環境問題為采空塌陷地質災害、土地損毀破壞。運用平行幾何法進行預測礦山地表移動范圍內可能存在采空塌陷地質災害，針對礦山地質環境問題，在礦山地質環境治理工程中設計了采空區回填工程措施，回填采空區保證礦山生產安全。礦山土地復墾工程設計對土地損毀提出了措施，通過土壤重構、場地平整、植被復綠工程。