銅綠山銅鐵礦地質環境恢復治理實踐

李紅利

（大冶有色金屬有限責任公司礦業分公司）

銅綠山銅鐵礦一直重視礦山地質環境的恢復治理工作，堅持“在保護中開發，在開發中保護”的原則，合理有序地開發礦產資源，最大限度地降低地質環境破壞，保護、治理礦山地質環境，實現人與自然和諧共處、礦山環境的可持續發展［1-12］。

1 礦區地質環境

銅綠山銅鐵礦是一個坑采露采并舉、采選兼備的大型礦山，已有50余年的開采歷史，已建成完整的采礦、選礦、運輸、供電、供水、尾礦等設施。礦區位于大冶湖盆地南部邊緣的丘陵殘丘區，屬低山、丘陵和湖盆區地貌單元。現礦區內地形、地貌因礦山開采有了較大的改變，礦山淺部礦體露采后形成了南北2 個露采坑，于2015 年停產，位于礦區的西面；尾礦庫位于生產區選礦廠東北0.7 km 處；1#排土場位于露采坑西北角，2#排土場位于露采坑的北端，緊鄰1#排土場；礦山居民區、辦公區與排土場、生產區、尾礦庫等保持一定的安全距離。

1.1 水文地質條件

銅綠山銅鐵礦體位于當地侵蝕基準面以下，礦床賦存于巖漿巖與大理巖接觸構造帶中，礦體多數位于巖溶比較發育、富水性中等的大理巖巖溶裂隙含水層中，局部礦體位于相對隔水的巖漿巖中。洪水期大冶湖水與礦床地下水的水力聯系弱，南部大理巖巖溶裂隙水及青山河地表水為礦坑充水的主要來源，礦床水文地質條件為中等—復雜的巖溶裂隙充水礦床。

1.2 工程地質條件

覆蓋于基巖之上的殘坡積黏土層結構松散，穩固性差；淺部巖體風化強烈，巖石易破碎，穩固性差；露采坑邊坡的巖（土）體風化強烈，穩固性較差，容易發生巖（土）體崩塌和蠕動；井下接觸帶的巖漿巖蝕變較強，穩固性差，井巷易發生冒頂、底鼓、片幫；遠離構造接觸帶的巖漿巖較完整堅硬，穩固性較好，井巷發生冒頂、片幫可能性較小；銅鐵礦體及矽卡巖中小部分巖石穩固性較差，井巷發生冒頂、片幫的可能性較大；大理巖巖石堅硬，穩固性好，井巷發生冒頂、片幫可能性較小。礦床工程地質條件為中等—復雜類型。

1.3 環境地質條件

礦區位于構造剝蝕丘陵—湖積盆地地貌單元，大理巖巖溶比較發育，礦區地質災害主要是露采坑片幫滑坡和地面巖溶塌陷，礦山開采造成輕度水土流失。礦區地質環境質量類型為不良類型。

2 礦山地質環境現狀

銅綠山銅鐵礦對出現的地質環境問題進行了及時處置：一是對露采南坑西幫大理巖透水層采取了帷幕注漿，隔水效果顯著；二是對青山河塌陷區進行了河道清理、架設人工渡槽、修筑人工河床、加高堤壩并注漿止水等工程，堵水效果顯著；三是對露采北坑東幫加固支護工程，目前為基本穩定狀態；四是對1#、2#排土場坡面削方整形，坡腳修筑擋土墻、攔渣壩、排水溝、頂面及坡面綠化等工程，目前排土場較穩定，植被生長正常；五是對礦山采礦活動形成的采空區及時注漿充填，對查明的井下民采空區膠結充填，消除采空區隱患，目前尚未產生冒頂塌陷現象；六是對尾礦庫閉庫，實施了庫區溶洞注漿治理、庫區平整、排洪設施整治、庫區簡易復墾、監測設施修復等項目，通過實施閉庫工程，各種隱患得到了治理；七是實施露天轉地下開采防水治理工程，確保地下采場的安全，消除了井下防汛隱患，尾砂得到了合理利用，保護了周邊環境。

礦山經多年的地質環境恢復治理工作，取得了較好的成果，現結合實際情況，對礦山地質環境影響進行分析評估。

2.1 露采坑邊坡穩定性

露采坑坑頂高程30～50 m，坑底最低高程-173 m，采坑邊坡坡度一般在46°～56.5°，局部達70°，邊坡高120～215 m。影響采坑邊坡穩定性因素為邊坡自身穩定性、采空區影響、長期的外力震動、坡頂堆載、地下水的地質作用。采用傳遞系數法、Bishop圓弧條分法計算邊坡穩定性，數值模擬分析法進行校核，認為在自然工況下，邊坡處于不穩定的發展階段，目前處于基本穩定狀態；在暴雨工況下，邊坡處于欠穩定狀態，計算結果同邊坡微觀現狀基本一致。根據分析結果，露采坑邊坡在暴雨工況下需要加強監測。

2.2 排土場穩定性

排土場為人工堆積碎塊石土，結構松散，面積約0.52 km2，礦渣分兩級堆積，最大厚度30～40 m，坡角40°～60°。排土場經坡面削方整形、坡腳修筑擋土墻、攔渣壩、排水溝、頂面及坡面綠化等工程，目前較穩定，植被生長正常，危害性較小。應定期進行監測，以防發生意外。

2.3 地表塌陷

礦山采用充填法開采，目前主要開采-425～-725 m標高礦體，發生塌陷的可能性較小。后續生產中將繼續及時充填，并對地表變形進行監測。

礦區南西主要為大理巖分布區，地表的青山河流經此處，其下伏的大理巖巖溶在地表水或地下水的交互溶蝕下發生地表塌陷的可能性較小。后續生產中將對地表變形進行監測。

2.4 尾礦庫穩定性

2018 年銅綠山礦尾礦庫閉庫治理工程啟動，實施了庫區溶洞注漿治理、庫區平整、排洪設施整治、庫區簡易復墾、監測設施修復等項目，2019 年尾礦庫閉庫工程安全設施通過了竣工驗收。目前，尾礦庫實施閉庫工程后存在的各種隱患得到了治理，地質災害發生的可能性較小。礦山今后應做好庫區管理、巡查、監測工作。

2.5 地下含水層

礦山在生產過程中對廢水進行了沉淀凈化處理，外排廢水達標排放；礦井正常涌水量為4 896 m3/d，礦區及周圍地表水體漏失不嚴重，未影響到礦區及周邊生產生活供水。目前對區內淺層地下水監測表明，7 項檢測項目指標均達到地下水Ⅲ類水質標準，區內地下水水質較好，目前沒有受到污染。

2.6 地形地貌景觀

礦山對露采坑進行了治理，減輕了對周圍環境的影響，對已經失去功能的排土場和尾礦庫進行了復墾，恢復了部分土地功能，效果良好。通過持續的環境整治和對已復墾區域的管護，對地質環境的影響將逐步減輕。后續采礦工作主要集中在井下，且采用充填法采礦，對地表的影響較小。

3 礦山地質環境保護與恢復治理原則和目標

3.1 地質環境保護與恢復治理的原則

（1）堅持礦山治理與城市規劃相適應的原則。以黃石城市發展目標為基礎，統籌安排礦產開發工作，加大礦山治理和生態恢復工作的力度，既保證礦產資源的長期穩定供給，又為人民提供良好的生活和工作環境。

（2）堅持環境保護優先的原則。加強礦山生態環境保護、治理，堅持“在保護中開發，在開發中保護”“誰開發，誰保護，誰破壞，誰恢復，誰投資，誰受益”的原則，積極保護自然景觀和生態環境，堅決禁止對環境產生嚴重破壞的礦業活動。

（3）堅持科技興礦的原則。采用新工藝、新設備、新技術、新材料提高礦產資源開發利用水平，充分、合理地利用礦產資源，減少資源浪費，降低或杜絕礦業開發引起的環境污染和生態破壞。

（4）堅持以人為本的原則。將人放在第一位，當礦產開發影響人民正常生產、生活時，礦業開發要為人讓路。

3.2 地質環境保護與恢復治理的目標

對礦山建設及開采活動導致的生態環境破壞進行恢復治理，盡可能使其恢復到原始狀態或可供重新利用的狀態；對露采坑邊坡、地面塌陷區等潛在的地質災害區域進行地質環境監測預報，監測排土場、尾礦庫復墾效果；不斷推進綠色礦山建設，促進礦業開發與環境保護、人類生存環境、社會經濟的持續和諧發展。

4 礦山地質環境恢復治理工程

（1）露采坑治理工程。繼續實施銅綠山銅鐵礦露天轉地下開采防水治理工程，采用全尾砂膠結充填南、北露采坑，在坑底形成隔離層，隔斷露采坑與井下的水力通道，降低高陡邊坡滑坡高度，恢復土地功能及植被重建，確保井下開采和古銅礦遺址的安全，有效改善和保護地質環境。

（2）排土場及尾礦庫復墾后管護。定期對排土場及尾礦庫進行監測，如有異常情況及時進行處理；對復墾情況進行跟蹤，有未成活的植物及時補種。

（3）含水層破壞防治。做好地表植被修復，涵養水源，及時對采空區進行充填，減小圍巖移動變形對含水層結構的破壞，做好生產廢水的綜合利用，實施廠區雨污分流治理工程。

（4）遭到破壞的地形地貌景觀的防治。礦山閉坑后，對露采坑進行復墾，對生產生活區進行植樹綠化。

（5）礦山地質環境監測工程。根據礦山地質環境現狀和地質環境保護目標，建立露采坑、排土場邊坡穩定性監測及預警預報體系；定期對礦區及周邊進行水土環境污染調查，建立數據庫和信息平臺，為有效預防水土污染提供可靠數據；利用遙感等先進技術，完善礦山地質環境監測系統，定期對礦山的地形地貌景觀破壞情況進行監測。

5 治理效果

（1）社會效益。改善礦區居民的生存條件、生活環境，提高生活質量，改善礦地關系，改善本區域的經濟發展環境；礦山地質環境的恢復將有力地促進當地社會經濟的發展及和諧社會的構建，社會效益明顯。

（2）環境效益。礦山閉坑后，礦區占用和破壞的土地、林地將得以治理和恢復。礦區地質環境的恢復既能有效地利用土地資源，也能改善當地的生態環境，充分體現了“預防為主，防治結合”“在保護中開發，在開發中保護”和“依靠科技進步，發展循環經濟，建設綠色礦業”等礦山地質環境保護的基本原則，其環境效益顯著。

（3）經濟效益。礦山地質環境恢復治理工程可以為當地提供就業機會，減少礦山因地質環境問題造成的損失，提高礦山的經濟效益。

6 結論

礦山地質環境保護與恢復治理應與礦山建設及開采相結合，轉變礦山企業重開發、輕保護，重效益、輕環境的舊觀念，貫徹新發展思路，落實新發展理念，建設生態型礦山。通過實施礦山地質環境恢復治理工程，綜合治理礦山地質環境、地面塌陷、地裂縫等一系列地質災害，避免造成不必要的經濟損失，最大限度地減少礦山運行產生的不利環境影響，促進礦山與自然的和諧發展。