萊蕪市茶業口鎮船廠地區泥(渣)石流災害區治理

李雷，張憲堯，王振濤，靳豐山，卞玉峰，薛林

(1.萊蕪市國土資源局，山東 萊蕪 271100；2. 山東省地質環境監測總站，山東 濟南 250014；3. 萊蕪市環境保護局，山東 萊蕪 271100)

環境地質

萊蕪市茶業口鎮船廠地區泥(渣)石流災害區治理

李雷1，張憲堯1，王振濤2，靳豐山2，卞玉峰1，薛林3

(1.萊蕪市國土資源局，山東 萊蕪 271100；2. 山東省地質環境監測總站，山東 濟南 250014；3. 萊蕪市環境保護局，山東 萊蕪 271100)

詳細介紹了萊蕪市茶業口鎮船廠地區的礦山地質環境，提出了治理方案，對礦區存留礦體開發的可行性進行了論證，對開采與治理同步的技術路線進行了合理性分析。通過開發利用存留資源，可為地質災害治理提供了資金保障，實現了資源利用與地質災害治理的雙贏局面，為類似地質災害防治提供借鑒。

地質災害；治理措施；開發利用；山東萊蕪

泥(渣)石流突發性強、破壞力大，常常會沖毀城鎮，破壞房屋道路等工程設施，淤塞水庫河道引起水災，造成巨大生命財產損失，是最嚴重的山區地質災害[1-3]。近年來，人們對山區地帶礦產資源的開發，特別是露天開采，改變了原生地形地貌條件，局部加劇大氣降水流場的變化，增加了礦山泥石流發生的隱患。科學的恢復治理是礦山泥(渣)石流防治的關鍵，也是實現資源開發與生態環境保護相和諧的關鍵[4]。因此，在詳細分析萊蕪市茶業口鎮船廠地區的地質環境問題基礎上，提出“邊開發存留資源，邊治理”的思路，實現了社會、經濟、環境3種效益的均衡發展。

1 治理區基本概況

治理區位于萊蕪市茶業口鎮船廠村附近，面積2.42km2。治理區距萊(蕪)—明(水)公路5km，有村間水泥路與公路相連，交通運輸條件較好。治理區內地形起伏較大，標高變化于410～680m，相對高差270m，最高峰為689.1m，屬丘陵低山區。治理區位于魯西臺背斜(Ⅱ)、魯西斷隆(Ⅲ)、泰沂隆斷(Ⅳ)南部。治理區內西北部以寒武紀長清群饅頭組砂頁巖及朱砂洞組灰巖為主。區內構造主要為船廠-五色崖斷裂，該斷裂向北延伸至明水,向南延至苗山，總體走向320°，傾向SW，傾角70°～85°，斷裂帶寬窄不一，一般30～50m，最寬可達200m，斷裂內一般發育構造角礫巖，并有高嶺土化、褐鐵礦化蝕變，局部有石英脈、重晶石脈充填，褐鐵礦化寬度可達1m。礦體巖性以嶧山超單元大眾橋單元中細粒含鐵石英閃長巖和傲徠山超單元松山單元細粒二長花崗巖為主。走向近SN，傾向E，傾角約70°。礦石平均含鐵量約TFe 12.24%，mFe 4.53%±4。

2 礦山地質環境現狀及評估

2.1 采場

多年來受采石削坡亂采濫挖影響，導致局部地段的微地貌形態發生明顯改變，形成3處長100m，相對高差約50m的高陡邊坡，局部直立，危巖凸出，巖石破碎。特別是人工高強度爆破，進一步加劇了巖石的破碎程度，存在崩塌隱患。采場高陡邊坡巖性為石英閃長巖。同時，采場上渣石的亂堆亂放造成土地資源的浪費，且在暴雨的條件下極易形成泥(渣)石流。1號采場位于治理區北部，面積約1.7萬m2。地面標高580～627m；2號采場位于治理區中部，面積約1.1萬m2。地面標高589～606m；3號采場位于治理區南部，面積約2.2萬m2。地面標高554～606m。

2.2 尾礦庫

治理區內有4處尾礦庫，堆存量共計200萬余立方米。治理前，尾礦均堆積在沖溝中，外圍用塊石進行簡單圈堆，但堆積高度較高，坡度較陡，水土流失嚴重，汛期極易產生滑坡、泥(渣)石流等地質災害，存在較大的安全隱患。1號尾礦庫位于治理區北部，1號采場西南。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長約130m，地面標高527～582m，尾礦堆存量28萬余立方米；2號尾礦庫位于治理區中北部，2號采場西北。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長約30m，地面標高527～578m，尾礦堆存量41萬余立方米；3號尾礦庫位于治理區中部，3號采場西。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長約85m，地面標高520～576m，尾礦堆存量89萬余立方米；4號尾礦庫位于治理區東南部，3號采場東南。尾礦壩體建在溝谷之上。壩體長約50m，地面標高536～566m，尾礦堆存量42萬余立方米。

2.3 礦山地質環境影響現狀評估結果

根據中華人民共和國國土資源部發布的地質礦產行業標準《礦山地質環境保護與治理恢復方案編制規范》(DZ/T223-2009)中關于礦山地質環境影響程度分級表中的4個評價類別進行評價。采礦活動對含水層現狀影響程度為較輕。現狀評估廢棄采礦場、尾礦庫對土地資源影響程度為較嚴重，對地形地貌景觀影響程度為較嚴重，其余地段為較輕。

3 礦山地質環境恢復治理措施

3.1 存留資源綜合利用可行性分析

(1)開采方法。含鐵基性巖漿巖裸露于地表，且原先已進行了部分露天開采，結合礦體產狀，擬繼續采用露天、推進式、臺階式順序采礦方案，產生的尾砂采用挖前填后方式，一次性達到回填標高。

(2)開采標高的確定及資源量估算。從地形地質圖及已有的勘探資料分析，初步確定開采利用標高為+570m，填平最終地面標高576m。這樣既可以達到地質環境治理的目標，又可有效利用資源。按照+570m測算，該水平以上賦存含磁鐵黑云閃長巖約600萬t。該礦特征比較適合大規模機械化開采：從垂直高度上看，+570m以上完全可以實施一次性大爆破作業(一步回采)。結合地質環境管理的時間要求，3年開采結束，原礦產量為200萬t/a。

(3)選礦工藝確定。依據該礦含鐵品位低(TFe 10%左右，mFe 5%左右)的特點，結合已揭露礦體部門取樣所做的選礦試驗結果，確定選礦工藝流程為：原礦—鄂式破碎—園振篩—錘式破碎—干選粗粉—濕式磁選。由于開采規模大、時間短，相應的選礦加工處理量大，原礦品位低，綜合考慮礦區水、電、路、占地等自然條件有限，因而選定合理的選礦方案為礦區內進行破碎和干選，以干選粗粉為產品銷售外運，不就地建設濕式磁選選礦廠。

(4)尾礦的產生量及處理。通過計算，船廠地區功能產出礦石約604×104m3，經過選礦后，巖石破碎后的膨脹系數取1.4(經驗數值)。礦石的處理方式為3種，一種為選礦成品，直接運走，這部分約占礦石總量的1/5；第二種處理方式為開采前期排土場中存放，約60×104m3；剩余部分均在開采場內處理，渣石處理量約為616×104m3。采礦過程采用露天開采，推進式、臺階式順序開采，自上而下水平分臺段開采，臺段高度為10m。采礦初期產生的廢渣石倒入新建排土場(根據設計的排土場堆放60×104m3)，開采出一個平面后，采用挖前填后的方式，一次性達到設計回填標高。干選尾礦顆粒比較粗，約占選廠整個處理量的80%，年產量為240萬t，直接用于土地的復墾。

3.2 主要治理工程概述

(1)尾礦庫的治理。1號和2號尾礦庫位于礦區北部，穩定性差，難以就地加固，另外，上游匯水面較大，雨季易發生渣石流，因此在1，2號尾礦下游溝谷新建3座尾礦壩，距現有庫體約400m。各壩體長約50m，底寬約8m，頂寬約5m，高約40m，分三級，由下而上分級遞增，庫容量預計200萬m3。壩體約36000m3。在溝谷北側設排洪溝。該尾礦負擔現在1，2號尾礦庫部分尾礦(標高675m以上)及礦區生產產出的廢渣及部分尾礦；3號尾礦庫位于礦區中部，上游匯水面較小，尾礦庫整體穩定性較好，根據現場地勢特征，在其下游溝谷設立尾礦壩一座，壩體長約30m。底寬約5m，頂寬約2m，高約20m，方量2000m3，對尾庫邊坡進行削坡，使其坡角不大于30°，采用拱形護坡，配置排水溝，植樹護坡[5-7]，庫頂設排水溝及填土復耕；4號尾礦庫位于礦區南部，因整體穩定性較好，上游來水對其無影響。方案設置擋土墻，約150萬m3。庫邊削坡后，使其坡角不大于30°，采用拱形護坡，配置排水溝，植樹護坡，庫頂填土復耕。

(2)采區治理。采選結束后，采區內全部整平復墾耕地，標高576m，地面填土復墾。適當設置水利設施，對其外緣形成的邊坡按護坡標準進行治理，全區恢復土地66.67hm2。

3.3 費用概算

根據治理區資源量及采礦選礦工藝分析：年產原礦200萬t，年產粗礦(TFe 25%左右)40萬t，銷售價格在200元/噸，收益約20元/t，年收益約800萬元，3年共收益約2400萬元。前期投入及運營、環境治理工程約2000萬元。因此，治理實施中存留礦體綜合利用經濟效益與投資費用相比較，有盈余，可以吸引和動員社會力量，籌集社企資金進行地質災害防治。

4 治理效益分析

4.1 環境效益

改變該區崩塌、泥(渣)石流等地質災害和生態環境問題，保障了人民群眾生命財產安全，提升“生態萊蕪”的整體協調性，促進社會和諧發展。

4.2 經濟效益

通過礦山地質環境綜合治理，新增一定數量的綠地(耕地)資源。治理區工程完成后，新增可用土地約66.67余公頃，僅此一項收益即可達幾千萬元以上，加上綠化造林的效益，長遠的經濟效益非常可觀。

4.3 社會效益

治理實施中存留礦體綜合利用經濟效益與投資費用相比較，有盈余，可以吸引和動員社會力量，籌集社企資金進行地質災害防治。

5 結語

目前，萊蕪市茶業口鎮船廠地區泥(渣)石流災害區治理已進入實施階段，由萊蕪市政府籌集社企資金進行治理，1，2號擋土壩已建成。綜合分析，萊蕪市茶業口鎮船廠地區泥(渣)石流災害區治理方案成功開發利用了存留資源，實現了資源利用與地質災害治理的雙贏局面，為今后礦山地質環境治理提供新的思路。

[1] 亓魯.萊蕪市全面做好地質環境及地質災害防治工作[J]．山東國土資源，2007，23(12)：32-33．

[2] 劉洪磊，方寶明．山東省礦山地質環境保護戰略思考[J]．山東地質，2002，18(5)：18-21．

[3] 常允新，王振濤，溫永泉，等.萊蕪市礦山排水對地質環境的影響分析[J].山東國土資源,2007,23(6):33-35．

[4] 王學，張祖陸，張超，等．山東省地質環境質量評價研究[J]．山東國土資源，2007，27(8)：14-18．

[5] 楊淑梅，齊永志，王志強．傳統護坡與生態護坡在護岸設計中的組合應用[J]．山東國土資源，2012，28(3)：27-28．

[6] 李玉順，趙艷，柴永昌.濟南市歷城區礦山地質環境問題及其恢復治理[J].山東國土資源，2004，20(1)：51-53．

[7] 管祥波.平邑縣礦山地質環境保護與治理機制探索[J].山東國土資源，2011，27(6)：61-66．

PreventionofMudRockFlowinChuanchangAreasinChayekouTownofLaiwuCity

LI Lei1, ZHANG Xianyao1, WANG Zhentao2, JIN Fengshan2,BIAN Yufeng1, XUE Lin3

(1. Laiwu Bureau of Land and Resources, Shandong Laiwu 271100, China; 2. Shandong Monitoring Center of Geological Environment, Shandong Jinan 250014, China; 3. Laiwu Environmengtal Protecting Bureau, Shandong Laiwu 271100, China)

Geological hazards of Chuanchang area in Chayekou town in Laiwu city has been introduced, prevention countermeasures have been put forward, exploration feasibility of retained ores in mines has been analyzed, and synchronous technology of exploitation and governance have been analyzed reasonably. Development and utilization of remaining resources can provide funding gurantee for geological disasters management. Resource utilization and control of geological disasters can achieve win-win situation. It can provide some references for the prevention of geological disasters.

Geological hazards; treatment approach; utilization of remaining resources; Laiwu city in Shandong province

X43

：B

2013-07-24；

：2013-09-24；編輯：曹麗麗

李雷(1963—)，男，山東萊蕪人，高級工程師，主要從事礦產資源勘查、地質環境管理工作；E-mail：272564578@qq.com。