貴州遵義某礦山主要環(huán)境地質(zhì)問題及治理方案研究

王克穎

（貴州省有色地質(zhì)勘察局物化探總隊(duì)，貴州 都勻 558000）

1 礦山基本概況

礦區(qū)位于貴州省北部，礦區(qū)面積2.6266km2，礦山可采儲(chǔ)量為596.65萬噸，規(guī)劃生產(chǎn)能力為40萬噸/年，礦山服務(wù)年限為16.2年，開采礦種為鋁土礦、鎵；開采方式為地下開采；開采深度標(biāo)高+1439m～+300m。

礦區(qū)屬強(qiáng)烈切割的中山山岳地貌，總體地勢北高南低最大相對高差900m,地形起伏大。礦區(qū)氣候?qū)僦衼啛釒駶櫄夂颍曜畲蠼涤炅?212.8mm，最小768.8mm，多年平均降雨量946.7mm。礦區(qū)為長江流域?yàn)踅?，位于芙蓉江的一級支流三江與梅江地表分水嶺地帶。

地質(zhì)概況。礦區(qū)出露地層有志留系中下統(tǒng)韓家店組，石炭系上統(tǒng)黃龍組，二疊系中統(tǒng)梁山組、棲霞組、茅口組、吳家坪組、上統(tǒng)長興組，三疊系下統(tǒng)夜郎組、茅草鋪組和中統(tǒng)松子坎組。礦區(qū)鋁土礦產(chǎn)于石炭系中統(tǒng)黃龍組（C2hn）碳酸鹽巖或志留系中下統(tǒng)韓家店組（S1-2hj）頁巖、泥巖、砂質(zhì)頁巖及粉砂質(zhì)泥巖侵蝕間斷面上的沉積型鋁土礦床。

礦區(qū)構(gòu)造較為發(fā)育，其中褶皺為后槽向斜，該向斜軸走向北東；礦區(qū)發(fā)育一條貫穿礦區(qū)的F1斷層，走向近20°～30°，傾向110°～120°，傾角60°～75°，為平移斷層。

2 礦山主要地質(zhì)環(huán)境問題分析

2.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀分析與預(yù)測

礦山開采至今，礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)崩塌（危巖）、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫及地面不均勻沉降等地質(zhì)災(zāi)害，現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，危害程度小。

但隨著礦山的進(jìn)一步開采，可能會(huì)有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，在礦山開采的影響范圍內(nèi)采空區(qū)頂板塌落必將導(dǎo)致地表移動(dòng)變形，引發(fā)山體崩塌、滑坡、地裂縫的可能性大，對礦山及生產(chǎn)人員等危害程度大；同時(shí)礦山開采加劇原有滑坡、崩塌及地裂縫的可能性大。隨著井下開采活動(dòng)的進(jìn)行，極易誘發(fā)地面塌陷、地裂縫，礦山井下開采導(dǎo)致礦內(nèi)西部礦層埋深較淺的區(qū)域發(fā)生地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害可能性大，破壞面積約4.9995km2。

礦山建有廢石場和堆礦場，其中，廢石場位于場地西部的邊坡底，場地切方高度為0m～21m；填方高度0m～7m，廢石場施工過程中邊坡引發(fā)滑坡、崩塌、滑塌的可能性大；此外，廢石場位于斜坡地帶，廢石堆放不當(dāng)，造成廢石滑坡的可能性大。堆礦場緊鄰廢石場，位于廢石場東側(cè)，場地切方高度為20m～40m，施工過程中引發(fā)滑坡、崩塌、滑塌的可能性大；同樣，堆礦場位于斜坡地帶，礦石堆放不當(dāng)，造成礦石滑坡的可能性大。

2.2 礦區(qū)含水層破壞現(xiàn)狀分析與預(yù)測

現(xiàn)狀條件下礦山尚處于基建階段，地下含水層結(jié)構(gòu)未受破壞，水位、水量無大的變化，故不存在礦山開采對礦區(qū)及周圍居民的生產(chǎn)生活供水造成影響的問題，現(xiàn)狀條件對地下含水層未受礦山開采造成的破壞。

在今后礦山開采過程中，地下含水層會(huì)發(fā)生整體變形移動(dòng)和破壞，從而導(dǎo)致地下水的走向發(fā)生變化，井泉流量發(fā)生改變，甚至干涸，后期坑采會(huì)抽排一定量地下水，對地下水平衡及水位有一定影響。礦區(qū)村寨居民的生活用水及礦山建設(shè)所需的生產(chǎn)生活用水主要為泉，而采礦活動(dòng)易導(dǎo)致地下水水位下降，導(dǎo)致地表水、泉流量減少，對礦區(qū)村民的生活及礦山建設(shè)的生產(chǎn)生活用水造成影響較嚴(yán)重。

綜上所述，預(yù)測礦山地下開采對含水層結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重；采礦活動(dòng)對含水層水位、水量的影響程度為嚴(yán)重。

2.3 礦區(qū)地形地貌景觀破壞情況分析與預(yù)測

礦山的工業(yè)場地正在建設(shè)中，現(xiàn)狀條件下區(qū)內(nèi)地形地貌景觀未遭受嚴(yán)重破壞。隨著工業(yè)場地的建設(shè)，區(qū)內(nèi)局部的地形地貌將會(huì)遭到破壞，未來可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害會(huì)改變原有地形地貌，且在一段時(shí)間內(nèi)處于不可修復(fù)狀態(tài)，預(yù)測采礦對原生的地形地貌破壞程度大，影響嚴(yán)重。礦山地下開采形成采空區(qū)后，擬形成采空區(qū)移動(dòng)變形影響范圍內(nèi)引發(fā)地面沉降、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害造成山體破損、破壞，地形地貌景觀可能受到嚴(yán)重破壞。

3 地質(zhì)環(huán)境治理方案研究

礦山采用地下開采，地質(zhì)環(huán)境問題主要為地下采空移動(dòng)變形范圍塌陷、地裂縫地質(zhì)災(zāi)害[1-3]以及含水層的破壞等。地質(zhì)災(zāi)害區(qū)應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治理，防治造成人畜傷害，尚未穩(wěn)定的地質(zhì)災(zāi)害需采取措施將地質(zhì)災(zāi)害的危害降到最低。

該礦山需要進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境治理的地區(qū)主要有主工業(yè)場地、4個(gè)風(fēng)井場地（風(fēng)井1、2、3、4工業(yè)場地）及其影響范圍；采取的主要技術(shù)措施有修建擋墻、截排水溝、設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)、污水處理并達(dá)標(biāo)排放等。

3.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理

根據(jù)可能誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的種類規(guī)模特征，提出具體的治理措施。本礦山地處山區(qū)，地形高差較大，采空區(qū)引起的地表塌陷，可能會(huì)引起地形陡峭的地方發(fā)生崩塌、滑坡。

3.1.1 地裂縫防治工程

地裂縫經(jīng)常伴隨著地表塌陷同時(shí)產(chǎn)生，區(qū)內(nèi)礦山開采產(chǎn)生的地裂縫，將對礦山公路、村莊居民等造成危害。礦山開采過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化開采方案，采取充填及排供結(jié)合等措施控制疏排水，防治巖溶塌陷，盡量回填采空區(qū)，避免或減輕采空區(qū)塌陷和地裂縫的產(chǎn)生。對于已形成的較小裂縫（寬度小于100mm），可直接充填土壤，夯實(shí)；而對于較大裂縫（寬度大于100mm）則需先填入廢石，再將裂縫兩側(cè)表土填入并搗實(shí)。

3.1.2 崩塌防治工程

礦區(qū)范圍內(nèi)陡崖分布較多，在礦山開采過程中并嚴(yán)格執(zhí)行小規(guī)模爆破，及時(shí)回填和封堵采空區(qū)及廢棄巷道等措施，防止發(fā)生崩塌。在危石突出的山嘴以及巖層表面風(fēng)化破碎不穩(wěn)定的山坡地段建議進(jìn)行削坡處理，并清除危巖體，在山體下部設(shè)置鐵質(zhì)防護(hù)網(wǎng)，對陡崖上崩塌的小石塊進(jìn)行攔擋。

3.1.3 滑坡治理工程

礦區(qū)地形較陡，區(qū)內(nèi)均為滑坡易發(fā)區(qū)，在開采過程中需時(shí)刻監(jiān)測。為避免斜坡上的危巖（土）體產(chǎn)生危害，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理，然后進(jìn)行支護(hù)，同時(shí)修建排水溝。支擋措施可采用抗滑片石垛、抗滑擋墻、抗滑樁等；其中，抗滑片石垛適用于規(guī)模較小的滑體，抗滑擋墻適用于治理因河流沖刷或因人為切割支撐部分而產(chǎn)生的中、小型滑坡，但不適宜治理滑床比較松軟、滑面容易向下或向上發(fā)展的滑坡。

3.2 含水層破壞修復(fù)措施

根據(jù)含水層結(jié)構(gòu)及地下水賦存條件，結(jié)合采礦工程，在礦山地質(zhì)環(huán)境問題現(xiàn)狀分析和預(yù)測分析的基礎(chǔ)上，本礦山主要是采取封堵地下水漏失點(diǎn)，主要是進(jìn)行井口封填。開采過程中應(yīng)加強(qiáng)地下水監(jiān)測，通過布設(shè)地下水位觀測點(diǎn)，加強(qiáng)對地下水位的跟蹤監(jiān)測；必要時(shí)對采空區(qū)填充并膠結(jié)充填，減少對含水層結(jié)構(gòu)的破壞。此外，根據(jù)地面塌陷、地裂縫治理工程，大力開展植樹種草活動(dòng)，擴(kuò)大礦區(qū)內(nèi)植被覆蓋面積，加快地下水位的回升。

3.3 地形地貌景觀保護(hù)措施

礦井固體廢棄物主要包括井下掘進(jìn)廢石、鍋爐灰渣和工業(yè)場地少量生活垃圾。礦山對產(chǎn)生的矸石贈(zèng)送與磚廠作原料或?qū)U石進(jìn)行綜合利用，減少礦山地質(zhì)環(huán)境的影響負(fù)荷。礦區(qū)內(nèi)地形多為山地，礦山開采結(jié)束后應(yīng)對其進(jìn)行復(fù)綠，綠化范圍含礦井工業(yè)場地、塌陷區(qū)范圍。對于工業(yè)場地等區(qū)域應(yīng)進(jìn)行土地復(fù)墾，盡可能恢復(fù)生產(chǎn)前的地類，并對地貌景觀破損嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的治理。對于塌陷區(qū)應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，如留設(shè)井巷保護(hù)礦柱等，礦山開采時(shí)可考慮采用廢石不出井工藝，即“充填式”開采工藝，利用井下掘進(jìn)廢石回填采空區(qū)。

3.4 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測

為保護(hù)礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境，能夠讓主體工程安全、正常、穩(wěn)定的運(yùn)行，針對礦山開發(fā)建設(shè)過程中存在的礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題以及水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)效益等進(jìn)行監(jiān)測[2,3]。

主要監(jiān)測地面沉陷、地裂縫、滑坡發(fā)生征兆的區(qū)。其中，工業(yè)場地區(qū)需對挖填方區(qū)域邊坡穩(wěn)定性觀測，陡坡區(qū)域需對陡崖區(qū)域穩(wěn)定性觀測。礦區(qū)布設(shè)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測點(diǎn)，對地質(zhì)災(zāi)害地段每隔50m～300m布置一個(gè)GPS監(jiān)測點(diǎn)全天監(jiān)測，對地形較陡地段增加滑坡、崩塌監(jiān)測點(diǎn)。此外，應(yīng)對礦區(qū)水位、水量、水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，并由企業(yè)進(jìn)行監(jiān)測或委托有資質(zhì)的單位專業(yè)人員進(jìn)行監(jiān)測。

4 結(jié)論

（1）該礦山目前地質(zhì)環(huán)境問題不突出，但隨著礦山的進(jìn)一步開采，礦山主要的地質(zhì)環(huán)境問題主要有崩塌、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害、含水層和地形地貌景觀的破壞。

（2）礦山開采將導(dǎo)致地下水的走向發(fā)生變化，井泉流量發(fā)生改變，甚至干涸，對礦區(qū)村民的生活及礦山建設(shè)的生產(chǎn)生活用水造成影響較嚴(yán)重。

（3）根據(jù)礦山的實(shí)際情況進(jìn)行開采方案的優(yōu)化，并加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的防治和監(jiān)測工作，可減少礦山地質(zhì)環(huán)境問題發(fā)生。