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1礦山地質(zhì)條件分析

璧山縣周家槽水泥用石灰?guī)r礦位于重慶市璧山縣275°方位，直距9km，礦山CaO最低含量45．33％，最高含量52．55％，平均49．72％。礦區(qū)無(wú)常年性河流，年平均降雨量1072．7mm，季節(jié)性沖溝不發(fā)育，雨季降水后以分水嶺為界，沿坡面或溶蝕槽谷向西流入小安溪，向東流入周家槽，礦山范圍內(nèi)無(wú)溪、河、水池、魚(yú)塘等地表水體。礦區(qū)范圍內(nèi)植被分布不均，且無(wú)明顯界限；礦區(qū)內(nèi)基巖裸露與土壤分布無(wú)明顯界限，土層在溶溝、溶槽或低洼地段較厚，厚度一般為2～3m，其余地段土層較薄，厚度一般為0～1．0m；巖性為紅粘土，土壤類(lèi)型為黃壤、黃棕壤；土地利用主要為耕地、林地、住宅用地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、交通用地、水域及難以利用的裸地，各種作用的土地之間無(wú)明顯界限。如圖1所示。礦區(qū)位于瀝鼻峽背斜軸部，為一大致呈南北向嘉陵江組石灰?guī)r巖溶槽谷地帶，其間時(shí)有渾圓狀小型獨(dú)立山包。地形坡角一般10～25°，屬巖溶丘陵－低山地形地貌。評(píng)估區(qū)內(nèi)由于原開(kāi)采形成高度3～38m的邊坡，坡角45～80°，坡長(zhǎng)約46～100m，邊坡均未采取支護(hù)。邊坡巖性均為嘉陵江組三段的石灰?guī)r，巖石堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)。巖礦體結(jié)構(gòu)面主要有巖層面、裂隙面、松散層界面等，斜坡穩(wěn)定性良好少許順層坡礦山開(kāi)采中可能產(chǎn)生局部崩滑等不良現(xiàn)象。綜上所述：本礦山工程地質(zhì)條件中等。

2礦山采后地質(zhì)環(huán)境預(yù)測(cè)

2．1礦山開(kāi)采影響范圍

2．1．1放炮影響范圍根據(jù)開(kāi)發(fā)方案，采場(chǎng)每次布置3排鉆孔，每排10個(gè)孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30個(gè)孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以確保爆破后臺(tái)階高度達(dá)15m。

2．1．2采礦可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害影響范圍礦山開(kāi)采過(guò)程中采用自上而下臺(tái)階式分層開(kāi)采，高度為15m；開(kāi)采時(shí)工作臺(tái)階切向坡和反向坡最終開(kāi)采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害影響范圍為礦區(qū)開(kāi)采最終邊界外延15m。綜上所述：礦山開(kāi)采影響范圍為露天采場(chǎng)外延215m。

2．2地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)根據(jù)開(kāi)發(fā)技術(shù)方案，礦山開(kāi)采后四周將形成5段高度為110m的邊坡，邊坡編號(hào)分別為AB、BC、CD、DE、EF，邊坡位置詳見(jiàn)福祿鎮(zhèn)周家槽周家槽水泥用石灰?guī)r礦山礦區(qū)范圍及開(kāi)采平面圖。分析邊坡穩(wěn)定性：AB邊坡位于礦區(qū)南東側(cè)，邊坡坡向301°，坡角55°，坡高約2～50m，長(zhǎng)約600m。巖層傾向108°，傾角7°。據(jù)地面調(diào)查，巖體中發(fā)育兩組高角度構(gòu)造裂隙，第Ⅰ組裂隙產(chǎn)狀為25°∠84°；第Ⅱ組裂隙產(chǎn)狀為102°∠73°。作赤平極射投影分析AB邊坡的穩(wěn)定性，如圖3所示；按照相同的方法，分析BC、CD、DE、EF邊坡的穩(wěn)定性。

2．3水文地質(zhì)預(yù)測(cè)礦區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)采三疊系下統(tǒng)嘉陵江組三段（T1j3）石灰?guī)r礦層，開(kāi)采標(biāo)高均高于當(dāng)侵蝕基準(zhǔn)面；開(kāi)采范圍內(nèi)無(wú)河流、水庫(kù)等地表水體；地下水與地表水沒(méi)有必然的水力聯(lián)系。礦山開(kāi)采對(duì)巖溶裂隙水的補(bǔ)給條件破壞小，礦山開(kāi)采后不會(huì)對(duì)含水層結(jié)構(gòu)破壞，不會(huì)造成地下水水位下降、疏干等。對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕。

2．4地形地貌預(yù)測(cè)按照開(kāi)發(fā)利用方案，礦山開(kāi)采后將形成高度0～105m的邊坡，礦山采礦活動(dòng)對(duì)地形地貌景觀影響嚴(yán)重。

2．5土地資源影響預(yù)測(cè)璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦不單獨(dú)設(shè)置料場(chǎng)及廢渣場(chǎng)，在礦區(qū)東側(cè)采區(qū)50m外設(shè)置破碎站及運(yùn)輸?shù)缆?，占用耕地資源4．41ha；工業(yè)廣場(chǎng)修建占用耕地資源1．59ha；礦區(qū)為露天采場(chǎng)，占用耕地資源43ha；石灰?guī)r礦山開(kāi)采共占用耕地49ha。因此，璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開(kāi)采后對(duì)土地資源影響嚴(yán)重。

2．6建（構(gòu)）筑物影響預(yù)測(cè)礦山為露天開(kāi)采，將會(huì)對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的所有建（構(gòu)）筑物全部破壞。根據(jù)計(jì)算的爆破地震波安全距離為158．45m，計(jì)算的爆破產(chǎn)生飛石最遠(yuǎn)飛散距離為200m；對(duì)礦區(qū)周邊200m范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物造成較嚴(yán)重破壞。因此，璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開(kāi)采后對(duì)建（構(gòu)）筑物影響嚴(yán)重。

3礦山地質(zhì)環(huán)境防治針對(duì)礦山開(kāi)采影響

范圍及采后地質(zhì)環(huán)境因素的影響預(yù)測(cè)結(jié)果，將礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)劃分為重點(diǎn)區(qū)、次重點(diǎn)區(qū)、一般區(qū)，設(shè)計(jì)以下防治工程：1）礦山開(kāi)采時(shí)應(yīng)及時(shí)清除邊坡上的掉塊，特別是在BC邊坡東段邊坡可能會(huì)發(fā)生局部掉塊。2）對(duì)礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護(hù)坡；對(duì)采坑坑底進(jìn)行綠化或土地復(fù)墾。3）對(duì)礦區(qū)道路、破碎站和工業(yè)廣場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行環(huán)境恢復(fù)。4）修建截排水工程。

3．1邊坡防治工程

3．1．1邊坡放坡根據(jù)開(kāi)發(fā)方案礦山開(kāi)采的最終邊坡角為55°，自上而下臺(tái)階式分層開(kāi)采，采高15m，臺(tái)階寬度約10．5m；AB邊坡長(zhǎng)約600m，高2～50m；BC邊坡長(zhǎng)約440m，高50～106m；CD邊坡長(zhǎng)約360m，高40～96m3；DE邊坡長(zhǎng)約526m，高17～42m3；EF邊坡長(zhǎng)約210m，高2～17m；放坡處理各段邊坡。

3．1．2清理危石及時(shí)清理采場(chǎng)邊坡上的危石，避免發(fā)生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則，對(duì)各邊坡上的危石清理完成后，才能進(jìn)行下一臺(tái)階的開(kāi)采。

3．1．3截水溝礦區(qū)位于瀝鼻峽背斜軸部，地形呈渾圓狀的小型獨(dú)立山包，自然排水條件良好，匯水面積小，在礦區(qū)DE、EF邊坡頂部修建截水溝長(zhǎng)約300m，以防治地表水進(jìn)入礦區(qū)。在其余每個(gè)臺(tái)階坡面每隔50m，高差10～20m，設(shè)置橫向和豎向的截排水溝，將邊坡頂部的地表水匯入采坑內(nèi)的排水溝，避免對(duì)坡面草籽植物造成沖刷，豎向的排水溝按急流槽設(shè)計(jì)。迎坡面溝壁需設(shè)置泄水孔。

3．2水文防治工程礦山開(kāi)采后的采場(chǎng)地面標(biāo)高高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，對(duì)地下水的影響小。對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕。故本次不對(duì)其進(jìn)行處理。但未解決礦山生產(chǎn)、生活用水，需在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)修建一個(gè)蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m，墻體寬度為0．3m，預(yù)計(jì)砌筑工程量約為36m3。生產(chǎn)廢水主要為清洗礦車(chē)及挖掘機(jī)所排除的污水，設(shè)計(jì)每個(gè)污水處理池采用尺寸為2．5m×2．5m×1．6m，容積10m3污水處理池3個(gè)，墻體寬度為0．3m。預(yù)計(jì)開(kāi)挖工程量30m3；砌筑工程量約為14．4m3，污水經(jīng)生化處理后由砼管排放。露天采石場(chǎng)的作業(yè)點(diǎn)應(yīng)實(shí)行濕式作業(yè)和噴霧灑水，對(duì)采場(chǎng)及裝載點(diǎn)設(shè)2臺(tái)灑水器進(jìn)行了灑水降塵，防止粉塵飛揚(yáng)。

3．3地形地貌景觀防治工程礦山環(huán)境恢復(fù)治理設(shè)計(jì)方案圖。

3．3．1露天采場(chǎng)采坑地貌景觀恢復(fù)根據(jù)劃定礦界和開(kāi)發(fā)方案，露天開(kāi)采結(jié)束后采坑的平面面積為302013m2，礦山開(kāi)采前礦區(qū)土地主要為耕地，以種植果樹(shù)為主；礦山開(kāi)采難以恢復(fù)原來(lái)的地面植物，故礦山環(huán)境恢復(fù)治理主要以綠化為主?？刹扇≈卫矸桨溉缦拢海?）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，預(yù)計(jì)回填方量為241610m3；（2）平整場(chǎng)地，場(chǎng)地平整應(yīng)采坑中間高，四周低，便于地表水排入排水溝中；（3）植樹(shù)，行距×株距為5m×5m，預(yù)計(jì)12080株，建議種植樟樹(shù)或果樹(shù)等經(jīng)濟(jì)類(lèi)樹(shù)木；（4）排水，沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝，保證采坑內(nèi)地表水排泄通暢，將礦區(qū)的地表水有序的排放到礦區(qū)東側(cè)地形較低地段，用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面，底寬400mm，頂寬700mm，高800mm，壁厚300mm，預(yù)計(jì)長(zhǎng)度約2350m。排水溝每隔10～15m設(shè)置一道伸縮縫，用瀝青麻絲進(jìn)行有效止水。

3．3．2采坑邊坡地貌景觀恢復(fù)采坑邊坡采用坡面綠化＋截排水的礦山環(huán)境恢復(fù)設(shè)計(jì)方案。對(duì)于采坑邊坡主要采取分階放坡＋綠化處理。每級(jí)邊坡分階高度取15m，每階平臺(tái)寬度取10．5m，種植蔓藤類(lèi)植物綠化坡面，在坡頂設(shè)置截排水溝。臺(tái)階邊緣修砌墻體，墻體嵌入基巖0．1m，墻體截面0．3m×0．5m（寬×高）。墻背回填0．3m厚的土壤，蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實(shí)施。

3．3．3礦區(qū)公路及破碎站礦區(qū)公路兩側(cè)及破碎站區(qū)域的空地進(jìn)行植樹(shù)綠化，預(yù)計(jì)植樹(shù)60株。待礦山閉坑后，建筑垃圾清除干凈，將表層1．0m范圍土地掘松，種植樟樹(shù)等經(jīng)濟(jì)類(lèi)樹(shù)木。礦區(qū)公路和破碎站的平面面積約為4410m2，可采用挖掘機(jī)松土，植樹(shù)綠化，行距×株距為5m×5m，預(yù)計(jì)176株。

3．4土地資源的采后處理礦區(qū)主要的土地資源占用和破壞為礦區(qū)范圍內(nèi)的采場(chǎng)、礦區(qū)東側(cè)的破碎站及工業(yè)廣場(chǎng)，礦山閉坑后，采場(chǎng)及破碎站將對(duì)其進(jìn)行地貌景觀恢復(fù)，工業(yè)廣場(chǎng)建（構(gòu)）筑物提供給當(dāng)?shù)厥褂茫贿M(jìn)行處理。

3．5地表建（構(gòu)）筑物的處理礦山為露天開(kāi)采，將會(huì)對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的所有建（構(gòu)）筑物全部破壞，對(duì)礦區(qū)周邊200m范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物造成較嚴(yán)重破壞。為保護(hù)村民的人身財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)在影響范圍內(nèi)的村民實(shí)施搬遷。

4結(jié)論

1）分析了礦山地質(zhì)條件，認(rèn)為礦山開(kāi)發(fā)技術(shù)條件的級(jí)別為中等；2）根據(jù)礦山開(kāi)采方式，采用赤平投影的方法，對(duì)礦山采后地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，得出礦山開(kāi)采影響范圍為露天采場(chǎng)外延215m；水泥用石灰?guī)r礦采礦活動(dòng)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性大，造成的損失小，危險(xiǎn)性中等，影響嚴(yán)重；對(duì)含水層影響較輕；對(duì)地形地貌景觀影響嚴(yán)重；對(duì)土地資源影響嚴(yán)重。因此，預(yù)測(cè)礦山采礦活動(dòng)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重。3）結(jié)合露采對(duì)石灰石礦區(qū)各地質(zhì)要素的影響程度，提出相應(yīng)的防治措施，對(duì)采后礦區(qū)環(huán)境的恢復(fù)起到指導(dǎo)作用。

作者：尹小波張?jiān)迄i邵靜靜任翔單位：河北聯(lián)合大學(xué)河北省礦業(yè)開(kāi)發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室四川科技職工大學(xué)