石灰石矿矿山地质环境治理工程设计

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摘要:治理区地层主要为震旦系地层中的中厚层状灰岩。根据岩性及岩体物理力学性质将治理区工程地质岩组划分为硬质岩组，局部节理裂隙发育，块状构造，抗压强度60～120MPa。查明吉林省白山市浑江区七道江镇石灰石六矿采石场矿山地质环境治理工程所在区域的地形地貌特征、地层岩性、岩土体类型、地下水类型、大气降雨以及人类工程活动特征等，通过对该项目治理区的恢复治理，解决治理区内突出的矿山地质环境问题，消除安全隐患，改善矿区环境，消除环境视觉污染、恢复矿区生态，从而营造一个宜居、宜人的生存环境，确保地方经济的稳步可持续发展。

关键词:矿山治理;主动防护网工程;地质环境治理

1矿山概况

吉林省白山市浑江区七道江镇石灰石六矿采石场是存在历史遗留问题的矿山，矿山责任人缺失，开采方式为露天开采，开采矿种为石灰石。该矿山由于多年无规划的露天开采，现已形成一处高陡边坡、一处废旧石灰窑及一处废土石区，区域地质环境质量较差，坡面岩石风化强烈，且人类工程活动较强烈，对地质环境影响较大，加之雨季降水集中，导致崩塌灾害时有发生。该边坡岩性为灰岩，呈层状，边坡整体坡向为220°，坡度70°～80°，坡宽为140m，坡脚线延长330m，平均坡高为80m，最大坡高110m，为人工岩质边坡，坡面表层微风化，岩层产状为155°∠45°，岩层厚度0．8～2m，三组节理裂隙，第一组产状155°∠45°，间距0．8～2m，延伸长度3～10m，发育深度0．3～0．5m;第二组产状320°∠30°，间距0．3～0．8m，延伸长度0．5～1．5m，发育深度0．2～0．3m;第三组产状245°∠75°，间距0．5～1m，延伸长度0．5～3m，发育深度0．2～0．5m;碎屑充填，在雨季来临时极易发生崩塌地质灾害。矿山终采后，边坡东南角碎石散乱分布，造成大面积土地资源破坏，面积1860m2。碎石堆坡宽70m，平均坡高12m，坡度20°，由于长期堆积废土石，破坏植被生长环境，植被难以生长。石灰窑位于边坡西南方向边坡坡脚，规格48m×7m×12m，共6个窑口，其中上窑口为圆形，直径2．35m，下窑口为拱形，拱高2．5m，压占土地资源、自然植被资源。

2治理工程措施

针对矿山现状地质环境问题，按照设计进行合理的施工部署，选择适宜的施工方法，确保施工质量，根除地质灾害隐患，以确保治理的远期效益。对治理区矿山地质环境问题的防治，应根据矿山现状和潜在的危险性确定治理范围，就地取材，以比较经济合理的办法和措施取得最佳的治理效果。根据矿山地质环境恢复治理的目标和任务，本次治理主要采用以下方法。

2．1地质灾害治理工程

治理区内开采边坡，坡面较陡，易产生落石，不利于后续主动防护网施工。因此，应对开采边坡坡面破碎浮石进行清理。清理产生的废石，部分用于回填石灰窑，浮石清理后对边坡设置主动防护网工程。其具体的工作方法及工程量如下。1)危岩体清理。采用人工和机械相结合进行危岩体清理，清除风化严重的危险岩体，对边坡进行修整。清理后的废石除了用于回填石灰窑外可以出售以作为配套资金。对边坡中上部进行坡面清理，边坡平均坡度55°，边坡清理面积为31900m2，平均清理厚度为0．1m，清理危岩体量合计3190m3。2)主动防护网。采用高强度钢丝网片、带锚垫板的钢筋锚杆、边界绳、钢丝绳锚杆及连接构件。由抗拉强度不低于1770MPa的3mm直径高强度防腐钢丝链式编织而成，菱形网孔内切圆直径65mm，其环链破断拉力不应小于12kN，常用网片标准规格为30m/20m/10m×3．5m。采用带锚垫板的预应力钢筋锚杆将T/65型高强度钢丝网张紧固定覆盖于边坡上，从而提高表层岩土体的稳定性，阻止岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。所有编制网用钢丝均应符合《铁路沿线斜坡柔性安全防护网》(TB/T3089—2004)与《锌－5%铝－混合稀土合金镀层钢丝、钢绞线》(GB/T20492—2006)的规定，其公称抗拉强度不低于1770MPa，环链破断拉力不应小于12kN。钢丝采用热镀锌+5%铝+混合稀土合金，镀层重量不应低于150g/m2。网的形状平整，钢丝不应有明显机械损伤和锈蚀现象。网片端头应至少扭结一次，扭结处不应有裂纹。

2．2地形地貌景观恢复工程

2．2．1工作内容。对矿山开采后遗留的两处废弃建筑物进行拆除，拆除后的建筑垃圾回填石灰窑并进行封堵。2．2．2工作方法及工程量。废弃建筑物规格分别为5m×4m×3m、12m×9m×5m，砖混结构，拆除折减系数0．3，拆除工程量180m3，采用机械拆除，建筑垃圾用于封堵石灰窑上窑口。石灰窑位于边坡坡脚平台下方，由于拆除将影响边坡稳定性，拟将石灰窑6处窑口进行封堵。封堵工程按照《煤矿安全规程》第一百三十一条“报废的立井、平硐应当填实，立井处应设置栅栏和标志”的要求来执行。下窑口断面呈拱形，窑口宽2．2m，拱高2．5m，净断面尺寸均为6．88m2，水平向里延伸7m。上窑口断面呈圆形，直径为2．35m，净断面尺寸均为4．34m2，从石灰窑顶向下延伸12m。洞口回填物分为4个部分:由上而下依次为表土1．0m、废土石4．0m、拆除废弃物7m、浆砌石4．65m，则共用表土5m3、废土石18m3、拆除废弃物31m3(废土石和拆除废弃物平均运距50m)、浆砌块石32m3，表土和废土石填充时需分层夯实，分层厚度不大于30cm，共6个窑口，封堵工程量总计表土30m3，废土石108m3，废弃建筑物186m3，浆砌石192m3。表土采用平台上现有表土，废石土采用坡面清理产生的废石，废弃建筑物的拆除量较回填量少6m3，利用废石补齐。窑口封堵后，在其南侧临道路处设置安全警示标志，以引起行人的注意。

2．3绿化工程

2．3．1工作内容。采坑下平台现状自然恢复的植被情况良好，平台面积9100m2，采用间种乔木的方式补充复绿，下方废土堆场地凹凸不平，造成大面积土地资源破坏，对废土堆及拆除建筑物的位置进行场地平整后覆土，采用2m×2m间距栽植裸根樟子松树，后进行撒播紫花苜蓿草籽。2．3．2工作方法及工程量废土堆面积2020m2，平均平整厚度为0．5m，平整工程量为1010m3。拆除建筑物面积128m2，平均平整厚度为0．3m，平整工程量为39m3。场地平整工程量共计1049m3。边坡清理后产生的废石3190m3，扣除封堵石灰窑的废石量114m3，剩余3076m3外运出售。对废土堆及拆除建筑物位置进行覆土，废土堆面积2020m2，拆除建筑物面积128m2，总面积2148m2，覆土平均厚度0．5m，覆土量1074m3。覆土后确保场地整体平整，平整后场地可以自然排水。石灰窑顶面及底面栽植爬山虎沿线长84m，栽植爬山虎168株;平台面积9100m2，废土堆面积2020m2，拆除建筑物面积128m2，植树面积共计11248m2、植树2812株，采用50kg/hm2规格撒播草籽，撒播面积0．22hm2。

3工程施工

结合治理区实际情况将工程施工分阶段依次治理。“横向分层、纵向分段、两段同步、阶梯推进”的方式施工，推土机集料、自卸汽车转运时采取水平、对称、分层措施。对于堆放于坡下的车辆，在施工前应联系所有人驶离治理区，保证后续工程的顺利开展，应先进行地质灾害治理工程后再进行其他工程。

3．1浮石清理工程

治理区内采场边坡的坡面岩石局部风化较严重部分，破碎、节理裂隙发育，可能产生崩塌地质灾害，需要先进行危岩体清理。由于本次危岩体清理工程的位置在斜坡较陡部位，加之陡坡表面浮石较多，挖掘机在陡坡施工相对比较危险，易产生设备(挖掘机)侧翻和下滑，采取必要的安全措施尤为重要。在施工前，首先在危岩体清理段周边斜坡下部设置安全警示标志、彩旗、安全旗或警示牌，以引起行人和作业生产人员注意，为机械设备施工创造条件，在道口处应安排专人进行现场看护，防止安全事故的发生。

3．2主动防护网工程

3．2．1进场前质量检验。产品进场前，生产厂家应提供构件产品原材料的质量合格证书和配套质量检验报告。检验报告须由第三方省级以上取得CMA、CAL等认证资格的检验机构或国外知名认证机构出具，检验报告也可由系统供货厂家提供，包括以下内容。1)系统中所使用的防护网用钢丝应按照《铁路沿线斜坡柔性安全防护网》(TB/T3089—2004)与《一般用途钢丝绳》(GB/T20118—2006)等标准规定提供外观检查、尺寸测量、镀层重量和力学性能试验(抗拉强度、环链破断拉力等)检验报告，检验报告的有效期为一年。2)系统中所使用的各类规格钢丝绳应按照《铁路沿线斜坡柔性安全防护网》(TB/T3089—2004)、《重要用途钢丝绳》(GB/T8918—2006)与《一般用途钢丝绳》(GB/T20118—2006)等标准规定提供外观检查、尺寸测量、镀层重量和力学性能试验(抗拉强度、最小破断拉力等)检验报告，检验报告的有效期为一年。3)系统各构件耐腐蚀试验采用中性盐雾试验检测，在一定试验时间后能满足规定防腐要求，应提供通过中国合格评定国家认可委员会认可的实验室出具的检测报告，检验报告的有效期为五年。3．2．2现场质量检验。产品进场后，监理单位应对产品质量进行检验，主要包含以下内容。1)质量证明材料:检查构件产品原材料的质量合格证书和配套质量检验报告材料是否完整，内容是否完善。2)安装系统配置、外观要求和规格尺寸等与设计图是否一致，并进行现场抽样检查。3)施工方法、工艺、步骤等是否严格按设计要求进行。4)锚杆抗拔力检测，要求每个工点检测数量不少于3组，每组不少于3根，抗拔力不小于50kN。

3．3地形地貌景观恢复工程

废弃建筑物采用机械拆除，拆除前需初步评估建筑物强度，拆除过程中作业人员须佩戴必要的防护用具，避免砸伤、碰伤。在石灰窑上口进行作业时，设置安全警示标志，施工人员安装必要的安全绳，以免意外掉落。上窑口回填废土石和表土时，利用人工分层夯实。

4结语

实施矿山地质环境治理工程，改善已脆弱的区内生态环境，降低或避免矿山地质环境问题的危害，使当地居民远离矿山开采边坡形成的地质灾害的困扰，从而拥有良好的生态环境。通过对地质环境治理，可以使治理区生态环境大大改善，不良地质环境现象不复存在，展现出青山绿水的状态，极大改变了当地的面貌。

作者:孙继野 单位:中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队