某露天矿山地质环境保护与治理恢复探讨

某露天矿山地质环境保护与治理恢复探讨

摘要：通过调查某露天矿山的地质环境，分析该矿山地质环境问题及成因，探讨其保护与治理恢复方式，提出保护措施、工程治理措施和生态恢复措施等，可有效降低或消除矿山地质灾害隐患，减少土地资源破坏，保护和修复生态环境。

关键词：露天矿山 地质环境 保护与治理恢复

矿产资源的开发利用，不可避免地要对生态环境造成破坏，尤其是对地质环境的破坏更为严重。长期以来，由于矿产资源的不合理开发利用，产生了各种矿山地质环境问题。为保护矿山地质环境，减少矿产资源勘查开采活动造成的矿山地质环境破坏，保护人民生命和财产安全，促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展，矿山地质环境保护与治理恢复工作的形势越来越严峻[1]。

1自然地理

1.1 交通

矿区位于江门市新会区正南约40公里，行政隶属崖门镇，距崖门水道约1km，1000~5000吨级运输船只可通航，有简易公路连接至会城的二级车道，与珠（海）—阳（江）沿海高速公路相接，水陆交通方便。

1.2 气候

矿区地处沿海地带，属亚热带季风气候，温和潮湿，雨量充沛。年平均气温21.9℃，年平均降雨量1775mm，年平均降雨日为155天，年平均蒸发量为1661.3mm，年平均风速2.5m/s，最大风速22m/s，每年8~9月常有台风侵袭，狂风暴雨，来势凶猛。

1.3 地形地貌

矿区属丘陵地貌，山脊东起灶面山，西至五马同槽，总体为北东东走向，南北两侧均为坡地，地形坡度约20°~30°，局部在35°以上；北东面山体坡度约10~20°。最高点位于五马同槽山头，海拔350.8m，最低点位于灶面山北东部，海拔约50m，总体地势具有西高东低的特点。

1.4 地表水

矿区地表水系属珠江下游水系，矿区北边约100m外近东西向山间沟溪较发育，均为季节性小沟，雨季涨满，旱季干涸。矿区南边约100m处有一条东西向小河流经，河道蜿蜒曲折，宽度5~20 m，水深0.5~2.0 m，矿区侵蚀基准面标高约50m，地表水最终汇入崖门水道流入大海。

2地质概况

2.1 地层

矿区仅出露第四系残积层Qel和冲洪积层Qpl+al，残积层分布于山体表层，岩性为砂质、砾质粘性土或含粘性土砾砂，厚度一般1~3m；冲洪积层分布于灶面山以南，岩性以可朔状粉质粘土为主，厚度3~15m。

2.2 岩浆岩

矿区仅出露燕山第三期花岗岩（γ 52（3）），岩石为黑云母花岗岩，灰白色为主，局部呈浅玫瑰色—肉红色，中粗粒花岗结构（局部似斑状结构），块状构造。

2.3 构造

区域上处于粤中坳陷内，矿区内褶皱、断裂构造不发育，仅见花岗岩节理构造，主要分布于中风化岩和浅部微风化岩之中，优势节理2组，产状为为128°∠76°和37°∠80°，两组节理面都平直，延伸3~8m，节理间距一般0.5~2m，节理面接触较紧密，局部微张。未发现有规模较大的地质构造现象，矿区地质构造较简单。

2.4 水文地质

第四系孔隙含水层：主要分布于山间沟谷冲积砂砾层中，为孔隙水，透水性中等，富水性中等，单井涌水量约100~150m3/d，水位埋深0.3~5 m，随季节变化明显；花岗岩基岩裂隙含水层：主要分布于地表浅部强风化和中风化岩石中，为裂隙水，富水性为弱—中等，水量较贫乏。矿区位于当地侵蚀基准面以上，地势较高，自然排水条件好，因此水文地质条件简单。

2.5 工程地质

覆盖层（包括残积、全风化、强风化和中风化层）厚度介于2.5~38m之间，一般厚14m左右。残积层和全风化层岩性松软，强风化层呈半岩半土状，三者遇水均易软化、崩解，工程地质条件差；中风化层岩性脆，但其工程地质条件较稳定。

矿体（微风化—未风化花岗岩）岩性较坚硬，摩氏硬度平均为5.9，矿石均一稳定，单轴抗压强度平均为106MPa，工程地质条件良好。

2.6 开采方案概况

该矿山主要生产各种规格的建筑用花岗岩石料产品，开采区面积约43.46公

顷，矿体长约1100m，宽260~710m，平均厚约22.95m，资源储量997.557万m3。

采用“从上往下分水平台阶开采”的采矿方法，将顶部风化层开挖运走，先期形成300m标高基建平台，然后区壁分级放坡。设计土质边坡角为45°；中风化岩质边坡角为55°，每台阶高8 m；微风化~未风化岩质边坡角为60°，每台阶高15 m。安全平台宽4m；清扫平台宽8m。由于两条山脊高差较大，灶面山地段最低开采标高为160m，五马同槽地段最低开采标高为210m，最终将形成6~8级台阶和2个平台。

开挖出的废土石堆放于矿区东边约30m处的排土场，占地面积约11公顷。

3地质环境问题

3.1 边坡失稳

开采区现状地质灾害弱发育，开采结束后将形成最大高差约90m的采坑边坡，利用赤平投影分析边坡稳定性，当结构面及其组合线的倾向与边坡临空面的倾向相同，且倾角小于坡角时，岩石块体易产生滑移和崩塌。岩石两组节理分别为128°∠76°和37°∠80°，其组合线倾向92°倾角73°，取主边坡倾向152°，最大坡度60°进行稳定性分析。如图1，节理1倾向与边坡相近，但倾角大于坡角；节理2及组合线倾向与边坡均大角度相交，且倾角均大于坡角，因此该边坡较稳定，但边坡高陡，仍有局部危岩崩落的可能。

图1 赤平投影稳定性分析图（下半球投影）

Fig.1 Analysis of Stability of Stereographic Projection

排土场区现状地质灾害弱发育，覆盖层完全剥离并堆积在此后，在岩土体自身重力以及暴雨冲刷侵蚀或采矿爆破产生的震动等因素的影响下，可能发生岩土体失稳。

3.2 地貌景观

开采区现状由于开挖剥离覆盖层完全破坏了表土及植被，采矿结束后将完全改变地形地貌。排土场区现状表土及植被完全被废土石覆盖破坏，覆盖层完全剥离堆积后，也将完全改变其地形地貌。

3.3 土地资源

采矿活动之前，开采区及排土场区均为崖门镇林场的林地。开采区43.46公顷林地被挖损，排土场区约11公顷林地被压占。

3.4 其他

矿体全部位于地下水位以上，与区域含水层或地表水联系不密切，因此采矿对地下水影响较小。矿山生产石料为单纯物理粉碎，除产生一定粉尘外，几乎不产生废水，因此对地表水污染较小。

4保护与治理恢复措施

4.1表土保护措施

将先期剥离的表土存放于排土场内，修建挡土墙等进行保护，种植生命力强的植物增强水土保持能力，保持土壤肥力。在闭坑后，将其取出来作为覆土。

4.2 边坡安全措施

严格按照方案设计进行施工，防止边坡过高过陡的现象出现；对坡顶及周边地面要修筑排水工程，防止暴雨山洪影响边坡稳定；建立长期的边坡观测网，对不良地段、软弱层位进行定时、定点观测，发现异常及时进行处理；结合坡面复绿，形成永久性保护植被，确保边坡安全。排土场边坡为开挖松散物堆积形成，除上述措施之外还应根据实际情况对斜坡底部设置重力挡土墙。同时，对废土石沉降定期监测，消除安全隐患，防止泥石流发生。

4.3 生态恢复措施

采坑边坡台阶外侧设置高1m的挡土墙，台阶上覆土，内侧种植藤蔓类攀沿植物，间距0.5m~1m，可使坡面复绿。采坑平台同样也覆土1m厚，台阶面上和平台面上植树，间距2×2m，如图2。排土场边坡和平台上进行覆土0.8m，在平台上植树，间距2×2m，边坡上种植护坡草类。开采区和排土场区应边开采，边生态修复，并可结合利用开采期间的排水工程进行引流灌溉。

5结语

通过上述保护与治理恢复措施，矿山地质环境得以初步改善，降低了边坡安全隐患，修复了地貌景观，恢复了土地资源的利用。但是矿山地质环境保护是一项持久、长期的工作，需要不断进步改善。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国土资源部令第44号《矿山地质环境保护规定》．2009年3月发布．