辽宁省某石灰石矿矿山地质环境问题及恢复治理探讨

辽宁省某石灰石矿矿山地质环境问题及恢复治理探讨

张国晶

中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队沈阳110004

摘要：辽宁省某石灰石矿矿山地质环境问题主要为高陡边坡影响地形地貌，存在崩塌隐患；废石和矿石堆放损毁土地资源，存在滑坡隐患；碎石加工厂和厂房等配套设施损毁土地资源。在充分收集相关地质资料的基础上，通过详尽的现场踏勘，评估了矿区内矿山地质问题及危害，提出了矿山环境地质环境保护与恢复治理措施，治理工程的实施可从根本上改变矿区的地貌景观，恢复生态环境。

关键词：矿山地质环境问题；恢复治理；石灰岩矿

1引言

辽宁省某石灰岩矿山开采矿种为熔剂用石灰岩、水泥用石灰岩及熔剂用白云岩，设计年生产能力200万t/a。矿山地质环境问题非常突出，主要为高陡边坡影响地形地貌，存在崩塌隐患；废石和矿石堆放损毁土地资源，存在滑坡隐患；碎石加工厂和厂房等配套设施损毁土地资源。

2矿山自然概况和地质环境背景

2.2自然概况

矿区地貌属剥蚀堆积山间谷地和构造剥蚀丘陵，地形变化较大。土壤类型为棕壤，地处长白植物区系南端，受华北植物的不断侵入。该地区属中温带湿润气候，属大陆性季风气候，境内气候温暖，四季分明，日照充足。年平均气温7.6℃，大气降水多集中在六至九月份，最大冻土深度1.2m。

2.3地质环境背景

2.3.1地层岩性

矿区出露地层为新元古界青白口系细河群桥头组；震旦系康家组；古生界寒武系下统馒头组、中统毛庄组、徐庄组、张夏组、上统崮山组；奥陶系下统冶里组、亮甲山组，中统下马家沟组。由于受区内断裂构造影响，使寒武系地层逆冲于奥陶系地层之上。

2.3.2构造

评估区大地构造位置处于中朝准地台（Ⅰ）胶辽台隆（Ⅰ1）太子河-浑江台陷（）辽阳-本溪凹陷（），太子河向斜北翼。区域内构造较发育，主要有寒岭—偏岭岩石圈断裂带与辽阳弧形断裂带。

2.3.3地震

矿区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期0.35s，抗震设防烈度为Ⅶ度，区域稳定性一般。

2.3.4水文地质条件

矿区含水岩组主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和构造裂隙水。碳酸盐岩岩溶裂隙水分布于碳酸盐岩出露的寒武系、奥陶系地层中，沿岩石层面及岩石裂隙发育，区内地层厚度400～900m左右。构造裂隙水分布在矿区中部和西南部断裂构造带内，因区内断裂多为压性，断裂带较窄，宽在0.5～0.8m，并多被断层泥充填，构造带不发育。同时又受补给条件限制，其富水性较差，为弱含水岩组。矿体位于侵蚀基准面之上，有利于自然排水。

3矿区地质环境问题

3.1易引发崩塌、滑坡灾害

露天采坑120m阶段边坡西侧坡向与岩层倾向基本相同为顺向坡，北部和南部部分边坡坡向与岩层倾向为斜交，其他均为逆向坡，高坡方向岩层倾向与采场边坡多为反向坡或斜交。采场北部部分逆向坡处的断层裂隙较发育。因第四系地层力学性质较差，承载力较低。加之人类活动强烈，破坏了岩体的完整性，岩石临空面增大，边坡失稳，在风化、降雨、爆破作用下可能引发、加剧和遭受崩塌地质灾害。排岩场坡顶标高为300m，坡底标高为230m，坡度为40°，边坡堆积松散，坡度较大，随着堆积高度的增大，坡体稳定性变差，在大气降水渗流潜蚀、爆破振动和自身重力影响下，边坡可能局部失稳滑移，引发滑坡地质灾害。

3.2破坏地形地貌景观

矿山开采将使地表形成1处露天采坑，且范围不断扩大。矿区开采终了将形成一个面积为71.1359hm2，上口开采尺寸为1305×850m，下口开采尺寸为400×350m的采坑，最大采深190m，阶段坡面角65°。这些由采矿活动形成的微地貌，对原始的地形地貌景观影响和破坏程度大，造成土地毁坏、山体破损、岩石裸露、植被破坏，使环境因素不协调，地貌景观在空间上不连续，视觉不美观，且矿区位于太子河东岸，严重影响景观。

3.3损毁土地资源

矿山开采损毁土地资源面积大，主要为露天采场对土地造成挖损损毁，排岩场、碎石加工厂和厂房等对土地造成压占损毁，主要损毁土地为有林地。

4矿山地质灾害预防与治理措施

矿山环境治理只有将工程措施和生物措施紧密结合，才能达到矿山环境治理的最终目的[2]。

4.1预防措施

4.1.1监测措施

在露天采场顶部、坡面、排岩场坡面、矿石堆放场坡面等处进行地质灾害监测，在排岩场、露天采场等处进行地形地貌景观和土地损毁监测。主要对露采形成的岩质高陡边坡加强监测[1]。

4.1.2地质灾害预防措施

在排岩场底部修筑重力式浆砌石挡土墙，在露天采场修建截水沟，防止崩塌和滑坡地质灾害发生。

4.2治理措施

4.2.1露天采场边坡治理措施

清理采场边坡危岩体，边坡坡上和坡下种植爬藤类植物，以达到绿化的目的。树坑规格为0.2m×0.2m×0.2m，间距为0.5m，每穴植2株。

4.2.2露天采场平台治理措施

平整场地、覆土，种植树木，恢复植被。坑底平台种植刺槐，树坑规格为0.5m×0.5m×0.5m，间距为1.5m×1.5m，每穴植1株。阶段平台种植紫穗槐，树坑规格为0.4m×0.4m×0.4m，间距为1.0m×1.0m，每穴植2株。

4.2.3排岩场治理措施

在排岩场坡底修建挡土墙，并对排岩场进行削坡，降低至25°，平整场地、覆土，种植刺槐，恢复植被。树坑规格为0.5m×0.5m×0.5m，间距为1.5m×1.5m，每穴植1株。

4.2.4碎石加工厂和厂房等配套设施治理措施

平整场地、覆土，种植刺槐，恢复植被。树坑规格为0.5m×0.5m×0.5m，间距为1.5m×1.5m，每穴植1株。

苗木种植后当年需人工浇灌，以保证苗成活，灌水标准为156m3/hm2，后期可依靠自然降水灌溉。

5项目区治理后的效益分析

5.1社会效益

保障了群众生命财产安全，为当地人民生产、生活创造良好的生态环境。

5.2环境效益

通过矿山环境治理和植被重建来恢复和改善项目区内的自然生态环境，通过植树种草改善局部小气候、涵养水源、防风固沙、防止水土流失。

5.3经济效益

治理工程实施后，预计可增加林地72hm2，树木成林后每年净产值可达66万元。

6结论

矿山开采易引发地质灾害，改变原有地形地貌，损毁土地资源，通过治理工程，可从根本上改变矿区的地形地貌景观，恢复地表植被，增加林地覆盖，具有较大的社会效益和经济效益，为辽宁省矿山地质环境问题恢复治理提供示范和依据。

参考文献：

[1]刘超良，孙涛，魏增超，等．露天矿山地质环境保护与恢复治理［J］．地质灾害与环境保护，2013，24（2）：34-36。

[2]刘起霞，李清波，邹剑锋，环境工程地质[M].郑州：黄河水利出版社，2001.