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摘要：基于我國(guó)礦山普遍存在的環(huán)境問(wèn)題，筆者就中部某礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行深入研究，并在礦山區(qū)內(nèi)因地制宜，針對(duì)不同情況采取了不同措施。對(duì)于礦山環(huán)境中出現(xiàn)的滑坡、泥石流等問(wèn)題采取了積極的應(yīng)對(duì)措施，事實(shí)證明，應(yīng)對(duì)措施取得了良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，并為我國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境的治理研究提供了參考和有益借鑒。

關(guān)鍵詞：礦山環(huán)境；災(zāi)害；治理

礦山是人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響最為強(qiáng)烈的場(chǎng)所之一。人類在開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源的同時(shí)，也改變或破壞了礦區(qū)的自然和地質(zhì)環(huán)境，從而產(chǎn)生諸多地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)政府和社會(huì)對(duì)礦山環(huán)境問(wèn)題極其重視。為保護(hù)礦山環(huán)境，減少礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)采活動(dòng)對(duì)礦山環(huán)境造成的破壞，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的合理開(kāi)發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源環(huán)境的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，因此，如何快速、客觀、有效地掌握礦山的最新地質(zhì)環(huán)境狀況，制定有針對(duì)性的綜合治理方案，已經(jīng)引起了全社會(huì)的關(guān)注。

1概況

1.1礦山自然條件

治理區(qū)域位于禹州市西北鳩山鄉(xiāng)境內(nèi)，省道S325從項(xiàng)目區(qū)穿過(guò)，治理區(qū)為低山丘陵區(qū)，地貌類型單一。地形北高南低，最高海拔標(biāo)高574.0m，最低海拔標(biāo)高326.94m，相對(duì)高差247.06m，地形切割一般，植被較發(fā)育。人類活動(dòng)較強(qiáng)烈，地形地貌破壞較嚴(yán)重。

1.2礦山環(huán)境地質(zhì)

1.2.1地層工作

區(qū)出露的地層有寒武系、石炭系和第四系，由老到新分述如下：寒武系（∈）：本區(qū)寒武系地層自下而上劃分為下、中、上三個(gè)統(tǒng)，六個(gè)組。主要巖性：下部為磚紅色薄層狀泥質(zhì)白云巖、灰黑色含燧石團(tuán)塊白云巖、灰色塊狀豹皮灰?guī)r、泥晶白云巖等；中部為灰黃色頁(yè)片狀鐵泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、紫紅色頁(yè)巖夾鮞?；?guī)r、海綠石石英砂巖等；上部為灰色厚層狀、塊狀灰?guī)r、殘余鮞粒白云巖、粉晶白云巖、含燧石團(tuán)塊白云巖等，富含三葉蟲(chóng)化石。地層厚度不穩(wěn)定，在500—890m之間。石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）：分布于項(xiàng)目區(qū)大部分地段，巖性為灰白色鋁質(zhì)粘土巖，厚15-25m。第四系（Q）：以殘坡積粘土為主，呈角度不整合覆蓋于各地層之上。厚度一般較小。

1.2.2地質(zhì)構(gòu)造

該區(qū)域位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元）南部，位于嵩箕臺(tái)隆小區(qū)（Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元）南部邊緣，與南部的華熊臺(tái)緣坳陷（Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元）內(nèi)的澠池—確山褶皺斷束區(qū)（Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元）相接。區(qū)內(nèi)分布有上官寺—羊皮嶺斷裂，該組斷裂走向在20—60°之間，傾向北西，傾角50—60°，斷距150m，為正斷層。

1.2.3工程地質(zhì)條件

工作區(qū)出露的地層有寒武系、石炭系和第四系，根據(jù)巖土體力學(xué)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)類型的差異性和相似性，劃分為三個(gè)工程地質(zhì)巖組，其特征如下：（1）厚層狀致密塊狀細(xì)粒石英巖中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r巖組該巖組主要為寒武系內(nèi)的地層，主要巖性為細(xì)粒石英巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。該巖組主要為硬質(zhì)巖石，其物理力學(xué)指標(biāo)：干容重為2.59～2.66Kg/cm3，飽和極限抗壓強(qiáng)度71.2～137.9MPa。地基承載力特征值1000～2000KPa。力學(xué)性質(zhì)良好。（2）薄層狀灰色粘土巖、鐵質(zhì)粘土巖巖組該巖組主要為石炭系中統(tǒng)本溪組內(nèi)的巖石，主要巖性為灰色粘土巖、鐵質(zhì)粘土巖、粘土質(zhì)粉砂巖。該巖組主要為軟質(zhì)巖石，其物理力學(xué)指標(biāo)：飽和極限抗壓強(qiáng)度26.2～36.5MPa。地基承載力特征值500～1000KPa。力學(xué)性質(zhì)良好。（3）殘坡積粘土類單層土體在工作區(qū)內(nèi)Ⅰ號(hào)采礦區(qū)廣泛分布，為中更新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)粘土。據(jù)區(qū)域資料，該類土物理力學(xué)指標(biāo)：天然含水量17.0～31.0%，天然密度1.74～2.12g/cm3，壓縮模量4.51～13.4MPa，地基承載力特征值200～250KPa。

2礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

該礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要有露天采場(chǎng)、廢棄礦渣堆以及采坑邊坡對(duì)地形地貌景觀的破壞；高陡邊坡形成的崩塌、滑坡和廢棄礦渣堆形成的滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：采礦活動(dòng)對(duì)地形地貌景觀的破壞及采礦活動(dòng)引發(fā)崩塌、滑坡災(zāi)害。

2.1采礦活動(dòng)對(duì)地形地貌景觀的破壞

由于長(zhǎng)期的露天開(kāi)采，采礦活動(dòng)留下的采坑、采礦邊坡以及廢渣堆嚴(yán)重破壞了項(xiàng)目區(qū)的地形地貌景觀，分區(qū)描述如下：（1）Ⅰ號(hào)采礦區(qū)Ⅰ號(hào)采礦區(qū)位于大鴻寨風(fēng)景區(qū)鳩山大學(xué)遺址西側(cè)，省道S325北側(cè)，為露天開(kāi)采，采礦區(qū)面積為0.04km2。采礦區(qū)的北部形成一個(gè)采坑CK1，采坑面積約為13218m2；采坑四周分布著一系列采礦邊坡，其中北面和南面的采礦邊坡較陡峻，一般在75~85°，高度10~20m，西面的采礦邊坡偏緩，一般在65~75°，高度10~20m，東面的采礦邊坡一般在65~70°，而向東突出的土坡的坡度為25~35°，高度在8~20m，采礦區(qū)西部以及南部是渣堆Z1、Z2、Z3表1（2）Ⅱ號(hào)采礦區(qū)Ⅱ號(hào)采礦區(qū)位于大鴻寨風(fēng)景區(qū)主峰西側(cè)，省道S325東側(cè)，采礦區(qū)面積為0.03km2。Ⅱ號(hào)采礦區(qū)的西部形成一個(gè)采坑CK2：采坑面積大約3000m2；采坑西部的采礦邊坡為巖質(zhì)邊坡，覆蓋層較薄，高度10~15m，坡度70~80°，采坑?xùn)|部的采礦邊坡，呈孤島形狀，覆蓋層較厚，植被較發(fā)育，高度3~5m；該區(qū)沿著自然邊坡堆放的廢渣堆有4個(gè)：Z4、Z5、Z6、Z7。

2.2采礦活動(dòng)引發(fā)崩塌、滑坡災(zāi)害

（1）Ⅰ號(hào)采礦區(qū)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量調(diào)查，Ⅰ號(hào)采礦區(qū)采坑CK1周圍均分布著不穩(wěn)定邊坡，此處地層為石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b），層理發(fā)育，呈條帶狀產(chǎn)出。目前在Ⅰ號(hào)采礦區(qū)西部已發(fā)生一處滑坡，該滑坡巖層傾向CK1，且邊坡原坡度陡峭（70~75°），滑坡后緣有多處SN向拉裂縫，拉裂縫密集發(fā)育，裂縫寬度在0~30mm；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，滑坡的長(zhǎng)度為15m、寬度為20m、平均厚度為10m，滑坡體的體積約有0.3×104m³。初步判定該滑坡為小型順層滑坡，主要誘因是暴雨，如遇暴雨還有再次滑動(dòng)可能。

（2）Ⅱ號(hào)采礦區(qū)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量調(diào)查，Ⅱ號(hào)采礦區(qū)的采坑邊坡巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，邊坡上部偶見(jiàn)孤石，在邊坡的北部已發(fā)生一處崩塌規(guī)模較小。由于廢渣堆Z6沿著自然邊坡堆放，且堆放厚度較大，坡度較自然邊坡陡，目前在Z6的中部已形成一個(gè)小型滑坡，該滑坡是沿著原地形坡面滑動(dòng)的，后緣拉裂縫密集發(fā)育，裂縫寬度在0~15mm，滑動(dòng)規(guī)模較小。其主要誘因是暴雨。

3礦山治理工程方案

3.1Ⅰ號(hào)采礦區(qū)環(huán)境破壞治理研究

Ⅰ號(hào)采礦區(qū)位于大鴻寨風(fēng)景區(qū)鳩山大學(xué)遺址西側(cè)，省道S325北側(cè)，為露天開(kāi)采，采礦區(qū)面積為0.04km2。本區(qū)的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為地形地貌景觀破壞和采礦引發(fā)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害。（1）地形地貌景觀破壞Ⅰ號(hào)采礦區(qū)地形地貌景觀破壞主要表現(xiàn)為采礦形成的采坑和隨意堆放的廢棄礦渣堆，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查測(cè)量，采礦區(qū)的北部形成一個(gè)采坑CK1，采坑面積約為13218m2；采坑四周分布著一系列采礦邊坡，其中北面和南面的采礦邊坡較陡峻，一般在75~85°，高度10~20m，西面的采礦邊坡偏緩，一般在65~75°，高度10~20m，東面的采礦邊坡一般在65~70°，而向東突出的土坡的坡度為25~35°，高度在8~20m，總?cè)莘e約為15.5萬(wàn)m3。采礦區(qū)西部以及南部是渣堆Z1、Z2、Z3，其中Z1渣堆1800m3、Z2渣堆240m3、Z3渣堆36328m3，共計(jì)38368m3。（2）采礦引發(fā)的滑坡災(zāi)害采坑CK1周圍均分布著不穩(wěn)定邊坡，此處地層為石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b），層理發(fā)育，呈條帶狀產(chǎn)出。目前在Ⅰ號(hào)采礦區(qū)西部已發(fā)生一處滑坡，該滑坡巖層傾向CK1，且邊坡原坡度陡峭（70~75°），滑坡后緣有多處SN向拉裂縫，拉裂縫密集發(fā)育，裂縫寬度在0~30mm；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，滑坡的長(zhǎng)度為15m、寬度為20m、平均厚度為10m，滑坡體的體積約有0.3×104m³。初步判定該滑坡為小型順層滑坡，主要誘因是暴雨，如遇暴雨還有再次滑動(dòng)可能。

Ⅰ號(hào)采礦區(qū)的治理方案論證針對(duì)各種地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題采用相應(yīng)的治理措施，主要治理措施如下：（1）廢渣清理回填工程用廢棄礦渣回填采坑，這樣不僅消除廢棄礦渣隨意堆放可能引發(fā)滑坡災(zāi)害及水土流失的可能，還能恢復(fù)原始地形地貌。廢棄礦渣回填采坑后，也消除了采坑周圍的高陡采礦邊坡，消除了地質(zhì)災(zāi)害隱患，也恢復(fù)了原始地形地貌。因此，廢棄礦渣回填采坑即恢復(fù)了原始地形地貌，同時(shí)也消除了水土流失、地質(zhì)災(zāi)害隱患。（2）地形地貌修整工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，場(chǎng)地內(nèi)采坑規(guī)模為15.5萬(wàn)m3，但總渣量為38368m3，造成了回填量和需回填量的嚴(yán)重不平衡，如果從其他地方進(jìn)行土方回調(diào)，一方面是11萬(wàn)多方的渣源周邊基本沒(méi)有，另一方面即便是能湊足調(diào)渣量，但在堆渣地段一般都有采坑，這個(gè)采坑回填將沒(méi)有渣源，與地方關(guān)系協(xié)調(diào)比較困難，而且高額的運(yùn)輸費(fèi)用也大大的加大了治理成本。因此完全回填采坑即不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)。

因此，根據(jù)場(chǎng)地渣少而采坑大的實(shí)際情況，以采坑南部+333m標(biāo)高為基準(zhǔn)進(jìn)行回填，如果以一平面回填采坑，這樣采坑回填量最小，基本能達(dá)到挖填平衡，但采坑西側(cè)和北側(cè)邊坡還有9—14m的高度，北部緊靠采坑為一道路，對(duì)來(lái)往的行人還不安全，西側(cè)的順層滑坡還沒(méi)有得到有效支擋，還有發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能，因此以+333m標(biāo)高平面進(jìn)行回填雖然達(dá)到了土方平衡，但是災(zāi)害隱患沒(méi)有得到消除，還需要用削方、錨桿、擋土墻、護(hù)欄等工程手段對(duì)其進(jìn)行治理，這樣首先是造價(jià)高，另外都有設(shè)計(jì)年限，不能根除災(zāi)害隱患，不符合礦山治理的基本原則，因此，建議向北縱坡降以-3~-8%對(duì)其進(jìn)行回填，這樣最終回填總量為103863.4m3，回填后采坑南部、東部基本與現(xiàn)有地面水平，北部比現(xiàn)有地面低2~3m，西部比現(xiàn)有地面低6—9m，這樣用簡(jiǎn)單的擋土墻進(jìn)行支擋就解決了北部對(duì)行人的安全隱患。但是西部還留有一定安全隱患，因此對(duì)西部采坑邊緣向西15m地方進(jìn)行下挖3m，形成梯田，用擋土墻進(jìn)行支擋，這樣即增加了填方量，達(dá)到挖填平衡，還消除了災(zāi)害隱患。

3.2Ⅱ號(hào)采礦區(qū)環(huán)境破壞治理研

Ⅱ號(hào)采礦區(qū)位于大鴻寨風(fēng)景區(qū)主峰西側(cè)，位于省道S325東側(cè)，面積為0.03km2。本區(qū)的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為地形地貌景觀破壞和采礦引發(fā)的滑坡、崩塌災(zāi)害。(1)地形地貌景觀破壞Ⅱ號(hào)采礦區(qū)的西部形成一個(gè)采坑CK2：采坑面積大約3000m2；采坑西部的采礦邊坡為巖質(zhì)邊坡，覆蓋層較薄，高度10~15m，坡度70~80°，采坑?xùn)|部的采礦邊坡，呈孤島形狀，覆蓋層較厚，植被較發(fā)育，高度3~5m；該區(qū)沿著自然邊坡堆放的廢渣堆有4個(gè)：Z4、Z5、Z6、Z7，共計(jì)18180.0m³。(2)采礦引發(fā)的滑坡、崩塌災(zāi)害根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量調(diào)查，Ⅱ號(hào)采礦區(qū)的采坑邊坡巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，邊坡上部偶見(jiàn)孤石，在邊坡的北部已發(fā)生一處崩塌，崩塌規(guī)模較小。

由于廢渣堆Z6沿著自然邊坡堆放，且堆放厚度較大，坡度較自然邊坡陡，目前在Z6的中部已形成一個(gè)小型滑坡，該滑坡是沿著原地形坡面滑動(dòng)的，后緣拉裂縫密集發(fā)育，裂縫寬度在0~15mm，滑動(dòng)規(guī)模較小。其主要誘因是暴雨。Ⅱ號(hào)采礦區(qū)的治理方案論證針對(duì)各種地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題采用相應(yīng)的治理措施，主要治理措施如下：(1)削坡工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，Ⅱ號(hào)采礦區(qū)的采坑邊緣的高陡邊坡，坡面巖石破碎，已發(fā)生一處小型的崩塌。對(duì)此處高陡邊坡做支護(hù)的費(fèi)用太高，故設(shè)計(jì)削坡，施工順序采取從邊坡上部坡頂開(kāi)始，削坡后的邊坡高寬比為1:0.5。削坡后保證了邊坡的穩(wěn)定性，消除了再次崩塌的可能性。(2)地形地貌修整工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，廢渣堆Z6沿著自然邊坡堆放且堆放厚度較大，在暴雨情況下容易發(fā)生滑坡、泥石流災(zāi)害；采坑邊坡陡峻，且?guī)r石破碎，容易發(fā)生崩塌災(zāi)害。采坑面積3000m2，擬對(duì)采坑做回填，回填方量約19000m³，剩余的廢渣沿著溝的方向回填，并設(shè)計(jì)擋土墻造成梯田，基本上挖填方平衡。這樣的設(shè)計(jì)很好的修復(fù)了原有的地形，而且全部清理廢渣消除了滑坡、泥石流災(zāi)害。

4總結(jié)

1、礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要為露天采坑對(duì)地形地貌景觀的破壞、廢礦無(wú)序堆放以及崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

2、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況堪憂，已危及人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。為有效地治理、恢復(fù)該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，完善各項(xiàng)保護(hù)措施，打造和諧社會(huì)，開(kāi)展“礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理”項(xiàng)目已迫在眉睫。

3、根據(jù)文件批復(fù)工程量和資金額度，結(jié)合礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀，確定治理工程方案主要采用廢渣清理回填工程、削坡工程、擋土墻工程、截排水溝工程、地形地貌修整工程、綠化工程等工程措施來(lái)進(jìn)行恢復(fù)治理。

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作者：姚艷領(lǐng)1，李 凱2 單位：1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院,2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院