矿山环境地质环境论文

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1矿山地质条件分析

璧山县周家槽水泥用石灰岩矿位于重庆市璧山县275°方位，直距9km，矿山CaO最低含量45．33％，最高含量52．55％，平均49．72％。矿区无常年性河流，年平均降雨量1072．7mm，季节性冲沟不发育，雨季降水后以分水岭为界，沿坡面或溶蚀槽谷向西流入小安溪，向东流入周家槽，矿山范围内无溪、河、水池、鱼塘等地表水体。矿区范围内植被分布不均，且无明显界限；矿区内基岩裸露与土壤分布无明显界限，土层在溶沟、溶槽或低洼地段较厚，厚度一般为2～3m，其余地段土层较薄，厚度一般为0～1．0m；岩性为红粘土，土壤类型为黄壤、黄棕壤；土地利用主要为耕地、林地、住宅用地、工矿仓储用地、交通用地、水域及难以利用的裸地，各种作用的土地之间无明显界限。如图1所示。矿区位于沥鼻峡背斜轴部，为一大致呈南北向嘉陵江组石灰岩岩溶槽谷地带，其间时有浑圆状小型独立山包。地形坡角一般10～25°，属岩溶丘陵－低山地形地貌。评估区内由于原开采形成高度3～38m的边坡，坡角45～80°，坡长约46～100m，边坡均未采取支护。边坡岩性均为嘉陵江组三段的石灰岩，岩石坚硬，抗风化能力强。岩矿体结构面主要有岩层面、裂隙面、松散层界面等，斜坡稳定性良好少许顺层坡矿山开采中可能产生局部崩滑等不良现象。综上所述：本矿山工程地质条件中等。

2矿山采后地质环境预测

2．1矿山开采影响范围

2．1．1放炮影响范围根据开发方案，采场每次布置3排钻孔，每排10个孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30个孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以确保爆破后台阶高度达15m。

2．1．2采矿可能引发的地质灾害影响范围矿山开采过程中采用自上而下台阶式分层开采，高度为15m；开采时工作台阶切向坡和反向坡最终开采的边坡角不大于55°。由此可确定采矿可能引发的地质灾害影响范围为矿区开采最终边界外延15m。综上所述：矿山开采影响范围为露天采场外延215m。

2．2地质灾害危险性预测根据开发技术方案，矿山开采后四周将形成5段高度为110m的边坡，边坡编号分别为AB、BC、CD、DE、EF，边坡位置详见福禄镇周家槽周家槽水泥用石灰岩矿山矿区范围及开采平面图。分析边坡稳定性：AB边坡位于矿区南东侧，边坡坡向301°，坡角55°，坡高约2～50m，长约600m。岩层倾向108°，倾角7°。据地面调查，岩体中发育两组高角度构造裂隙，第Ⅰ组裂隙产状为25°∠84°；第Ⅱ组裂隙产状为102°∠73°。作赤平极射投影分析AB边坡的稳定性，如图3所示；按照相同的方法，分析BC、CD、DE、EF边坡的稳定性。

2．3水文地质预测矿区范围内开采三叠系下统嘉陵江组三段（T1j3）石灰岩矿层，开采标高均高于当侵蚀基准面；开采范围内无河流、水库等地表水体；地下水与地表水没有必然的水力联系。矿山开采对岩溶裂隙水的补给条件破坏小，矿山开采后不会对含水层结构破坏，不会造成地下水水位下降、疏干等。对矿山地质环境影响程度较轻。

2．4地形地貌预测按照开发利用方案，矿山开采后将形成高度0～105m的边坡，矿山采矿活动对地形地貌景观影响严重。

2．5土地资源影响预测璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿不单独设置料场及废渣场，在矿区东侧采区50m外设置破碎站及运输道路，占用耕地资源4．41ha；工业广场修建占用耕地资源1．59ha；矿区为露天采场，占用耕地资源43ha；石灰岩矿山开采共占用耕地49ha。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对土地资源影响严重。

2．6建（构）筑物影响预测矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏。根据计算的爆破地震波安全距离为158．45m，计算的爆破产生飞石最远飞散距离为200m；对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对建（构）筑物影响严重。

3矿山地质环境防治针对矿山开采影响

范围及采后地质环境因素的影响预测结果，将矿山地质环境保护与治理恢复划分为重点区、次重点区、一般区，设计以下防治工程：1）矿山开采时应及时清除边坡上的掉块，特别是在BC边坡东段边坡可能会发生局部掉块。2）对矿山采坑四周形成的边坡采用生物工程护坡；对采坑坑底进行绿化或土地复垦。3）对矿区道路、破碎站和工业广场区域进行环境恢复。4）修建截排水工程。

3．1边坡防治工程

3．1．1边坡放坡根据开发方案矿山开采的最终边坡角为55°，自上而下台阶式分层开采，采高15m，台阶宽度约10．5m；AB边坡长约600m，高2～50m；BC边坡长约440m，高50～106m；CD边坡长约360m，高40～96m3；DE边坡长约526m，高17～42m3；EF边坡长约210m，高2～17m；放坡处理各段边坡。

3．1．2清理危石及时清理采场边坡上的危石，避免发生危石滚落伤人事故。按照“边采边治”的原则，对各边坡上的危石清理完成后，才能进行下一台阶的开采。

3．1．3截水沟矿区位于沥鼻峡背斜轴部，地形呈浑圆状的小型独立山包，自然排水条件良好，汇水面积小，在矿区DE、EF边坡顶部修建截水沟长约300m，以防治地表水进入矿区。在其余每个台阶坡面每隔50m，高差10～20m，设置横向和竖向的截排水沟，将边坡顶部的地表水汇入采坑内的排水沟，避免对坡面草籽植物造成冲刷，竖向的排水沟按急流槽设计。迎坡面沟壁需设置泄水孔。

3．2水文防治工程矿山开采后的采场地面标高高于当地侵蚀基准面，对地下水的影响小。对矿山地质环境影响程度较轻。故本次不对其进行处理。但未解决矿山生产、生活用水，需在工业广场内修建一个蓄水池。蓄水池尺寸为15m×15m×2m，墙体宽度为0．3m，预计砌筑工程量约为36m3。生产废水主要为清洗矿车及挖掘机所排除的污水，设计每个污水处理池采用尺寸为2．5m×2．5m×1．6m，容积10m3污水处理池3个，墙体宽度为0．3m。预计开挖工程量30m3；砌筑工程量约为14．4m3，污水经生化处理后由砼管排放。露天采石场的作业点应实行湿式作业和喷雾洒水，对采场及装载点设2台洒水器进行了洒水降尘，防止粉尘飞扬。

3．3地形地貌景观防治工程矿山环境恢复治理设计方案图。

3．3．1露天采场采坑地貌景观恢复根据划定矿界和开发方案，露天开采结束后采坑的平面面积为302013m2，矿山开采前矿区土地主要为耕地，以种植果树为主；矿山开采难以恢复原来的地面植物，故矿山环境恢复治理主要以绿化为主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，预计回填方量为241610m3；（2）平整场地，场地平整应采坑中间高，四周低，便于地表水排入排水沟中；（3）植树，行距×株距为5m×5m，预计12080株，建议种植樟树或果树等经济类树木；（4）排水，沿采坑边坡坡脚围绕采坑修建截排水沟，保证采坑内地表水排泄通畅，将矿区的地表水有序的排放到矿区东侧地形较低地段，用以灌溉耕地。排水沟采用梯形断面，底宽400mm，顶宽700mm，高800mm，壁厚300mm，预计长度约2350m。排水沟每隔10～15m设置一道伸缩缝，用沥青麻丝进行有效止水。

3．3．2采坑边坡地貌景观恢复采坑边坡采用坡面绿化＋截排水的矿山环境恢复设计方案。对于采坑边坡主要采取分阶放坡＋绿化处理。每级边坡分阶高度取15m，每阶平台宽度取10．5m，种植蔓藤类植物绿化坡面，在坡顶设置截排水沟。台阶边缘修砌墙体，墙体嵌入基岩0．1m，墙体截面0．3m×0．5m（宽×高）。墙背回填0．3m厚的土壤，蔓藤种植行距×株距为5m×3m。截排水工程在边坡防治工程中实施。

3．3．3矿区公路及破碎站矿区公路两侧及破碎站区域的空地进行植树绿化，预计植树60株。待矿山闭坑后，建筑垃圾清除干净，将表层1．0m范围土地掘松，种植樟树等经济类树木。矿区公路和破碎站的平面面积约为4410m2，可采用挖掘机松土，植树绿化，行距×株距为5m×5m，预计176株。

3．4土地资源的采后处理矿区主要的土地资源占用和破坏为矿区范围内的采场、矿区东侧的破碎站及工业广场，矿山闭坑后，采场及破碎站将对其进行地貌景观恢复，工业广场建（构）筑物提供给当地使用，不进行处理。

3．5地表建（构）筑物的处理矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏，对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。为保护村民的人身财产安全，对在影响范围内的村民实施搬迁。

4结论

1）分析了矿山地质条件，认为矿山开发技术条件的级别为中等；2）根据矿山开采方式，采用赤平投影的方法，对矿山采后地质环境进行评估，得出矿山开采影响范围为露天采场外延215m；水泥用石灰岩矿采矿活动诱发地质灾害的可能性大，造成的损失小，危险性中等，影响严重；对含水层影响较轻；对地形地貌景观影响严重；对土地资源影响严重。因此，预测矿山采矿活动对矿山地质环境影响严重。3）结合露采对石灰石矿区各地质要素的影响程度，提出相应的防治措施，对采后矿区环境的恢复起到指导作用。

作者：尹小波张云鹏邵静静任翔单位：河北联合大学河北省矿业开发与安全技术实验室四川科技职工大学