論金屬礦山中礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾治理方法

葉小兵，吳君平

（1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局324地質(zhì)隊(duì)(安徽池州巖土工程有限責(zé)任公司)，安徽 池州 274000；2.安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，安徽 池州 274000）

1 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾的重要性

（1）目的。為樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的新發(fā)展理念，加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，加快礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)和綜合治理，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的和諧社會(huì)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，落實(shí)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃和黨中央、國(guó)務(wù)院有關(guān)文件中提出的“加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”的要求，必須切實(shí)加強(qiáng)生產(chǎn)、建設(shè)礦山地質(zhì)環(huán)境與土地復(fù)墾監(jiān)督管理工作，進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾工作。搞好礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾工作是貫徹落實(shí)建設(shè)生態(tài)文明，形成開發(fā)與保護(hù)相互協(xié)調(diào)的礦產(chǎn)開發(fā)新格局。按照“誰(shuí)開發(fā)，誰(shuí)保護(hù)，誰(shuí)破壞，誰(shuí)治理”和“誰(shuí)損毀，誰(shuí)復(fù)墾”的原則。

（2）任務(wù)。通過(guò)編制礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾方案，明確該礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾目標(biāo)和任務(wù)，提出該礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)、監(jiān)測(cè)、治理與土地復(fù)墾責(zé)任范圍、復(fù)墾措施、復(fù)墾計(jì)劃等，保護(hù)礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，減少礦產(chǎn)資源開發(fā)活動(dòng)造成的礦山地質(zhì)環(huán)境破壞、土地?fù)p毀等問(wèn)題，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 某礦礦山基本概況

（1）礦山生產(chǎn)布局。礦山為生產(chǎn)礦山，礦山采礦用地組成主要由采礦平硐（主豎井、回風(fēng)平硐）、辦公場(chǎng)地、廢石堆場(chǎng)、礦石堆場(chǎng)、礦山道路、工業(yè)場(chǎng)地、選礦廠、尾礦庫(kù)組成。

（2）采礦方法。礦區(qū)礦體屬急傾斜礦體，傾角60°～80°；礦體厚度薄～中厚，礦體賦存較穩(wěn)定；礦石呈塊狀，完整性較好；礦體的頂、底板圍巖皆為大理巖和白云質(zhì)大理巖，圍巖與礦體的界限清晰，巖石較完整，穩(wěn)固性中等；礦石不結(jié)塊、不自燃；礦區(qū)水文地質(zhì)條件中等、工程地質(zhì)條件中等；礦區(qū)地表沒有構(gòu)筑物，礦區(qū)地表允許崩落。

圖1 礦山總平面布置圖

（3）地表移動(dòng)范圍。根據(jù)選用的采礦方法，同時(shí)根據(jù)礦體多而小、賦存層位深、巖石性質(zhì)穩(wěn)定等地質(zhì)條件以及礦山前期開采后地表未發(fā)現(xiàn)陷落和錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象等生產(chǎn)實(shí)踐，選擇巖層的錯(cuò)動(dòng)角為上、下盤及礦體端幫70°，地表錯(cuò)動(dòng)角為45°。

（4）選礦廠廢水處理。選礦廠每年產(chǎn)生尾礦約3.26萬(wàn)立方米，目前礦山的尾礦庫(kù)位于選礦廠南側(cè)，剩余有效庫(kù)容32萬(wàn)立方米。尾礦漿進(jìn)入尾礦庫(kù)，礦漿含水澄清后，自流至尾礦庫(kù)下游設(shè)置的回水池，經(jīng)回水泵將澄清水全部揚(yáng)送到選廠內(nèi)的高位水池循環(huán)利用，廢水不外排[1,2]。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

（1）地面塌陷。礦體開采結(jié)束后形成了采空區(qū)易引起采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害。地下采空區(qū)引起的塌陷過(guò)程可分成兩個(gè)階段：第一階段為采空區(qū)上覆巖體冒透地表，形成近似橢圓型、邊壁直立的塌陷坑；第二階段為塌陷坑的向外擴(kuò)展，直至巖體滑移重量小于滑移面摩擦阻力形成穩(wěn)態(tài)。地面塌陷計(jì)算采用簡(jiǎn)單實(shí)用的剖面幾何法來(lái)預(yù)測(cè)地表塌陷深度及范圍。計(jì)算礦山陷落起點(diǎn)深度為6.5m，塌陷寬度83.86m，沿F4斷層走向及采空區(qū)圈定預(yù)測(cè)采空塌陷范圍9357m2。

圖2 采空區(qū)地表下沉預(yù)測(cè)剖面圖

（2）土地植被損毀。礦區(qū)已損毀場(chǎng)地為采礦平硐口、工業(yè)場(chǎng)地、選礦廠、辦公場(chǎng)地、廢石堆場(chǎng)、尾礦庫(kù)、礦山道路、礦石堆場(chǎng)損毀土地面積3.1528公頃，損毀地類為有林地、坑塘水面、采礦用地，重度損毀。礦山20號(hào)礦體開采區(qū)，F(xiàn)4穿過(guò)20號(hào)礦體，F(xiàn)4斷層由于破碎帶巖石質(zhì)量穩(wěn)定性差，可能沿?cái)鄬悠扑閹虻乇硌由?0°區(qū)域產(chǎn)生地面變形，預(yù)測(cè)破壞面積0.9357公頃，最大下沉6.5m。預(yù)測(cè)20號(hào)礦體采空區(qū)地表塌陷范圍為礦山塌陷最大損毀土地范圍，面積0.9357公頃。礦山共損毀土地面積22.1069公頃，其中現(xiàn)狀已損毀土地面積3.1528公頃，擬損毀土地面積18.9541公頃，損毀有林地土地面4.4257公頃，占總面積20%；損毀灌木林地土地面15.7829公頃，占總面積71.4%；損毀坑塘水面面積0.2805公頃，占總面1.3%；損毀采礦用地土地面積1.6178公頃，占總面積7.3%。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)治理工程措施

（1）礦山地質(zhì)環(huán)境治理可行性分析。①根據(jù)地面塌陷對(duì)土地資源破壞的預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果，針對(duì)地面塌陷的具體情況，采取充填或強(qiáng)制崩落圍巖的措施，及時(shí)處理采空區(qū)較小、較薄和孤立的采空區(qū)，直接采區(qū)封閉隔離措施。把廢石充填到空區(qū)，確保充填質(zhì)量；②根據(jù)采空塌陷程度及造成危害的嚴(yán)重程度，對(duì)開采范圍內(nèi)的陷落區(qū)進(jìn)行回填治理，種植草皮和樹木，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境；③在區(qū)內(nèi)布置監(jiān)測(cè)工程，對(duì)含水層進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)行水土環(huán)境的監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展變化趨勢(shì)，礦山排水對(duì)地表水環(huán)境的影響以及礦山開采對(duì)地下含水層的影響破壞情況[3]。加強(qiáng)地表觀測(cè)工作，設(shè)立明顯警戒標(biāo)志，避免人畜誤入造成傷害。

（2）礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程。①地表塌陷范圍塌陷區(qū)回填工程設(shè)計(jì)。地表塌陷范圍0.9357公頃，回填厚度6.5m。其中5.5m回填碎石土進(jìn)行壓實(shí)回填，上部1m粘土回填。②平硐口封堵工程?；仫L(fēng)平硐硐口用混凝土漿砌石封堵，硐口高2.0m，2.3m，封堵深度2m，8m的廢渣回填。主豎井封閉：主豎井采用圓形斷面，凈直徑4.5m，設(shè)計(jì)將主豎井、全部回填封堵到底，盲豎井不回填。③地表移動(dòng)范圍警示防治工程。為防止人誤入采空區(qū)，沿移動(dòng)帶設(shè)警示牌進(jìn)行警示。警示牌采用鋁合板材質(zhì)，埋設(shè)底柱和安裝工程。警示牌主要標(biāo)示字樣為“采空區(qū)警戒線”。

5 礦山土地復(fù)墾治理工程措施

（1）礦山土地復(fù)墾可行性分析。礦山土地復(fù)墾評(píng)價(jià)范圍為22.1069公頃，考慮礦山實(shí)際，評(píng)價(jià)單元即為損毀的采礦平硐口、工業(yè)場(chǎng)地、礦山道路、廢石堆場(chǎng)、辦公場(chǎng)地、礦石堆場(chǎng)、選礦廠、尾礦庫(kù)、地表塌陷范圍9個(gè)參評(píng)單元進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)體系的選擇：根據(jù)FAO《土地評(píng)價(jià)綱要》評(píng)價(jià)系統(tǒng)和《中國(guó)1：100萬(wàn)土地資源圖》評(píng)價(jià)系統(tǒng)的劃分規(guī)范，針對(duì)實(shí)際礦山土地復(fù)墾適宜性評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，確定把土地復(fù)墾適宜性分類為：適宜（1）、較適宜（2）、一般適宜（3）和不適宜（N）四級(jí)。根據(jù)不同的復(fù)墾方向劃分，即宜農(nóng)（宜林、宜草）一等地、即宜農(nóng)（宜林、宜草）二等地、即宜農(nóng)（宜林、宜草）三等地和不適宜地。通過(guò)評(píng)價(jià)分析，確定礦山土地復(fù)墾目標(biāo)為有林地。

（2）礦山土地復(fù)墾工程措施。工程復(fù)墾技術(shù)是指工程復(fù)墾中，按照所在地區(qū)自然環(huán)境條件和復(fù)墾方向要求，對(duì)受影響的土地采取土地平整、覆土等各種手段進(jìn)行處理。工程技術(shù)措施主要為土地平整、覆土等。生物化學(xué)措施主要指林草恢復(fù)工程等。①土壤重構(gòu)工程。表土堆場(chǎng)作為人工堆積體，其土壤結(jié)構(gòu)已失去原有型態(tài)，土地含有粘土成分較高，在經(jīng)過(guò)適當(dāng)培放后可用于后期采礦平硐口、工業(yè)場(chǎng)地、辦公場(chǎng)地、礦石堆場(chǎng)、選礦廠植被復(fù)綠所需用土。同時(shí)也可在壓占區(qū)工業(yè)場(chǎng)地、辦公場(chǎng)地、礦石堆場(chǎng)、選礦廠進(jìn)行松土工程后進(jìn)行土壤培肥后用于礦山土地復(fù)墾，根據(jù)土地復(fù)墾技術(shù)規(guī)程要求，有林地復(fù)墾土層厚度0.6m。②平整工程。對(duì)表層覆土進(jìn)行平整，其目的是通過(guò)機(jī)械、人工進(jìn)行平整，便于生物措施的實(shí)施，滿足復(fù)墾植被生長(zhǎng)條件的需要。土地平整是土地復(fù)墾工程建設(shè)的重要組成部分，是后期進(jìn)行生物化學(xué)技術(shù)措施的基礎(chǔ)，是把損毀土地變?yōu)榭衫玫氐闹匾那捌诠こ?。土地平整之前要確定好平整后的標(biāo)高及坡度等，平整方式主要為機(jī)械平整、人工平整。③松土工程。主要是在壓占區(qū)工業(yè)場(chǎng)地、辦公場(chǎng)地、礦石堆場(chǎng)、選礦廠進(jìn)行機(jī)械松土，松土深度為0.5m，松土后期清理場(chǎng)地內(nèi)所有碎石，使松土后的松土礫石含量小于30%。④生物化學(xué)措施。生物化學(xué)措施應(yīng)根據(jù)施工工藝的不同及其對(duì)植被所帶來(lái)的影響，因地制宜，制定相應(yīng)的措施，將其對(duì)植被的影響降低到最低程度，保護(hù)植物群落和維持陸地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)某金屬礦山進(jìn)行整體分析，了解了礦山主要存在的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害、土地?fù)p毀破壞。運(yùn)用平行幾何法進(jìn)行預(yù)測(cè)礦山地表移動(dòng)范圍內(nèi)可能存在采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害，針對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，在礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程中設(shè)計(jì)了采空區(qū)回填工程措施，回填采空區(qū)保證礦山生產(chǎn)安全。礦山土地復(fù)墾工程設(shè)計(jì)對(duì)土地?fù)p毀提出了措施，通過(guò)土壤重構(gòu)、場(chǎng)地平整、植被復(fù)綠工程。