萊蕪市茶業(yè)口鎮(zhèn)船廠地區(qū)泥(渣)石流災(zāi)害區(qū)治理

李雷，張憲堯，王振濤，靳豐山，卞玉峰，薛林

(1.萊蕪市國(guó)土資源局，山東 萊蕪 271100；2. 山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，山東 濟(jì)南 250014；3. 萊蕪市環(huán)境保護(hù)局，山東 萊蕪 271100)

環(huán)境地質(zhì)

萊蕪市茶業(yè)口鎮(zhèn)船廠地區(qū)泥(渣)石流災(zāi)害區(qū)治理

李雷1，張憲堯1，王振濤2，靳豐山2，卞玉峰1，薛林3

(1.萊蕪市國(guó)土資源局，山東 萊蕪 271100；2. 山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，山東 濟(jì)南 250014；3. 萊蕪市環(huán)境保護(hù)局，山東 萊蕪 271100)

詳細(xì)介紹了萊蕪市茶業(yè)口鎮(zhèn)船廠地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境，提出了治理方案，對(duì)礦區(qū)存留礦體開(kāi)發(fā)的可行性進(jìn)行了論證，對(duì)開(kāi)采與治理同步的技術(shù)路線進(jìn)行了合理性分析。通過(guò)開(kāi)發(fā)利用存留資源，可為地質(zhì)災(zāi)害治理提供了資金保障，實(shí)現(xiàn)了資源利用與地質(zhì)災(zāi)害治理的雙贏局面，為類(lèi)似地質(zhì)災(zāi)害防治提供借鑒。

地質(zhì)災(zāi)害；治理措施；開(kāi)發(fā)利用；山東萊蕪

泥(渣)石流突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大，常常會(huì)沖毀城鎮(zhèn)，破壞房屋道路等工程設(shè)施，淤塞水庫(kù)河道引起水災(zāi)，造成巨大生命財(cái)產(chǎn)損失，是最嚴(yán)重的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害[1-3]。近年來(lái)，人們對(duì)山區(qū)地帶礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)，特別是露天開(kāi)采，改變了原生地形地貌條件，局部加劇大氣降水流場(chǎng)的變化，增加了礦山泥石流發(fā)生的隱患。科學(xué)的恢復(fù)治理是礦山泥(渣)石流防治的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相和諧的關(guān)鍵[4]。因此，在詳細(xì)分析萊蕪市茶業(yè)口鎮(zhèn)船廠地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題基礎(chǔ)上，提出“邊開(kāi)發(fā)存留資源，邊治理”的思路，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境3種效益的均衡發(fā)展。

1 治理區(qū)基本概況

治理區(qū)位于萊蕪市茶業(yè)口鎮(zhèn)船廠村附近，面積2.42km2。治理區(qū)距萊(蕪)—明(水)公路5km，有村間水泥路與公路相連，交通運(yùn)輸條件較好。治理區(qū)內(nèi)地形起伏較大，標(biāo)高變化于410～680m，相對(duì)高差270m，最高峰為689.1m，屬丘陵低山區(qū)。治理區(qū)位于魯西臺(tái)背斜(Ⅱ)、魯西斷隆(Ⅲ)、泰沂隆斷(Ⅳ)南部。治理區(qū)內(nèi)西北部以寒武紀(jì)長(zhǎng)清群饅頭組砂頁(yè)巖及朱砂洞組灰?guī)r為主。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為船廠-五色崖斷裂，該斷裂向北延伸至明水,向南延至苗山，總體走向320°，傾向SW，傾角70°～85°，斷裂帶寬窄不一，一般30～50m，最寬可達(dá)200m，斷裂內(nèi)一般發(fā)育構(gòu)造角礫巖，并有高嶺土化、褐鐵礦化蝕變，局部有石英脈、重晶石脈充填，褐鐵礦化寬度可達(dá)1m。礦體巖性以嶧山超單元大眾橋單元中細(xì)粒含鐵石英閃長(zhǎng)巖和傲徠山超單元松山單元細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖為主。走向近SN，傾向E，傾角約70°。礦石平均含鐵量約TFe 12.24%，mFe 4.53%±4。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及評(píng)估

2.1 采場(chǎng)

多年來(lái)受采石削坡亂采濫挖影響，導(dǎo)致局部地段的微地貌形態(tài)發(fā)生明顯改變，形成3處長(zhǎng)100m，相對(duì)高差約50m的高陡邊坡，局部直立，危巖凸出，巖石破碎。特別是人工高強(qiáng)度爆破，進(jìn)一步加劇了巖石的破碎程度，存在崩塌隱患。采場(chǎng)高陡邊坡巖性為石英閃長(zhǎng)巖。同時(shí)，采場(chǎng)上渣石的亂堆亂放造成土地資源的浪費(fèi)，且在暴雨的條件下極易形成泥(渣)石流。1號(hào)采場(chǎng)位于治理區(qū)北部，面積約1.7萬(wàn)m2。地面標(biāo)高580～627m；2號(hào)采場(chǎng)位于治理區(qū)中部，面積約1.1萬(wàn)m2。地面標(biāo)高589～606m；3號(hào)采場(chǎng)位于治理區(qū)南部，面積約2.2萬(wàn)m2。地面標(biāo)高554～606m。

2.2 尾礦庫(kù)

治理區(qū)內(nèi)有4處尾礦庫(kù)，堆存量共計(jì)200萬(wàn)余立方米。治理前，尾礦均堆積在沖溝中，外圍用塊石進(jìn)行簡(jiǎn)單圈堆，但堆積高度較高，坡度較陡，水土流失嚴(yán)重，汛期極易產(chǎn)生滑坡、泥(渣)石流等地質(zhì)災(zāi)害，存在較大的安全隱患。1號(hào)尾礦庫(kù)位于治理區(qū)北部，1號(hào)采場(chǎng)西南。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長(zhǎng)約130m，地面標(biāo)高527～582m，尾礦堆存量28萬(wàn)余立方米；2號(hào)尾礦庫(kù)位于治理區(qū)中北部，2號(hào)采場(chǎng)西北。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長(zhǎng)約30m，地面標(biāo)高527～578m，尾礦堆存量41萬(wàn)余立方米；3號(hào)尾礦庫(kù)位于治理區(qū)中部，3號(hào)采場(chǎng)西。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長(zhǎng)約85m，地面標(biāo)高520～576m，尾礦堆存量89萬(wàn)余立方米；4號(hào)尾礦庫(kù)位于治理區(qū)東南部，3號(hào)采場(chǎng)東南。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長(zhǎng)約50m，地面標(biāo)高536～566m，尾礦堆存量42萬(wàn)余立方米。

2.3 礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布的地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案編制規(guī)范》(DZ/T223-2009)中關(guān)于礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度分級(jí)表中的4個(gè)評(píng)價(jià)類(lèi)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。采礦活動(dòng)對(duì)含水層現(xiàn)狀影響程度為較輕?，F(xiàn)狀評(píng)估廢棄采礦場(chǎng)、尾礦庫(kù)對(duì)土地資源影響程度為較嚴(yán)重，對(duì)地形地貌景觀影響程度為較嚴(yán)重，其余地段為較輕。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理措施

3.1 存留資源綜合利用可行性分析

(1)開(kāi)采方法。含鐵基性巖漿巖裸露于地表，且原先已進(jìn)行了部分露天開(kāi)采，結(jié)合礦體產(chǎn)狀，擬繼續(xù)采用露天、推進(jìn)式、臺(tái)階式順序采礦方案，產(chǎn)生的尾砂采用挖前填后方式，一次性達(dá)到回填標(biāo)高。

(2)開(kāi)采標(biāo)高的確定及資源量估算。從地形地質(zhì)圖及已有的勘探資料分析，初步確定開(kāi)采利用標(biāo)高為+570m，填平最終地面標(biāo)高576m。這樣既可以達(dá)到地質(zhì)環(huán)境治理的目標(biāo)，又可有效利用資源。按照+570m測(cè)算，該水平以上賦存含磁鐵黑云閃長(zhǎng)巖約600萬(wàn)t。該礦特征比較適合大規(guī)模機(jī)械化開(kāi)采：從垂直高度上看，+570m以上完全可以實(shí)施一次性大爆破作業(yè)(一步回采)。結(jié)合地質(zhì)環(huán)境管理的時(shí)間要求，3年開(kāi)采結(jié)束，原礦產(chǎn)量為200萬(wàn)t/a。

(3)選礦工藝確定。依據(jù)該礦含鐵品位低(TFe 10%左右，mFe 5%左右)的特點(diǎn)，結(jié)合已揭露礦體部門(mén)取樣所做的選礦試驗(yàn)結(jié)果，確定選礦工藝流程為：原礦—鄂式破碎—園振篩—錘式破碎—干選粗粉—濕式磁選。由于開(kāi)采規(guī)模大、時(shí)間短，相應(yīng)的選礦加工處理量大，原礦品位低，綜合考慮礦區(qū)水、電、路、占地等自然條件有限，因而選定合理的選礦方案為礦區(qū)內(nèi)進(jìn)行破碎和干選，以干選粗粉為產(chǎn)品銷(xiāo)售外運(yùn)，不就地建設(shè)濕式磁選選礦廠。

(4)尾礦的產(chǎn)生量及處理。通過(guò)計(jì)算，船廠地區(qū)功能產(chǎn)出礦石約604×104m3，經(jīng)過(guò)選礦后，巖石破碎后的膨脹系數(shù)取1.4(經(jīng)驗(yàn)數(shù)值)。礦石的處理方式為3種，一種為選礦成品，直接運(yùn)走，這部分約占礦石總量的1/5；第二種處理方式為開(kāi)采前期排土場(chǎng)中存放，約60×104m3；剩余部分均在開(kāi)采場(chǎng)內(nèi)處理，渣石處理量約為616×104m3。采礦過(guò)程采用露天開(kāi)采，推進(jìn)式、臺(tái)階式順序開(kāi)采，自上而下水平分臺(tái)段開(kāi)采，臺(tái)段高度為10m。采礦初期產(chǎn)生的廢渣石倒入新建排土場(chǎng)(根據(jù)設(shè)計(jì)的排土場(chǎng)堆放60×104m3)，開(kāi)采出一個(gè)平面后，采用挖前填后的方式，一次性達(dá)到設(shè)計(jì)回填標(biāo)高。干選尾礦顆粒比較粗，約占選廠整個(gè)處理量的80%，年產(chǎn)量為240萬(wàn)t，直接用于土地的復(fù)墾。

3.2 主要治理工程概述

(1)尾礦庫(kù)的治理。1號(hào)和2號(hào)尾礦庫(kù)位于礦區(qū)北部，穩(wěn)定性差，難以就地加固，另外，上游匯水面較大，雨季易發(fā)生渣石流，因此在1，2號(hào)尾礦下游溝谷新建3座尾礦壩，距現(xiàn)有庫(kù)體約400m。各壩體長(zhǎng)約50m，底寬約8m，頂寬約5m，高約40m，分三級(jí)，由下而上分級(jí)遞增，庫(kù)容量預(yù)計(jì)200萬(wàn)m3。壩體約36000m3。在溝谷北側(cè)設(shè)排洪溝。該尾礦負(fù)擔(dān)現(xiàn)在1，2號(hào)尾礦庫(kù)部分尾礦(標(biāo)高675m以上)及礦區(qū)生產(chǎn)產(chǎn)出的廢渣及部分尾礦；3號(hào)尾礦庫(kù)位于礦區(qū)中部，上游匯水面較小，尾礦庫(kù)整體穩(wěn)定性較好，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)特征，在其下游溝谷設(shè)立尾礦壩一座，壩體長(zhǎng)約30m。底寬約5m，頂寬約2m，高約20m，方量2000m3，對(duì)尾庫(kù)邊坡進(jìn)行削坡，使其坡角不大于30°，采用拱形護(hù)坡，配置排水溝，植樹(shù)護(hù)坡[5-7]，庫(kù)頂設(shè)排水溝及填土復(fù)耕；4號(hào)尾礦庫(kù)位于礦區(qū)南部，因整體穩(wěn)定性較好，上游來(lái)水對(duì)其無(wú)影響。方案設(shè)置擋土墻，約150萬(wàn)m3。庫(kù)邊削坡后，使其坡角不大于30°，采用拱形護(hù)坡，配置排水溝，植樹(shù)護(hù)坡，庫(kù)頂填土復(fù)耕。

(2)采區(qū)治理。采選結(jié)束后，采區(qū)內(nèi)全部整平復(fù)墾耕地，標(biāo)高576m，地面填土復(fù)墾。適當(dāng)設(shè)置水利設(shè)施，對(duì)其外緣形成的邊坡按護(hù)坡標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理，全區(qū)恢復(fù)土地66.67hm2。

3.3 費(fèi)用概算

根據(jù)治理區(qū)資源量及采礦選礦工藝分析：年產(chǎn)原礦200萬(wàn)t，年產(chǎn)粗礦(TFe 25%左右)40萬(wàn)t，銷(xiāo)售價(jià)格在200元/噸，收益約20元/t，年收益約800萬(wàn)元，3年共收益約2400萬(wàn)元。前期投入及運(yùn)營(yíng)、環(huán)境治理工程約2000萬(wàn)元。因此，治理實(shí)施中存留礦體綜合利用經(jīng)濟(jì)效益與投資費(fèi)用相比較，有盈余，可以吸引和動(dòng)員社會(huì)力量，籌集社企資金進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治。

4 治理效益分析

4.1 環(huán)境效益

改變?cè)搮^(qū)崩塌、泥(渣)石流等地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，保障了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，提升“生態(tài)萊蕪”的整體協(xié)調(diào)性，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理，新增一定數(shù)量的綠地(耕地)資源。治理區(qū)工程完成后，新增可用土地約66.67余公頃，僅此一項(xiàng)收益即可達(dá)幾千萬(wàn)元以上，加上綠化造林的效益，長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

4.3 社會(huì)效益

治理實(shí)施中存留礦體綜合利用經(jīng)濟(jì)效益與投資費(fèi)用相比較，有盈余，可以吸引和動(dòng)員社會(huì)力量，籌集社企資金進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，萊蕪市茶業(yè)口鎮(zhèn)船廠地區(qū)泥(渣)石流災(zāi)害區(qū)治理已進(jìn)入實(shí)施階段，由萊蕪市政府籌集社企資金進(jìn)行治理，1，2號(hào)擋土壩已建成。綜合分析，萊蕪市茶業(yè)口鎮(zhèn)船廠地區(qū)泥(渣)石流災(zāi)害區(qū)治理方案成功開(kāi)發(fā)利用了存留資源，實(shí)現(xiàn)了資源利用與地質(zhì)災(zāi)害治理的雙贏局面，為今后礦山地質(zhì)環(huán)境治理提供新的思路。

[1] 亓魯.萊蕪市全面做好地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害防治工作[J]．山東國(guó)土資源，2007，23(12)：32-33．

[2] 劉洪磊，方寶明．山東省礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略思考[J]．山東地質(zhì)，2002，18(5)：18-21．

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PreventionofMudRockFlowinChuanchangAreasinChayekouTownofLaiwuCity

LI Lei1, ZHANG Xianyao1, WANG Zhentao2, JIN Fengshan2,BIAN Yufeng1, XUE Lin3

(1. Laiwu Bureau of Land and Resources, Shandong Laiwu 271100, China; 2. Shandong Monitoring Center of Geological Environment, Shandong Jinan 250014, China; 3. Laiwu Environmengtal Protecting Bureau, Shandong Laiwu 271100, China)

Geological hazards of Chuanchang area in Chayekou town in Laiwu city has been introduced, prevention countermeasures have been put forward, exploration feasibility of retained ores in mines has been analyzed, and synchronous technology of exploitation and governance have been analyzed reasonably. Development and utilization of remaining resources can provide funding gurantee for geological disasters management. Resource utilization and control of geological disasters can achieve win-win situation. It can provide some references for the prevention of geological disasters.

Geological hazards; treatment approach; utilization of remaining resources; Laiwu city in Shandong province

X43

：B

2013-07-24；

：2013-09-24；編輯：曹麗麗

李雷(1963—)，男，山東萊蕪人，高級(jí)工程師，主要從事礦產(chǎn)資源勘查、地質(zhì)環(huán)境管理工作；E-mail：272564578@qq.com。