吳營(yíng)鐵礦地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估及其治理技術(shù)

王建宏，呂曉宇，袁利東，王勝利，王曉兵

(中國(guó)冶金地質(zhì)總局 內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

為保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境，減少礦產(chǎn)資源勘查開(kāi)采活動(dòng)造成的礦山地質(zhì)環(huán)境破壞，保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的合理開(kāi)發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，本文研究了吳營(yíng)鐵礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估及其治理技術(shù)，研究可為實(shí)施保證金制度，監(jiān)督、管理礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理實(shí)施情況提供科學(xué)依據(jù)[1-7]。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 自然地理

(1)氣象。該區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，夏季氣溫20～30 ℃，冬季氣候寒冷，最低氣溫達(dá)-30 ℃。雨季多集中在7—9月，平均年降水量516 mm；無(wú)霜期140 d，最大凍土深度1.24 m。

(2)水文。豐寧縣是灤、潮兩河的發(fā)源地，有5條較大的河流，其中灤河、牤河統(tǒng)稱灤河水系，屬灤河流域，潮河、湯河、天河統(tǒng)稱潮河水系。屬海河流域兩河流域共容匯10 km2以上支流157條，總面積8 765 km2。礦區(qū)屬灤河水系，閃電河流域，地勢(shì)平坦，多為季節(jié)性河流，水資源缺乏。

1.2 地形地貌

礦區(qū)地處燕山山脈東段，海拔+650～+870 m，屬中低山區(qū)。地形地貌如圖1所示。

圖1 地形地貌(鏡像西南)Fig.1 Terrain(mirror southwest)

1.3 地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造

(1)地層巖性。區(qū)內(nèi)出露地層主要為元古界紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組(Pt1j)及第四系全新統(tǒng)(Q4)砂礫石層。①紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組(Pt1j)。工作區(qū)大面積出露，巖性主要為角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾條帶狀磁鐵石英巖、絹云綠泥石英片巖、淺粒巖。地層走向北東，傾向北西或南東，傾角60°～80°。②第四系全新統(tǒng)(Q4)。主要分布于礦區(qū)中部及北部山間溝谷中，巖性主要為砂、礫石及腐殖土層等，厚度1～5 m。

(3)巖漿巖。礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。

1.4 水文地質(zhì)條件

工作區(qū)為燕山山區(qū)水文地質(zhì)區(qū)，龍關(guān)—隆化中低山寬谷裂隙水亞區(qū)，承北變質(zhì)巖、火山巖裂隙水巖組。礦區(qū)海拔+650～+870 m，相對(duì)高差220 m，屬低山地貌形態(tài)類型。地形坡度較大，溝谷較發(fā)育，自然排水條件良好。地表基巖裸露，風(fēng)化層較薄，植被以低矮灌木為主，地表徑流入滲量小，大氣降水沿坡面匯集到溝谷，向南部排出礦區(qū)外，總體上以向南徑流為主。主要含水層為3種類型：①第四系松散堆積物中的孔隙水；②分布于基巖風(fēng)化構(gòu)造裂隙中的基巖裂隙水；③地下水的補(bǔ)給徑流排泄。當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面標(biāo)高為+650 m，礦體大部分位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，受地下水影響較小，礦床水文地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單類型。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和礦山開(kāi)采實(shí)際情況，預(yù)測(cè)礦區(qū)內(nèi)各礦體深部開(kāi)采時(shí)礦井正常涌水量2～10 m3/d，最大涌水量40 m3/d。

1.5 工程地質(zhì)條件

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為元古界紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組(Pt1j)及第四系全新統(tǒng)(Q4)砂礫石層。紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組(Pt1j)工作區(qū)大面積出露，主要巖性為角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾條帶狀磁鐵石英巖、絹云綠泥石英片巖、淺粒巖。地層走向北東，傾向北西或南東，傾角60°～80°。礦體均賦存于元古界紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組片麻巖地層中，礦石抗風(fēng)(氧)化能力較強(qiáng)，在0～15 m多呈半風(fēng)(氧)化狀態(tài)，15 m以下為原生礦床。礦體的圍巖為角閃斜長(zhǎng)片麻巖，巖性單一，結(jié)構(gòu)完整。單軸飽和抗壓強(qiáng)度80～100 MPa，礦體及頂?shù)装鍘r石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，屬弱風(fēng)化巖石。工程地質(zhì)類型屬堅(jiān)硬巖石，依據(jù)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50218—94)，巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅰ類。巷道寬4.5～13.0 m，高2.5～5.5 m，距地表50～240 m。從各采礦坑道中揭露的工程地質(zhì)情況看，各坑道內(nèi)圍巖穩(wěn)定、堅(jiān)硬致密，裂隙不發(fā)育，力學(xué)強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，穩(wěn)定性好，工程地質(zhì)問(wèn)題不突出，大部分巷道不用支護(hù)，圍巖的穩(wěn)定性較好，沒(méi)有發(fā)生不良工程地質(zhì)現(xiàn)象地段。就對(duì)目前礦山露天開(kāi)采的采場(chǎng)調(diào)查，圍巖強(qiáng)度較高，且為臺(tái)階式采場(chǎng)，邊坡角50°～60°，臺(tái)階高20 m，因此工程地質(zhì)問(wèn)題不突出。

綜合評(píng)價(jià)，工程地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單類型。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估

2.1 礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀評(píng)估

2.1.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀與現(xiàn)狀評(píng)估

礦區(qū)范圍內(nèi)鐵礦埋藏深度，礦體厚度較小，根據(jù)礦體賦存特征及礦床開(kāi)采技術(shù)條件，確定采用地下/露天開(kāi)采。礦區(qū)范圍內(nèi)共分布有13條礦體，其中Fe1—Fe11號(hào)共11條礦體采用地下開(kāi)采，F(xiàn)e12—Fe13號(hào)2條礦體采用露天開(kāi)采。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)狀下形成1個(gè)露天采坑，6個(gè)地下采空區(qū)，18個(gè)硐口，5個(gè)工業(yè)場(chǎng)地，4個(gè)廢渣堆，1個(gè)排土場(chǎng)及2條礦區(qū)道路。

(1)露天采坑地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)估?，F(xiàn)狀下形成的露天采坑位于Fe12號(hào)礦體，形成820、800、780、760、740、720 m共6級(jí)臺(tái)階，臺(tái)階坡面角為60°，最終階段高度20 m，占地面積約為87 600 m2，體積約為4 741 145 m3。Fe12號(hào)礦體上下盤(pán)圍巖均為元古界紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組角閃斜長(zhǎng)片麻巖，巖性單一，結(jié)構(gòu)完整。單軸飽和抗壓強(qiáng)度80～100 MPa，礦體及頂?shù)装鍘r石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，屬弱風(fēng)化巖石。工程地質(zhì)類型屬堅(jiān)硬巖石，依據(jù)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50218—94)，巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅰ類。礦體走向64°，傾向334°，傾角75°，礦體傾向與開(kāi)采邊坡近垂直，邊坡較穩(wěn)定，現(xiàn)狀下露天采坑已經(jīng)停止開(kāi)采，邊坡及臺(tái)階植被較發(fā)育，之前開(kāi)采形成的浮石及不穩(wěn)定巖石已經(jīng)清理。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及走訪當(dāng)?shù)鼐用?，目前未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。現(xiàn)狀評(píng)估，露天采坑發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，危險(xiǎn)性小。

(2)地下采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)估?，F(xiàn)狀下形成地下采空區(qū)主要位于Fe1—Fe11號(hào)礦體，詳見(jiàn)表1，地下采空區(qū)總面積約為154 830 m2，采空區(qū)總體積約309 660 m3。

表1 現(xiàn)狀地下采空區(qū)Tab.1 Current underground goaf

經(jīng)現(xiàn)狀調(diào)查，目前未見(jiàn)采空沉陷和地裂縫，礦山建筑物也未因沉陷等出現(xiàn)變形和裂縫。現(xiàn)狀條件下，地下采空區(qū)發(fā)生采空塌陷、地裂縫地質(zhì)災(zāi)害可能性小，危險(xiǎn)性小。

2.1.2 地下含水層破壞現(xiàn)狀與現(xiàn)狀評(píng)估

根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件，現(xiàn)狀評(píng)估礦山對(duì)區(qū)內(nèi)含水層影響程度較輕。

2.1.3 地形地貌景觀影響現(xiàn)狀及現(xiàn)狀評(píng)估

(1)露天采坑。礦山現(xiàn)處于停產(chǎn)狀態(tài)，現(xiàn)狀下礦山形成1個(gè)露天采坑，位于Fe12號(hào)礦體，現(xiàn)狀評(píng)估，露天采坑對(duì)地形地貌景觀影響和破壞程度嚴(yán)重。

(2)地下采空區(qū)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)狀下礦區(qū)共形成6個(gè)地下采空區(qū)，未發(fā)現(xiàn)地面沉降和地裂縫，未造成山體破損、巖石裸露、植被破壞。采礦活動(dòng)破壞影響土地資源類型為荒山地?，F(xiàn)狀評(píng)估，地下采空區(qū)對(duì)地形地貌景觀占用和破壞程度較輕。

(3)硐口。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，目前礦山共有18個(gè)硐口。現(xiàn)狀下7個(gè)豎井破壞面積約320 m2，11個(gè)斜井/平硐破壞面積約580 m2，18個(gè)硐口共計(jì)破壞面積約900 m2。存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破壞了原有的地形地貌景觀，并造成土地、植被資源破壞，所占土地類型主要為荒山地(圖2)?，F(xiàn)狀評(píng)估，硐口對(duì)土地資源影響和破壞程度嚴(yán)重。

圖2 硐口對(duì)土地資源影響Fig.2 Impact of the mouth on land resources

(4)工業(yè)場(chǎng)地。礦山現(xiàn)有5個(gè)工業(yè)場(chǎng)地，均有辦公區(qū)及員工宿舍。工業(yè)場(chǎng)地總占地面積1 968 m2，場(chǎng)地周?chē)鶠榛钠隆，F(xiàn)狀評(píng)估，工業(yè)場(chǎng)地對(duì)地貌景觀占用和破壞程度較嚴(yán)重。

(5)礦區(qū)道路?，F(xiàn)狀下，礦山已形成2條礦區(qū)道路，路面結(jié)構(gòu)為碎石路面，性質(zhì)為簡(jiǎn)易路。礦區(qū)道路1長(zhǎng)約1 588 m，路寬約6 m，占地面積約9 528 m2；礦區(qū)道路2長(zhǎng)約1 997 m，路寬約6 m，占地面積約11 982 m2(圖3)。礦區(qū)道路總長(zhǎng)約3 585 m，占地面積約21 510 m2。其存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題破壞改變了原有的地形和地貌景觀，造成山體破損、巖石裸露、植被破壞，所占土地主要為荒山地。現(xiàn)狀評(píng)估，礦區(qū)道路對(duì)地貌景觀占用和破壞程度較嚴(yán)重。

圖3 礦區(qū)道路Fig.3 Mine road

(6)排土場(chǎng)?，F(xiàn)狀下，礦山露天開(kāi)采的廢渣土多用于工業(yè)場(chǎng)地、礦區(qū)道路平整，剩余的廢渣土堆放于Fe12礦體東側(cè)山溝處，排土場(chǎng)東西寬約83 m，南北長(zhǎng)約94 m，最大堆積高度不超過(guò)5 m，坡度一般在40°左右，占地面積約5 506 m2，堆積量約18 353 m3。存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是改變?cè)械匦蔚孛埠推茐牡乇碇脖?，所占土地類型主要為荒山地?，F(xiàn)狀評(píng)估，排土場(chǎng)對(duì)地貌景觀占用和破壞程度嚴(yán)重。

2.2 礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)估

2.2.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估

根據(jù)開(kāi)發(fā)利用方案，考慮礦山開(kāi)采順序、礦山服務(wù)年限及方案適用年限，預(yù)測(cè)礦山在生產(chǎn)治理期僅對(duì)Fe1、Fe2、Fe5、Fe6共4條礦體進(jìn)行地下開(kāi)采，現(xiàn)狀下形成的露天采坑將不予使用，在生產(chǎn)治理期進(jìn)行恢復(fù)治理。

(1)地表巖移范圍的確定。根據(jù)開(kāi)發(fā)利用方案闡述，礦體的圍巖為角閃斜長(zhǎng)片麻巖，巖性單一，結(jié)構(gòu)完整。單軸飽和抗壓強(qiáng)度80～100 MPa，礦體及頂?shù)装鍘r石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，屬弱風(fēng)化巖石。工程地質(zhì)類型屬堅(jiān)硬巖石，依據(jù)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50218—94)，巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅰ類。礦床圍巖穩(wěn)定性較好。礦山采用淺孔留礦法進(jìn)行采礦，應(yīng)用類比法確定其上盤(pán)移動(dòng)角β=65°，下盤(pán)移動(dòng)角γ=70°，走向端部移動(dòng)角δ=75°確定移動(dòng)帶，將其端點(diǎn)投在地形地質(zhì)圖上，用圓滑曲線圈定其最大移動(dòng)范圍，總面積為345 524 m2。

(2)地下采空區(qū)。隨著礦山的開(kāi)采活動(dòng)，采空區(qū)1及采空區(qū)3將繼續(xù)擴(kuò)大，預(yù)測(cè)到生產(chǎn)防治期結(jié)束時(shí)，礦區(qū)共形成6個(gè)地下采空區(qū)。預(yù)測(cè)礦區(qū)地下采空區(qū)面積約為202 380 m2，采空體積約404 760 m3。根據(jù)開(kāi)發(fā)利用方案闡述，11條地下開(kāi)采的礦體為鞍山式磁鐵礦，均賦存于元古界紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組片麻巖地層中，礦床成因類型為沉積變質(zhì)型礦床。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有大的斷裂存在，礦床圍巖穩(wěn)定性較好。根據(jù)以往評(píng)估經(jīng)驗(yàn)及傾角大小，11條礦體傾角在73°～84°，均為急傾斜、薄礦體，巖石移動(dòng)范圍(包括地下采空區(qū))有發(fā)生采空塌陷、地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的可能。

綜上所述，預(yù)測(cè)礦山開(kāi)采引起的巖石移動(dòng)范圍(包括地下采空區(qū))發(fā)生采空塌陷、地裂縫的可能性小，危險(xiǎn)性小。

2.2.2 地下含水層破壞預(yù)測(cè)評(píng)估

根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和礦山開(kāi)采實(shí)際情況，預(yù)測(cè)礦區(qū)內(nèi)各礦體深部開(kāi)采時(shí)礦井正常涌水量2～10 m3/d，最大涌水量40 m3/d。因此，預(yù)測(cè)評(píng)估礦山對(duì)區(qū)內(nèi)含水層影響程度較輕。

2.2.3 地貌景觀占用和破壞預(yù)測(cè)評(píng)估

(1)露天采坑。預(yù)測(cè)在生產(chǎn)防治期，現(xiàn)狀下形成的露天采坑將不再使用，并對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)治理。預(yù)測(cè)時(shí)，露天采坑占地面積約為87 600 m2，體積約為4 741 145 m3。其存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為改變和破壞了原有的地形地貌景觀，造成山體破損、巖石裸露、植被破壞。預(yù)測(cè)評(píng)估，露天采坑對(duì)地形地貌景觀影響和破壞程度嚴(yán)重。

(2)地下采空區(qū)。隨著礦山的開(kāi)采活動(dòng)，采空區(qū)1及采空區(qū)3將繼續(xù)擴(kuò)大，預(yù)測(cè)到生產(chǎn)防治期結(jié)束時(shí)，礦區(qū)共形成6個(gè)地下采空區(qū)。預(yù)測(cè)礦區(qū)地下采空區(qū)面積約為202 380 m2，采空體積約404 760 m3，巖石移動(dòng)范圍為345 524 m2。根據(jù)開(kāi)發(fā)利用方案闡述，11條地下開(kāi)采的礦體為鞍山式磁鐵礦，均賦存于元古界紅旗營(yíng)子群姜營(yíng)子組片麻巖地層中，礦床成因類型為沉積變質(zhì)型礦床。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有大的斷裂存在，礦床圍巖穩(wěn)定性較好。根據(jù)以往評(píng)估經(jīng)驗(yàn)及傾角大小，11條礦體傾角在73°～84°，均為急傾斜、薄礦體，巖石移動(dòng)范圍(包括地下采空區(qū))有發(fā)生地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害的可能。預(yù)測(cè)評(píng)估，地下采空區(qū)對(duì)地形地貌景觀占用和破壞程度較輕。

(3)硐口。隨著礦山的開(kāi)采活動(dòng)，將新建豎井SJ5-2，現(xiàn)狀下形成的硐口將予以保留，預(yù)測(cè)時(shí)礦區(qū)共形成18個(gè)硐口。預(yù)測(cè)下8個(gè)豎井破壞面積約370 m2，11個(gè)斜井/平硐破壞面積約580 m2，18個(gè)硐口共計(jì)破壞面積約950 m2。其存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破壞了原有的地形地貌景觀，并造成土地、植被資源破壞，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，硐口對(duì)土地資源影響和破壞程度嚴(yán)重。

(4)工業(yè)場(chǎng)地。預(yù)測(cè)時(shí)，工業(yè)場(chǎng)地將不予擴(kuò)建或新建，工業(yè)場(chǎng)地總占地面積1 968 m2，場(chǎng)地周?chē)鶠榛钠?。其存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破壞了原有的地形地貌景觀，并造成植被破壞，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，工業(yè)場(chǎng)地對(duì)地貌景觀占用和破壞程度較嚴(yán)重。

(5)礦區(qū)道路。預(yù)測(cè)時(shí)，礦區(qū)道路將不予擴(kuò)建或新建，礦區(qū)道路總長(zhǎng)3 585 m，占地面積21 510 m2。其存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破壞改變了原有的地形和地貌景觀，造成山體破損、巖石裸露、植被破壞，所占土地主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，礦區(qū)道路對(duì)地貌景觀占用和破壞程度較嚴(yán)重。

(6)排土場(chǎng)。預(yù)測(cè)在生產(chǎn)防治期，對(duì)現(xiàn)狀下形成的排土場(chǎng)將不予使用，并進(jìn)行恢復(fù)治理工作。排土場(chǎng)占地面積約5 506 m2，堆積量約18 353 m3。其存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為改變?cè)械匦蔚孛埠推茐牡乇碇脖唬纪恋仡愋椭饕獮榛纳降?。預(yù)測(cè)評(píng)估，排土場(chǎng)對(duì)地貌景觀占用和破壞程度嚴(yán)重。

(7)廢渣堆。隨著礦山的開(kāi)采活動(dòng)，廢渣堆1及廢渣堆2將進(jìn)行擴(kuò)建，預(yù)測(cè)到生產(chǎn)防治期結(jié)束時(shí)，礦區(qū)共形成4個(gè)廢渣堆。預(yù)測(cè)下，廢渣堆共計(jì)占地面積約1 488 m2，堆積量約3 910 m3。其存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為改變?cè)械匦蔚孛埠推茐牡乇碇脖?，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，廢渣堆對(duì)地貌景觀占用和破壞程度嚴(yán)重。

2.2.4 土地資源影響和破壞程度預(yù)測(cè)評(píng)估

(1)露天采坑。露天采坑存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破壞原有的地形地貌景觀，并造成植被資源破壞，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，露天采坑對(duì)土地資源影響和破壞程度較輕。

(2)地下采空區(qū)。在地下采空區(qū)范圍內(nèi)存在采空塌陷的隱患，一旦發(fā)生將影響和破壞地表形態(tài)、礦區(qū)土地、植被資源等。地下采空區(qū)占用土地為荒山地，周?chē)脖痪鶠橐吧s草。預(yù)測(cè)評(píng)估，地下采空區(qū)對(duì)土地資源影響和破壞程度較輕。

(3)硐口。硐口存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破壞了原有的地形地貌景觀，并造成土地、植被資源破壞，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，硐口對(duì)土地資源影響和破壞程度較輕。

(4)工業(yè)場(chǎng)地。工業(yè)場(chǎng)地存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題占?jí)和恋丶捌茐牡乇碇脖?，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，工業(yè)場(chǎng)地對(duì)土地資源影響和破壞程度較輕。

(5)礦區(qū)道路。礦區(qū)道路存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破壞改變了原有的地形和地貌景觀，造成山體破損、巖石裸露、植被破壞。預(yù)測(cè)評(píng)估，礦區(qū)道路對(duì)土地資源影響和破壞程度較輕。

(6)排土場(chǎng)。排土場(chǎng)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為占?jí)和恋丶捌茐牡乇碇脖?，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，排土場(chǎng)對(duì)土地資源影響和破壞程度較輕。

(7)廢渣堆。廢渣堆存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為占?jí)和恋丶捌茐牡乇碇脖?，所占土地類型主要為荒山地。預(yù)測(cè)評(píng)估，排土場(chǎng)對(duì)土地資源影響和破壞程度較輕。

2.3 評(píng)估分區(qū)

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果將評(píng)估區(qū)分為3個(gè)區(qū)：礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度嚴(yán)重區(qū)(Ⅰ區(qū))、礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較嚴(yán)重區(qū)(Ⅱ區(qū))及礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕區(qū)(Ⅲ區(qū))。

(1)礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度嚴(yán)重區(qū)(Ⅰ區(qū))。礦山環(huán)境影響程度嚴(yán)重區(qū)范圍主要為露天采坑、硐口、排土場(chǎng)及廢渣堆，面積95 544 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的2.96%。存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是：占用土地資源、破壞植被及影響地形地貌景觀。

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較嚴(yán)重區(qū)(Ⅱ區(qū))。礦山環(huán)境影響程度較嚴(yán)重區(qū)范圍主要為工業(yè)場(chǎng)地及礦區(qū)道路，面積23 478 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的0.73%。存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是：占用土地資源、破壞植被及影響地形地貌景觀。

(3)礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕區(qū)(Ⅲ區(qū))。礦山地質(zhì)環(huán)境影響較輕區(qū)范圍主要為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)以外，巖石移動(dòng)范圍(包括地下采空區(qū))及礦業(yè)活動(dòng)未直接影響的區(qū)域，面積3 112 120 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的96.31%。該區(qū)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較輕。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境防治技術(shù)

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理分區(qū)及地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)估結(jié)果，礦山存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害及破壞地形地貌景觀、植被資源和占?jí)和恋亍７乐螌?duì)象主要包括露天采坑、巖石移動(dòng)范圍(包括地下采空區(qū))、硐口、排土場(chǎng)、廢渣堆、工業(yè)場(chǎng)地及礦區(qū)道路等[8-14]。

3.1 生產(chǎn)防治期防治工程

(1)露天采坑防治方案和主要工作量、技術(shù)要求。對(duì)現(xiàn)狀形成的露天采坑進(jìn)行恢復(fù)治理，露天采坑平臺(tái)總面積約69 844 m2，邊坡總長(zhǎng)度約1 672 m。主要治理工程量為：①平臺(tái)覆土種草，覆土厚0.3 m，覆土面積69 844 m2，覆土量為20 953.20 m3，人工播撒沙打旺草籽面積約69 844 m2，約需播撒20 g/m2草籽，共需播撒1 396.88 kg草籽；②邊坡坡腳種植爬山虎，株距0.5 m，采用穴狀坑種植爬山虎，穴的規(guī)格為0.5 m×0.5 m×0.4 m(圖4(a))，需栽植爬山虎3 344株；③為防止臺(tái)階覆土的流失，在露天采坑臺(tái)階邊坡設(shè)立攔擋墻，長(zhǎng)度為1 817 m，采用漿砌石材質(zhì)，出露地面高度0.3 m，寬度0.3 m(圖4(b))，需漿砌石量約163.53 m3；④在露天采坑邊界3～5 m處，道路路口或人畜經(jīng)常出沒(méi)地方設(shè)立警示牌，方形，尺寸0.1 m×0.6 m×1.5 m，結(jié)構(gòu)鋼筋水泥，上面標(biāo)設(shè)警示標(biāo)志，露天采坑設(shè)置4個(gè)警示牌。

圖4 爬山虎穴坑和露天采坑攔擋墻設(shè)計(jì)Fig.4 Design of retaining wall for creeper pit and open pit

(2)巖石移動(dòng)范圍(包括地下采空區(qū))治理方案和技術(shù)要求。①嚴(yán)格按照礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)進(jìn)行開(kāi)采，并按設(shè)計(jì)要求留足工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)礦柱；②加強(qiáng)地表變形及地下水位監(jiān)測(cè)，建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。技術(shù)方法和要求詳見(jiàn)“地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)方案”部分。

(3)工業(yè)場(chǎng)地治理方案和主要工作量、技術(shù)要求。①防治方案。工業(yè)場(chǎng)地主要采取植樹(shù)綠化措施，以保持水土。綠化區(qū)域包括工業(yè)場(chǎng)地的外圍及院內(nèi)房前。種植樹(shù)木和花草季節(jié)以春末夏初、秋末冬初為宜。栽樹(shù)后當(dāng)年檢查保存率，次年檢查補(bǔ)植率，保存率要達(dá)到100%。②技術(shù)要求。在工業(yè)場(chǎng)地周邊種植高大喬木，喬木選擇高大的成樹(shù)，如楊樹(shù)等樹(shù)種。楊樹(shù)采用大穴栽植，楊樹(shù)株行距2 m，穴的規(guī)格為0.6 m×0.6 m×0.5 m(圖5)。礦區(qū)共形成5個(gè)工業(yè)場(chǎng)地，均在場(chǎng)地周邊種植楊樹(shù)。工業(yè)場(chǎng)地共計(jì)種植楊樹(shù)205株，穴坑內(nèi)覆土0.4 m，需土量約23.17 m3。

圖5 楊樹(shù)樹(shù)坑示意Fig.5 Poplar tree pit

(4)礦區(qū)道路治理方案和主要工作量、技術(shù)要求。①防治方案。道路兩旁單排種植落葉小喬木、花草美化環(huán)境。喬木選擇高大的成樹(shù)，如火炬樹(shù)等樹(shù)種。②技術(shù)要求。礦區(qū)內(nèi)2條礦區(qū)道路總長(zhǎng)為3 585 m，道路兩旁單排種植喬木，株距2 m，共種植3 585株。采用穴狀坑種植，栽植火炬樹(shù)，穴坑規(guī)格0.6 m×0.6 m×0.5 m，株距2 m，覆土厚度0.4 m，坑內(nèi)需覆土405.25 m3。種植樹(shù)木和花草季節(jié)以春、秋為宜。栽樹(shù)后當(dāng)年檢查保存率，次年檢查補(bǔ)植率，保存率要達(dá)到100%。礦區(qū)道路綠化如圖6所示。

圖6 礦區(qū)道路綠化示意Fig.6 Road greening in mining area

(5)排土場(chǎng)治理方案和主要工作量、技術(shù)要求。①防治方案。為防止廢石受雨水沖刷造成泥石流地質(zhì)災(zāi)害，在堆放排土場(chǎng)溝谷的上方修建漿砌石排水溝，對(duì)排土場(chǎng)臨空坡腳處設(shè)置漿砌石擋土墻。②技術(shù)要求。在排土場(chǎng)的上方修建漿砌石排水溝，水泥抹面，沿迎水方向弧狀環(huán)繞，防止匯水沖刷排土場(chǎng)，引發(fā)泥石流災(zāi)害。排水溝規(guī)格為深1 m、寬1 m，排水溝長(zhǎng)102 m，漿砌石厚度0.2 m(圖7)，漿砌量約53.04 m3，水泥抹面面積224.40 m2。

圖7 排水溝剖面示意Fig.7 Schematic diagram of the drainage ditch

排土場(chǎng)臨空坡腳處設(shè)置漿砌石擋土墻，擋土墻修砌時(shí)需開(kāi)挖溝槽，開(kāi)挖深度2.0 m，寬 4.5 m，排土場(chǎng)擋土墻長(zhǎng)60 m，共計(jì)開(kāi)挖溝槽約540 m3，修砌完后用原土對(duì)溝槽進(jìn)行回填平整，填土碾壓面積約60 m2。排土場(chǎng)擋土墻如圖8所示。

圖8 排土場(chǎng)擋土墻示意Fig.8 Retaining wall of dump site

3.2 規(guī)劃閉坑恢復(fù)治理期治理工程

(1)硐口治理方案和主要工作量、技術(shù)要求。①治理方案。礦山規(guī)劃閉坑后，對(duì)礦山形成18個(gè)硐口全面拆除，然后進(jìn)行回填封堵。②技術(shù)要求。首先對(duì)18個(gè)硐口(其中包括8個(gè)豎井、5個(gè)斜井及6個(gè)平硐)進(jìn)行拆除，然后對(duì)豎井進(jìn)行回填、斜井及平硐進(jìn)行封堵治理。豎井回填：利用廢渣堆廢石及拆除的廢棄物對(duì)8個(gè)豎井進(jìn)行回填處理，豎井規(guī)格2 m×2 m，共計(jì)回填廢石量3 532 m2。斜井/平硐封堵：對(duì)5個(gè)斜井及6個(gè)平硐進(jìn)行漿砌石封堵，封堵長(zhǎng)度3 m，硐口平均截面積約6 m2，共計(jì)漿砌石量約198 m3。

(2)廢渣堆治理方案和主要工作量、技術(shù)要求。①治理方案。規(guī)劃閉坑時(shí)，對(duì)4個(gè)廢渣堆進(jìn)行恢復(fù)治理，先將廢石全部用于鋪設(shè)礦區(qū)道路及回填豎井，之后進(jìn)行原土平整綠化。②技術(shù)要求。預(yù)測(cè)下，4個(gè)廢渣堆占地面積約為1 488 m2，廢渣堆放量共計(jì)3 910 m3，其中用于回填豎井3 532 m2，剩余部分用于礦區(qū)道路填平使用。對(duì)廢渣堆原占地進(jìn)行原土平整綠化。平整面積為1 488 m2，人工播撒沙打旺草籽進(jìn)行綠化，約需播撒草籽20 g/m2，需草籽29.76 kg。種草季節(jié)以春末夏初為宜。

(3)工業(yè)場(chǎng)地治理方案和主要工作量、技術(shù)要求。①治理方案。規(guī)劃閉坑時(shí)，對(duì)工業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行拆除、平整后種植喬木綠化。②技術(shù)要求。共計(jì)拆除、平整面積為1 968 m2。樹(shù)種選擇楊樹(shù)，株距2 m，除生產(chǎn)防治期已經(jīng)栽種楊樹(shù)外，還需栽植楊樹(shù)約287株。穴坑內(nèi)覆土0.4 m，需土量約32.44 m3。綠化方法、要求參照生產(chǎn)防治期工業(yè)場(chǎng)地周?chē)矘?shù)要求。整地方式采用穴狀坑整地，穴的規(guī)格為0.6 m×0.6 m×0.5 m。種植樹(shù)木和花草季節(jié)以春末夏初、秋末冬初為宜。栽樹(shù)后當(dāng)年檢查保存率，次年檢查補(bǔ)植率，保存率要達(dá)到100%。

(4)排土場(chǎng)治理方案和主要工作量、技術(shù)要求。①治理方案。對(duì)排土場(chǎng)平臺(tái)進(jìn)行壓實(shí)、平整覆土綠化。②技術(shù)要求。排土場(chǎng)平臺(tái)進(jìn)行平整覆土綠化。平整面積為5 506 m2，覆土厚度0.3 m，總覆土量約1 651.80 m3，然后人工播撒沙打旺草籽進(jìn)行綠化，約需播撒草籽20 g/m2，需草籽110.12 kg，綠化面積5 506 m2。

4 結(jié)論

(1)根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果，將評(píng)估區(qū)分為3個(gè)區(qū)：①重點(diǎn)防治區(qū)(Ⅰ區(qū))。主要包括露天采坑、露天采坑及廢渣堆，面積為95 544 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的2.96%，防治難度大。②次重點(diǎn)防治區(qū)(Ⅱ區(qū))。主要包括工業(yè)場(chǎng)地及礦區(qū)道路，面積為23 478 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的0.73%，防治難度較大。③一般防治區(qū)(Ⅲ區(qū))。主要為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)以外，礦業(yè)活動(dòng)未直接影響的區(qū)域，面積為3 112 120 m2，占評(píng)估區(qū)總面積的96.31%，防治難度較小。

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境防治技術(shù)主要工作量為：露天采坑臺(tái)階邊緣漿砌攔擋墻163.53 m3，平臺(tái)共覆土20 953.20 m3、人工播撒草籽1 396.88 kg，邊坡坡腳共種植爬山虎3 344株，邊界共布設(shè)警示牌4塊；工業(yè)場(chǎng)地共種植楊樹(shù)492株，坑內(nèi)覆土55.61 m3，拆除、平整面積1 968 m2；礦區(qū)道路兩側(cè)共種植火炬樹(shù)3 585株，坑內(nèi)覆土405.25 m3；排土場(chǎng)上方漿砌毛石溝53.04 m3，水泥抹面面積224.40 m2，坡腳臨空處設(shè)置擋土墻，共需土石方量1 200 m3，開(kāi)挖溝槽540 m3，溝槽回填平整60 m2，平整綠化面積5 506 m2，覆土1 651.80 m3，播撒草籽110.12 kg；廢渣堆平整綠化面積1 488 m2，播撒草籽29.76 kg；豎井回填廢石量3 532 m3，混凝土蓋板8個(gè)，封堵斜井/平硐漿砌石198 m3；地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)共50個(gè)。