何蘭軍， 張林生

（1 廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所， 廣東韶關(guān) 512026； 2 韶關(guān)市礦產(chǎn)資源與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 廣東韶關(guān) 512026）

地下開采礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理問題探討

何蘭軍1， 張林生2

（1 廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所， 廣東韶關(guān) 512026； 2 韶關(guān)市礦產(chǎn)資源與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 廣東韶關(guān) 512026）

以韶關(guān)市某地下開采的螢石礦山為例，從地形地貌、地層巖性、構(gòu)造等地質(zhì)背景入手，分析礦山開采對(duì)該礦區(qū)的土地資源、地下水資源、地質(zhì)地貌景觀的破壞和影響，進(jìn)而可能引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行探討，提出保護(hù)及恢復(fù)措施，以指導(dǎo)同類礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)與恢復(fù)治理。

地下開采礦山；地質(zhì)環(huán)境、保護(hù)與恢復(fù)

0 引言

隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，礦山開采對(duì)資源造成的破壞越來越被重視，礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn)是礦山企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中面臨的兩大主題，也是當(dāng)今社會(huì)、政府主管部門以及礦山企業(yè)所關(guān)注的熱點(diǎn)問題［1］。礦產(chǎn)資源是資源的一種，人們想要利用礦產(chǎn)資源就需要對(duì)礦山進(jìn)行開采，在獲得利益的同時(shí)必定要破壞礦山環(huán)境。對(duì)固體礦產(chǎn)資源而言，其位置具有不可移動(dòng)的特點(diǎn)，這就決定了采礦工業(yè)建設(shè)場(chǎng)地空問的固定性，不能像其他工程建設(shè)那樣可以有序選擇和適時(shí)的移動(dòng)，以致許多采礦企業(yè)必須占用大量的土地資源，并破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和自然景觀，引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題［2］。本文以某地下開采的螢石礦山為例，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理進(jìn)行探討。

1 礦山概況及地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 礦山概況

該螢石礦位于廣東省樂昌市九峰鎮(zhèn)漿源村，礦區(qū)呈規(guī)則的正方形，長(zhǎng)寬約400m，礦區(qū)中心點(diǎn)地理坐標(biāo)：東經(jīng)113°27′51″，北緯2 5°2 1′3 8″。礦區(qū)面積0.1 6 4 k m2；開采深度：+1360m～+1270m，保有推斷內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）2×104t。開采方式為地下開采，生產(chǎn)規(guī)模為0.5×104t/a。礦山設(shè)計(jì)開采儲(chǔ)量0.58×104t，采礦回收率78%，采礦貧化率15%，生產(chǎn)規(guī)模0.5×104t/a，礦山服務(wù)年限為1年。

1.2 礦山地質(zhì)環(huán)境背景

地形地貌：位于南嶺山脈九峰山系腹地，山高林密，地勢(shì)陡峻，最高海拔標(biāo)高1642.0m，最低標(biāo)高1141.0m，相對(duì)高差501.0m，屬中山陡坡地貌，礦區(qū)為中山陡坡地貌區(qū)，礦山開采方式為地下開采，開采標(biāo)高為1270～1320m；礦區(qū)地形地貌為單一中山陡坡地貌區(qū)，復(fù)雜程度為中等，對(duì)礦山開采影響較大。

地層巖性：礦區(qū)位于九峰巖體內(nèi)，除了第四系（Q）坡殘積層外無其他地層。巖體外接觸帶見寒武系（∈bc）淺變質(zhì)巖系。巖性燕山早第一階段花崗巖，巖體呈巖基產(chǎn)出，為九峰巖體的一部分，主要由中粒黑云母花崗巖和黑云母斑狀花崗巖組成，兩者關(guān)系不明顯。中粒黑云母花崗巖呈灰白色-肉紅色，由微斜長(zhǎng)石、中長(zhǎng)石、石英、黑云母組成，次要礦物磁鐵礦、磷灰石、鋯英石、絹云母、白云母及綠泥石等；顆粒大小約1.5mm左右。黑云母斑狀花崗巖呈灰白色，主要由石英、長(zhǎng)石、黑云母組成，斑狀構(gòu)造，長(zhǎng)石斑晶顆粒直徑達(dá)5～10mm左右。

構(gòu)造：礦區(qū)斷裂構(gòu)造僅見F1控礦的張性斷裂，走向北東20°、傾向SE，主要由碎裂花崗巖和硅化花崗巖組成，F(xiàn)1斷裂對(duì)礦床起控制礦作用，成礦期接受巖漿后期熱液的作用，充填石英、螢石，形成達(dá)工業(yè)品位的螢石礦體而加以開發(fā)利用。巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要有北東和北西向兩組，北東向節(jié)理裂隙產(chǎn)狀300°～33°∠60～85°；北西向節(jié)理裂隙產(chǎn)狀50°～80°∠40°～65°。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估

2.1 地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)估

在對(duì)評(píng)估區(qū)進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)評(píng)估區(qū)范圍內(nèi)的土地、地下水、地形地貌景觀等受采礦活動(dòng)影響與破壞程度及損失情況、結(jié)合治理難度因素，分別按環(huán)境地質(zhì)問題和地質(zhì)災(zāi)害等兩個(gè)方面開展礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估。

2.1.1 環(huán)境地質(zhì)問題現(xiàn)狀評(píng)估

土地資源問題：現(xiàn)礦山建設(shè)占用土地資源問題主要有綜合服務(wù)區(qū)等的占地以及修建簡(jiǎn)易運(yùn)輸?shù)缆氛嫉氐?，占用了的土地資源為林地，累計(jì)共占用的土地資源面積約10000m2，占地面積與礦區(qū)面積比6.1%。因此，現(xiàn)礦山建設(shè)和采礦活動(dòng)對(duì)土地資源破壞較小，影響較輕。對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響一般。

地下水資源問題：礦區(qū)地處侵蝕構(gòu)造中山區(qū)，礦體處在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上。礦體圍巖是花崗巖，屬于弱透水層或不透水層。地下采礦未見裂隙涌水現(xiàn)象，新硐口坑內(nèi)涌水量也較少，沿裂隙有少量滴水，深部（坑內(nèi)）開采未見大溶洞及涌水裂隙，采礦對(duì)坑道上部及其附近一定范圍內(nèi)巖土體的富水性和地下水位有一定的影響?？拥琅潘啃?，不含有毒有害成份，對(duì)地表水或地下水環(huán)境質(zhì)量不存在污染。但遇降暴雨時(shí)，堆礦場(chǎng)和廢石場(chǎng)因暴雨沖刷形成的渾濁污水將對(duì)下游山溝中地表水體造成間歇性的污染?？傮w評(píng)估早期采礦活動(dòng)對(duì)地下水資源影響輕微、破壞小，對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響一般。

地質(zhì)地貌景觀問題：礦山早期礦業(yè)活動(dòng)不但占用了土地資源，而且還影響與破壞了地形地貌景觀資源。公路開挖、堆料場(chǎng)和綜合區(qū)的開挖、棄土堆積一定程度地破壞了植被資源，打破原來的自然環(huán)境，對(duì)地形地貌景觀造成一定的破壞。評(píng)估區(qū)及周邊無風(fēng)景區(qū)、名勝古跡和地質(zhì)遺跡。

因此現(xiàn)狀評(píng)估礦山開采對(duì)地質(zhì)地貌景觀影響輕微、破壞較小，對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響一般。

2.1.2 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)估

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害綜合調(diào)查，評(píng)估區(qū)未發(fā)生過地面塌陷、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。因此，地質(zhì)災(zāi)害總體影響程度分級(jí)為較輕。

2.2 預(yù)測(cè)評(píng)估

依據(jù)評(píng)估區(qū)所處區(qū)域地質(zhì)條件、礦區(qū)地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件，結(jié)合礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估，按照相關(guān)規(guī)范，分別按環(huán)境地質(zhì)問題和地質(zhì)災(zāi)害等兩個(gè)方面開展礦山地質(zhì)環(huán)境影響預(yù)測(cè)評(píng)估。

2.2.1 環(huán)境地質(zhì)問題預(yù)測(cè)評(píng)估

土地資源問題：礦山采用地下開采，續(xù)采除新開拓2個(gè)天井和廢石場(chǎng)增大占用土地外，其他工業(yè)場(chǎng)地均可保持現(xiàn)狀，但增大占用土地礦山面積較小，估計(jì)共占用的土地資源面積約11709m2，占地面積與礦區(qū)面積比7.1%。因此，預(yù)測(cè)評(píng)估礦山建設(shè)和采礦對(duì)土地資源影響輕微、破壞較小，對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響一般。

地下水資源問題：礦山采用地下開采，續(xù)采將增大采空區(qū)面積，采礦對(duì)坑道上部及其附近巖土體的富水性和地下水位的影響范圍增大。但礦山采礦深度較小，礦體圍巖是花崗巖，屬于弱透水層或不透水層，因此總的影響范圍不大?？拥琅潘吭龃螅偭枯^小，不含有毒有害成份，礦坑涌水自流出地表至沉淀池，經(jīng)沉淀等符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排入地表水體，對(duì)地表水或地下水環(huán)境質(zhì)量不存在污染。但遇降暴雨時(shí)，堆礦場(chǎng)和廢石場(chǎng)因暴雨沖刷形成的渾濁污水將對(duì)下游山溝中地表水體造成間歇性的污染。預(yù)測(cè)礦山開采對(duì)地下水資源影響輕微、破壞小，對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響一般。

地質(zhì)地貌景觀的破壞問題：礦山采用地下開采，續(xù)采不再擴(kuò)大對(duì)地貌景觀破壞，將維持現(xiàn)狀。預(yù)測(cè)礦山開采對(duì)地質(zhì)地貌景觀影響輕微、破壞較小，對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響一般。

2.2.2 地質(zhì)災(zāi)害問題

根據(jù)礦山開采利用方案和本工程特點(diǎn)，預(yù)測(cè)礦山開采中和礦山開采后可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為（采空區(qū)）地面塌陷、邊坡失穩(wěn)和泥石流。

地面塌陷：由于礦體埋藏在堅(jiān)硬的花崗巖巖體中，礦體呈脈狀分布，在開采過程中因礦石采出而留下采空區(qū)，按設(shè)計(jì)留有頂柱、間柱等，在礦區(qū)范圍內(nèi)不會(huì)造成大的地面崩落，但近地表存在殘坡積土、全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，其工程地質(zhì)條件較差，潛在出現(xiàn)小范圍的地面塌陷的危險(xiǎn)性。按上盤崩落角70°移動(dòng)角65°，下盤崩落角55°，兩端部按70°，表土45°，確定崩落范圍，則采空區(qū)地面塌陷移動(dòng)盆地面積約15530m2。采礦活動(dòng)如果對(duì)頂板管理及采空區(qū)處理不好，就可能發(fā)生采場(chǎng)和采空區(qū)頂板垮落和冒頂。產(chǎn)生的主要危害有破壞采場(chǎng)或巷道、造成采場(chǎng)或巷道內(nèi)工作人員傷亡、破壞采場(chǎng)及巷道內(nèi)設(shè)備和設(shè)施、破壞正常的生產(chǎn)系統(tǒng)。預(yù)測(cè)礦山開采可能引發(fā)采空區(qū)地面塌陷，潛在的危害性較大，危險(xiǎn)性較大。對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響中等。

邊坡失穩(wěn)：邊坡失穩(wěn)主要為礦山道路路塹邊坡失穩(wěn)，礦山道路路塹邊坡的穩(wěn)定性主要與開采邊坡高度、坡度和覆蓋層厚度有關(guān)。覆蓋層中最可能引起邊坡失穩(wěn)的巖土體類型為坡殘積土層，呈硬塑狀，厚度變化較大，一般為2.0～3.0m，為中等壓縮性土；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，道路路塹開采邊坡高度多為3～5m不等，坡度50°～65°，根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，當(dāng)邊坡角大于46.5°時(shí)，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。因此，采用工程地質(zhì)類比法，道路路塹邊坡失穩(wěn)的可能性較大，若發(fā)生邊坡失穩(wěn)，其危害對(duì)象為道路及過往采礦人員；潛在危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。預(yù)測(cè)礦業(yè)活動(dòng)對(duì)邊坡失穩(wěn)的影響中等，影響程度分級(jí)為較大。

泥石流：根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件特征，在工業(yè)場(chǎng)地處，地形為上游地形較寬敞，匯水面積較大，匯水面積達(dá)0.91km2，下游即工業(yè)場(chǎng)地處，較窄，即形成上游地形較寬敞，下游地形收窄的地貌條件，形成了有利于形成泥石流的地形條件；其次，在工業(yè)場(chǎng)地處，礦山采礦產(chǎn)生廢石約25000 m3、礦山基建土石方開挖棄土，修筑道路棄土等造成了較多的松散物質(zhì)，給形成泥石流創(chuàng)造了物源條件；再次，若一旦堵塞溝谷，在暴雨的影響下可能引發(fā)泥石流。因此預(yù)測(cè)發(fā)生泥石流可能性中等，其危害對(duì)象為工業(yè)場(chǎng)地、采礦人員及下游溝中植被。潛在危害程度較大，危險(xiǎn)性中等。

總之，預(yù)測(cè)礦山活動(dòng)可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為地面塌陷、道路路塹邊坡失穩(wěn)和泥石流。發(fā)生地面塌陷的可能性中等，潛在危害程度中等，危險(xiǎn)性中等；預(yù)測(cè)發(fā)生道路路塹邊坡失穩(wěn)的可能性中等，潛在危害程度中等，危險(xiǎn)性中等；預(yù)測(cè)發(fā)生泥石流可能性較大，潛在危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。綜合判斷，預(yù)測(cè)礦業(yè)活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響程度分級(jí)為較嚴(yán)重。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境防治措施

3.1 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理措施

3.1.1 治理工程措施

根據(jù)上述礦山環(huán)境需綜合治理的重點(diǎn)對(duì)象，采取以下治理工程對(duì)相應(yīng)的對(duì)象進(jìn)行治理。

地面塌陷：礦區(qū)內(nèi)的地面塌陷主要為潛在的采空區(qū)地面塌陷，它的保護(hù)與治理恢復(fù)主要是保持井巷的頂板有一定的厚度，以保證它的安全，不至于發(fā)生地面塌陷。主要防護(hù)治理措施如下：

采空區(qū)地面塌陷移動(dòng)盆地外圍設(shè)置截排水溝，防止地表流入移動(dòng)盆地、滲入采空區(qū)；在礦山開采過程中，利用廢礦石進(jìn)行回填；頂板不穩(wěn)固的可采用金屬錨桿加金屬網(wǎng)進(jìn)行輔助支護(hù)。在開采時(shí)要加強(qiáng)頂板管理，以確保采場(chǎng)的穩(wěn)固與安全；對(duì)新增采空區(qū)封閉處理，對(duì)個(gè)別分散的采空區(qū)采用混凝土砌筑巖石封閉墻隔離采空區(qū)。礦山閉坑后封閉采空區(qū)。

邊坡失穩(wěn)：嚴(yán)格按照開采方案的設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)，如遇巖石破碎地帶，可適當(dāng)放緩邊坡坡度或減小坡高；距邊坡頂5～8 m地表設(shè)置截排水溝，防止地表入滲軟巖土體影響坡體穩(wěn)定；對(duì)裸露邊坡植樹植草，對(duì)潛在不穩(wěn)定邊坡設(shè)置擋土墻，設(shè)置擋土墻工程措施攔截支護(hù)廢石堆、棄土堆；設(shè)置邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定期監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定及時(shí)采取治理措施。

泥石流：設(shè)置擋土墻工程措施攔截支護(hù)廢石堆、棄土堆，修建廢石堆、堆礦場(chǎng)外圍截排水溝防治失穩(wěn)隱患。廢石堆、堆礦場(chǎng)下游山溝修建攔砂壩，防治泥石流；廢石堆、堆礦場(chǎng)下游山溝修建攔砂壩，防治泥石流；整治被破壞或廢棄的土地并覆予表土，廢石堆和棄土堆復(fù)墾，種植樹木，實(shí)施綠化，減少水土流失。

土地資源：對(duì)被破壞或廢棄的土地進(jìn)行土地復(fù)墾和綠化，在礦區(qū)工業(yè)區(qū)、生活辦公區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穬膳?、廢石堆、堆礦場(chǎng)等區(qū)域進(jìn)行土地復(fù)墾和綠化，提高礦山綠化率。

水資源：對(duì)被破壞或廢棄的土地進(jìn)行土地復(fù)墾和綠化，在礦區(qū)工業(yè)區(qū)、生活辦公區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穬膳浴U石堆、堆礦場(chǎng)等區(qū)域進(jìn)行土地復(fù)墾和綠化，提高礦山綠化率；建造沉沙池及污水處理池，對(duì)廢水和堆場(chǎng)地表徑流廢水進(jìn)行處理，基本實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

地質(zhì)地貌景觀：對(duì)被破壞或廢棄的土地進(jìn)行土地復(fù)墾和綠化，在礦區(qū)工業(yè)區(qū)、生活辦公區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穬膳浴U石堆、堆礦場(chǎng)等區(qū)域進(jìn)行土地復(fù)墾和綠化，提高礦山綠化率。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

（1）前期采礦活動(dòng)對(duì)土地資源、地下水資源和地質(zhì)地貌景觀影響輕微；采礦活動(dòng)未引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害；地質(zhì)環(huán)境影響程度現(xiàn)狀評(píng)估為較輕。預(yù)測(cè)采礦活動(dòng)對(duì)土地資源、水資源和地質(zhì)地貌景觀破壞較小、影響輕微，對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響較輕；采礦活動(dòng)可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害有地面塌陷（采空區(qū)）邊坡失穩(wěn)和泥石流等，預(yù)測(cè)地面塌陷（采空區(qū)）、邊坡失穩(wěn)和泥石流潛在的危害性中等，危險(xiǎn)性中等，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴(yán)重。地質(zhì)環(huán)境影響程度預(yù)測(cè)評(píng)估為較嚴(yán)重。

（2）地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)工程。

針對(duì)性礦山開采活動(dòng)可能引發(fā)或遭受的邊坡失穩(wěn)、泥石流、采空區(qū)地面塌陷、土地資源破壞、水資源破壞和地形地貌景觀破壞都提出了具體的預(yù)防與治理的工程措施和生物恢復(fù)措施。

4.2 建議

（1）加強(qiáng)對(duì)固體廢棄物的管理，其堆放高度，坡度要有一定的限制，下部修建擋壩，并采取引洪等相應(yīng)措施，確保堆積物穩(wěn)定，盡量避免引發(fā)滑坡，泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

（2）加大礦區(qū)周圍綠化程度，盡可能實(shí)行邊開采邊治理，以減輕水土流失，改善生態(tài)環(huán)境。

（3）設(shè)計(jì)安全巡視制度，負(fù)責(zé)邊坡穩(wěn)定巡察，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)及時(shí)排除。

（4）加強(qiáng)礦區(qū)環(huán)境保護(hù)工作，最大限度地保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，以期實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益雙贏。

（5）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)的開采方案開采，禁止越界開采。

（6）礦山的環(huán)境保護(hù)與治理工程是一項(xiàng)復(fù)雜而嶄新的工作，整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，必須嚴(yán)格施工管理，方可降低風(fēng)險(xiǎn)和穩(wěn)妥應(yīng)付不確定的因素。

［1］ 李長(zhǎng)洪，任濤，蔡美峰，等.礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境問題及其防治對(duì)策與方法［J］.中國(guó)礦業(yè)，2005，14（1）：29～33.

［2］ 趙桂久，等.生態(tài)環(huán)境綜合整治和恢復(fù)技術(shù)研究（第二集）［M］.北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，1995.

Αbstract：With an undеrground minе of fluoritе in Shaoguan City as an еxamрlе， this рaреr analyzеd thе damagе of mining to land， groundwatеr and gеological landscaреs in viеw of landform， stratigraрhic lithology and structurе， discussеd thе рossibly rеsulting gеological еnvironmеnt issuеs， рut forward рrotеction and rеcovеry mеasurеs for guidancе.

DΙSCUSSΙOΝ OΝ pROTECTΙOΝ， RECOVERY ΑΝD TREΑTMEΝT OF GEOLOGΙCΑL EΝVΙROΝMEΝT OF UΝDERGROUΝD MΙΝE

HE Lan-jun1，ZHΑΝG Lin-sheng2
（1 Mining Application Research Institute of Guangdong Province，Shaoguan ，Guangdong 512026，China；2 Minerial and Geological Environmet Monitoring Center of Shaoguan City，Shaoguan，Guangdong 512026，China）

undеrground minе； gеological еnvironmеnt； рrotеction and rеcovеry

X4

Α

1005-6157（2015）01-065-4

2014-11-15

何蘭軍（1980- ），男，貴州務(wù)川人，工程師，主要從事地質(zhì)勘查相關(guān)工作。