基于固陽(yáng)縣亂石架-后海流鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的探究

武琳 馬躍武 周越 唐海燕

摘 要：通過(guò)礦山地質(zhì)條件分析及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，查明了礦山開(kāi)采造成的滑坡、崩塌、土地挖損等礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，因地制宜提出了具體的礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理方案及相應(yīng)的土地復(fù)墾措施，為其它露天開(kāi)采的礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作提供了參考。

關(guān)鍵詞：礦山地質(zhì)環(huán)境;地面塌陷;綜合治理;土地復(fù)墾

1 引言

由于鐵礦資源的開(kāi)采造成地表塌陷、土地壓占、地形地貌景觀不協(xié)調(diào)等一系列地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)及土地資源利用帶來(lái)巨大危害， 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理工作日益受到政府和社會(huì)各界人士的關(guān)注。目前研究人員針對(duì)亂石架-后海流鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理開(kāi)展了大量研究工作，并在實(shí)踐中取得了良好的效果。亂石架-后海流是一個(gè)小型的金屬礦山，其在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了一系列地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，較大影響了礦區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境。本文通過(guò)對(duì)亂石架-后海流鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)估，查明礦山存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及潛在危害，因地制宜提出礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理措施，使亂石架-后海流鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境能夠得到基本恢復(fù)，同時(shí)也對(duì)其它小型地下開(kāi)采鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作具有較好的參考意義。

2 礦山概況

亂石架-后海流鐵礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市固陽(yáng)縣金山鎮(zhèn)東偏南60km處，礦區(qū)面積1.3248km2，亂石架-后海流鐵礦分兩個(gè)采區(qū)，開(kāi)采標(biāo)高分別為2081～1949m和2055～1963m。礦區(qū)內(nèi)的礦體均屬急傾斜礦體，呈似層狀產(chǎn)出，礦床水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦巖穩(wěn)定性好。

礦山采用平硐方式開(kāi)采，開(kāi)拓方案主要由平硐、風(fēng)井及運(yùn)輸巷道組成。在上階段布置一條走向平硐，平硐口位于1號(hào)礦體的北部，沿1號(hào)礦體走向掘進(jìn)。在下階段布置一條垂直走向平硐，平硐布置在1、2號(hào)礦體之間的無(wú)礦帶，垂直礦體走向掘進(jìn)，到達(dá)1、2號(hào)礦體預(yù)定位置后，分別向兩翼掘進(jìn)脈內(nèi)階段運(yùn)輸巷，并通過(guò)穿脈與1-1號(hào)礦體和1-2號(hào)礦體連通。平硐承擔(dān)礦石、廢石及設(shè)備、材料的運(yùn)輸任務(wù)。在礦體的南北兩翼各布置1條通風(fēng)井，承擔(dān)采區(qū)的通風(fēng)任務(wù)，并兼做安全出口。考慮運(yùn)量不大，運(yùn)距較短，采用人推0.75m3翻斗礦車(chē)運(yùn)輸，礦石裝汽車(chē)運(yùn)往選礦廠，廢石運(yùn)往井口附近的廢石場(chǎng)排棄。

3 礦山開(kāi)采對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

該鐵礦長(zhǎng)期開(kāi)采活動(dòng)惡化了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重破壞了礦區(qū)的土地資源，造成了天然牧草地面積的逐年減少，對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不良的影響。對(duì)土地資源的破壞主要有二方面：一是工業(yè)場(chǎng)地及廢石堆放占?jí)和恋?二是由于鐵礦開(kāi)采引起的地表塌陷破壞土地資源。亂石架-后海流鐵礦在持續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中，由于受采動(dòng)影響，采空塌陷范圍還將進(jìn)一步加大、加深。根據(jù)對(duì)鐵礦開(kāi)采情況及頂?shù)装鍘r土體變形特征，預(yù)計(jì)鐵礦閉坑時(shí)將形成的土地資源破壞仍將時(shí)土地占?jí)汉偷乇硭?，其中占?jí)和恋孛娣e維持在6.6hm2，形成的地表塌陷影響范圍約14.95hm2。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理措施

4.1 治理分區(qū)及主要工程

根據(jù)該鐵礦礦山地質(zhì)破壞情況、可能采用的主要治理措施，將礦區(qū)綜合治理劃分為以下幾個(gè)區(qū)。

4.1.1 地面塌陷治理區(qū)

該區(qū)分布于鐵礦及其北部，地面塌陷影響面積0.1495km2。地下開(kāi)采形成塌陷坑，塌陷坑治理面積14950m2。主要的礦山地質(zhì)問(wèn)題是地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，危害對(duì)象為采礦工作人員，危害程度較嚴(yán)重;對(duì)土地、植被資源的影響程度較嚴(yán)重。地面塌陷一開(kāi)始產(chǎn)生的塌陷坑處于不穩(wěn)定狀態(tài)，井工開(kāi)采仍在進(jìn)行，因此在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)開(kāi)采巷道、采空區(qū)應(yīng)注意保護(hù)。確定為近—遠(yuǎn)期治理區(qū)。采取主要措施為在開(kāi)采過(guò)程中注意采空區(qū)與巷道的支護(hù);采礦過(guò)程中邊開(kāi)采邊對(duì)塌陷坑進(jìn)行回填、平整。

4.1.2 工業(yè)場(chǎng)地治理區(qū)

礦區(qū)范圍內(nèi)有三個(gè)平硐和一個(gè)豎井、三個(gè)風(fēng)井井口及臨時(shí)生活場(chǎng)地， 其影響面積1800m2。平硐與豎井、風(fēng)井及臨時(shí)生活場(chǎng)地的建設(shè)對(duì)地表進(jìn)行開(kāi)挖及占用，對(duì)地表土地植被的影響較輕，地質(zhì)災(zāi)害危害程度小，治理難度小，確定為中——遠(yuǎn)期治理區(qū)。采取主要措施為礦開(kāi)采結(jié)束后，將井口利用部分廢石進(jìn)行回填，然后用塊石與混凝土進(jìn)行封井;對(duì)臨時(shí)生活用地進(jìn)行拆除、清理、恢復(fù)植被。

4.1.3 廢石場(chǎng)治理區(qū)

亂石架廢石場(chǎng)面積15000m2，后海流廢石場(chǎng)面積3600m2。廢石場(chǎng)對(duì)礦山環(huán)境影響程度較輕;危害程度較輕;治理難度小。亂石架廢石場(chǎng)確定為遠(yuǎn)中期治理區(qū);后海流廢石場(chǎng)確定為遠(yuǎn)期治理區(qū)。采取主要措施為亂石架采區(qū)廢石場(chǎng)的廢石、廢土用來(lái)治理亂石架采區(qū)的塌陷坑與露采坑，后海流采區(qū)廢石場(chǎng)的廢石、廢土用來(lái)治理后海流采區(qū)的塌陷坑與井口。廢石場(chǎng)地清理后，恢復(fù)植被。

另外進(jìn)礦道路為山間自然路，對(duì)地表的植被造成一定程度的碾壓，可采取自然恢復(fù)的方式，經(jīng)風(fēng)吹、雨水和滋潤(rùn)，草地自然恢復(fù)。

4.2 土地復(fù)墾措施

針對(duì)礦區(qū)采空塌陷治理分區(qū)，由于塌陷深度較小，土地類(lèi)型為天然牧草地，因此土地復(fù)墾主要采用平地機(jī)直接就地碾壓整平模式整平，主要復(fù)墾為草地;針對(duì)廢石場(chǎng)治理分區(qū)，本區(qū)塊的土地復(fù)墾主要是對(duì)廢石場(chǎng)進(jìn)行覆土、整平，最后恢復(fù)植被;針對(duì)工業(yè)場(chǎng)地治理分區(qū)，本區(qū)塊的土地復(fù)墾主要是拆除地面生產(chǎn)用房，進(jìn)行土地整平;對(duì)局部地洼場(chǎng)地等應(yīng)先用廢石、建筑垃圾等充填，充填至地表設(shè)計(jì)標(biāo)高下0.60m左右覆一層表土層， 復(fù)墾使其成為草地。

4.3 綜合治理效益分析

礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作需投入一定的費(fèi)用。但是礦山地質(zhì)環(huán)境治理方案實(shí)施后，可有效的控制水土流失，提高土地利用效益，恢復(fù)被破壞的地形地貌景觀，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，保障礦區(qū)及附近居民生命財(cái)產(chǎn)的安全; 并且礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理后，將礦區(qū)周邊的固體廢棄物用于塌陷區(qū)的回填復(fù)墾，不僅使塌陷區(qū)土地資源得以修復(fù)，而且還處置利用了固體廢棄物，具有變害為利的雙重環(huán)境效益?？傊V山地質(zhì)環(huán)境綜合治理方案的實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展，具有顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

本文通過(guò)對(duì)亂石架-后海流鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，查明了礦山存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及潛在的危害，對(duì)整個(gè)礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境影響進(jìn)行了綜合評(píng)估，并探討了礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理方案及具體復(fù)墾措施，對(duì)恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供了可靠依據(jù)。

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