西藏地區石灰石礦山地質環境治理與恢復方案編制要點分析

李艷兵，丁素玲（中材地質工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

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西藏地區石灰石礦山地質環境治理與恢復方案編制要點分析

李艷兵，丁素玲
（中材地質工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

【摘 要】礦產資源的開發利用不可避免地要對生態環境造成破壞，長期以來，由于礦產資源的不合理開發利用，產生了各種礦山地質環境問題。本文以西藏自治區堆龍德慶縣石塊地石灰巖礦為例，從礦山地質環境背景調查、影響評估、保護與治理恢復工程布置等方面，對《礦山地質環境治理與恢復方案》的編制要點進行分析，為礦山環境整治、制定礦山地質環境保護規劃提供參考。

【關鍵詞】石灰石礦山；地質環境；治理與恢復

國土資源部于2011年發布DZ/T0223-2011《礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范》(以下簡稱《規范》)，該《規范》規定了礦山地質環境保護與恢復治理方案的內容、結構和調查方法。本文以西藏自治區堆龍德慶縣石塊地石灰巖礦為例，從礦山地質環境背景調查、影響評估、保護與治理恢復工程布置等方面，對《礦山地質環境治理與恢復方案》(以下簡稱《方案》)的編制要點進行分析，為礦山環境整治及制定礦山地質環境保護規劃提供參考。

1　礦山地質環境背景調查

礦山地質環境調查的范圍應包括采礦登記范圍和采礦活動可能影響到的范圍。礦山地質環境調查以收集資料和現場調查為主，調查內容主要包括礦山概況、礦山自然地理、礦山地質環境條件，采礦活動引發的地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡等地質災害及其隱患，采礦活動對地形地貌景觀、地質遺跡、人文景觀等的影響和破壞情況，采礦活動對礦區含水層及土地資源的破壞和已采取的防治措施。《規范》要求礦山地質環境調查精度不小于1∶10 000，有重大影響的礦山地質環境問題，調查比例尺不得小于1∶1 000。

1.1 礦山概況

該石灰石礦山位于西藏自治區堆龍德慶縣城北西332°方向，直距羊達鄉境內11.2km，探礦權范圍由4個拐點組成，面積3.33km2。石塊地礦區水泥用石灰巖礦資源量(332)+(333)為6 028.1萬t，控制的內蘊經濟資源量(332)為3 444.1萬t，推斷的內蘊經濟資源量(333)為2 584.0萬t，總剝采比0.11∶1。礦體賦存于上侏羅統多底溝組(J3d)地層中，其產狀與地層產狀一致，呈層狀單斜產出，屬于厚層、沉積型礦床。礦體(層)走向長度1 000m，寬度241～435m，平均厚167m。根據礦山地形地質條件，選用自上而下、水平分層的露天開采方式。開采過程中遵循“采剝并舉、剝離先行”的露天礦山開采原則，不能欠剝離和掏采礦石。礦山設計服務年限40年。

1.2 礦山自然地理條件

礦山位于念青唐古拉山脈西段，山脈走向由西向東漸轉南東展布，礦區范圍內海拔高程為4 160～4 840m，相對高差680m。礦區范圍地形除河谷較緩外，其余地勢較陡，地形切割較大，一般坡度24～47°，最大坡度可達60°。最低開采標高4 230m。礦區中、東南部高，北側低，礦區巖石基本裸露，溝谷發育，總體地勢呈東南高西北低。

本區屬高原溫帶半干旱季風候區。年最大降雨量742mm，年最小降雨量138mm，年平均降雨量440mm；年平均氣溫8.0℃。石灰石礦山占地由附屬區與采區組成。附屬區包括礦山運輸道路、皮帶輸送廊道區；采區包括工業場地區和采場等。占地類型均為天然牧草地，占地面積為0.82km2。

1.3 礦山地質環境條件

1.3.1 地層巖性

礦區出露地層為上侏羅統多底溝組(J3d)灰巖，侏羅—白堊系林布宗組(J3-K1)頁巖、粉砂巖，早第三紀古新世(E1Z)黑云母花崗巖和第四系全新統殘坡積層。

1.3.2 地質構造

礦區位于雅魯藏布北東向構造的墨竹工卡構造帶中段，主要為一單斜構造，其中發育少數寬緩褶皺。

1.3.3 水文地質

區內地下水按含水巖組和水力性質將其劃分為第四系松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖類巖溶水三大類型。其中第四系松散巖類孔隙水單井涌水量<1 000m3/d，分布于山前地帶和溝口洪積扇地段，一般呈扇形展布，評估區內分布面積約2.2km2。基巖裂隙水分布于評估區周邊低山地區，含水層由中上侏羅統多底溝群(J2-3d)的砂板巖組成，主要為風化裂隙水。碳酸鹽巖類巖溶水主要分布于評估區內的高低山地帶，含水層為中上侏羅統多底溝群的中厚層狀細粒結晶灰巖，含水層富水性較好。

1.3.4 礦山及周邊人類工程活動情況

評估區內主要人類活動為少量人工采石，因此影響地質環境的人類工程活動強度較輕微。

2　礦山地質環境影響評估

礦山地質環境影響評估包括現狀評估和預測評估。現狀評估應在資料收集及礦山地質環境調查的基礎上，對評估區地質環境影響做出評估；預測評估應在現狀評估的基礎上，根據礦產資源開發利用方案和采礦地質環境條件，分析預測采礦活動可能引發的地質環境問題及其危害，評估礦山建設和生產可能造成的礦山地質環境影響。

根據《規范》要求，本項目礦山地質環境影響評估范圍為以爆破安全線為界，包括工業場地、破碎站、機修車間以及礦山道路，總面積為0.46km2的區域，評估級別為二級。

2.1 現狀評估

2.1.1 地質災害危險性評估

泥石流：評估區現狀發育泥石流5處，主要分布于礦區及周圍山坡較陡處，均為暴雨引發的坡面型泥石流，易發程度高，歷史上未造成重大人員傷亡和經濟損失。評估區內泥石流災害危險性現狀評估結果為“中”。

崩塌：評估區現狀發育崩塌災害1處，為巖體懸空巖塊拉斷、切斷塌落而形成的墜落式小型崩塌，崩塌為掩體不利結構面較發育。此崩塌歷史上未造成人員傷亡和經濟損失，在采礦前將被剝離，不會對采礦活動造成影響。崩塌現狀評估危險性小，發生的可能性較大。

綜上所述：礦山地質災害規模小，發生的可能性較大，影響到少量游牧人員，造成或可能造成直接經濟損失小于100萬元，受威脅人數小于10人。因此，礦山地質災害較嚴重。

2.1.2 含水層影響和破壞現狀評估

該石灰石礦山為新建礦山，礦業開采活動尚未開始，現狀條件下礦山開發未對地下含水層結構造成破壞，礦區及周圍主要含水層水位下降幅度小，礦區及周圍地表水體未漏失，未影響到礦區及周圍生產生活用水。采礦活動對含水層影響較輕。

2.1.3 地形地貌景觀影響和破壞現狀評估

礦區道路建設過程中產生的廢棄巖土直接堆置于路邊，使道路兩側的原生景觀受到影響。但礦區人煙稀少，無自然和人文景觀，不是風景旅游區，礦山開采前的工程活動僅對礦區道路兩側可視范圍內地形地貌景觀有輕微影響。現狀評估礦業活動對地形地貌景觀的影響程度分級為“較輕”。

2.1.4 土地資源影響和破壞現狀評估

礦山占地主要由附屬區與采區組成。附屬區包括礦山運輸道路區；采區包括工業場地和采場等。工程總占地面積0.15km2，因此，礦山建設將破壞天然草地面積約0.15km2，現狀評估礦業活動對土地資源的影響程度分級為“嚴重”。

2.1.5 礦山地質環境影響現狀評估分區

根據礦區存在的礦山地質環境問題和對礦山地質環境的影響程度，將評估區劃分為礦山地質環境影響嚴重區和較輕區(見表1)。

表1　礦山地質環境現狀評估分區

2.2 預測評估

根據《規范》要求，結合現狀調查、《礦山開發利用方案》，從采礦活動可能引發或加劇的地質災害、對地下含水層、地形地貌景觀以及土地資源的影響或破壞4個方面對地質環境問題進行預測。

2.2.1 地質災害危險性預測評估

根據現場調查、結合對《礦山開發利用方案》的綜合分析，石塊地石灰石礦開采可能引發的地質災害主要為露天采場邊坡失穩災害、采礦公路沿線的崩塌、滑坡、泥石流等。

(1) 露天采場。

開采后期在礦區北面、南面會形成邊坡，最終形成向北西開放的“撮箕形”采場。根據對各邊坡要素的分析可知：北側邊坡為反向邊坡，巖層層面對邊坡穩定性無影響，屬穩定型邊坡。南側、西側和東側邊坡均有幾組節理間相互切割巖體，邊坡高度較大，邊坡主要巖性為灰巖、花崗閃長斑巖，硬度雖高，但在開采過程中可能引起邊坡巖石的局部滑落和垮塌。

綜上所述：露天采場西側、南側和東側邊坡有局部滑落和垮塌的危險，主要危害對象為采礦人員及采場的安全，發生的可能性、危險性中等，預測地質災害危險性程度為較嚴重。

(2) 礦山道路。

根據礦區的地形、地質條件，結合礦區已建道路的地質環境情況，新建道路引發大規模地質災害的可能性小，僅在地形較陡、基巖裸露區和松散堆積物較厚的地帶有發生局部小型崩塌、滑坡的可能，危害性和危險性中等，預測地質災害危險性為“較嚴重”。

(3) 礦山工業場地。

礦山工業場地設有生活設施，供作業人員使用，主要有廁所、休息室、值班室和臨時醫療保健設施等，能夠保障作業人員的生產、生活和臨時保健的需要。根據《礦山開發利用方案》，礦山工業場地設置在礦山西北的河谷地區，該區地形平緩開闊，標高約為4 308m，主要巖層為河流沖積碎石層，地基穩定。

礦山工業場地位于山谷中地勢較平坦處，距離兩側山體約18～150m，一旦兩側山體發生滑坡或泥石流，將會對礦山工業場地造成一定影響，因此預測評估工業場地引發地質災害的可能性小，但可能遭受地質災害的危險性中等，發生的可能性較大，影響到礦山施工人員和工程施工，地質災害程度為“較嚴重”。

(4) 破碎站。

破碎站位于采場西側山腳地形平緩處，現狀地質災害危險性較小，但其東側山坡處堆積較多碎石，暴雨條件下可能發生滑坡和泥石流，威脅破碎站及工作人員安全，因此破碎站地質災害影響程度“較嚴重”。

2.2.2 對地下含水層影響預測評估

礦區海拔標高4 160～4 840m，相對高差680m，最低開采標高4 230m，遠高于評估區最低侵蝕基準面。礦區中、東南部高，北側低，礦區巖石基本裸露，溝谷發育，總體地勢呈東南高西北低，礦體露采條件好。地質構造及水文地質條件相對簡單，巖溶不發育。

綜上所述：礦體開采不會對礦區及周圍主要含水層水位造成大的影響，不會造成地表水大幅度漏失，對礦區周圍生活用水影響較輕。

2.2.3 對地形地貌景觀影響預測評估

礦山工業場地建設過程中對地形地貌的變化主要來源于場地平整所需的挖方，挖方量約0.096萬m3。所挖土石將集中臨時堆放于工業場地的空地內，并采取一定的攔擋、排導、遮蓋措施進行臨時堆放防護，不會對地形地貌景觀造成嚴重影響。

2.2.4 對土地資源影響和破壞預測評估

隨著礦山開采活動的全面展開，采礦工業場地的建設，礦區內礦業活動所壓占和破壞的土地資源將會逐步增加。

礦山采用露天開采的方式，運營期內采礦對土地資源的破壞主要是露天開采。采場終了面積約11 800m2，采場的挖掘將造成山體破損，植被破壞，將對天然牧草地地形地貌景觀造成大的影響。

礦山進入建設期后，采礦工業場地、礦部辦公區、生活區、炸藥庫、機修車間和破碎站等各項建筑及規劃場地將陸續建成。建設期及運營期內土地破壞主要表現為各站場建設工程占壓破壞土地資源，總面積為4 300m2(其中礦山工業場地占地面積約3 200m2，機修車間和材料庫占地面積約為100m2，破碎站占地面積約1 000m2)，主要占用土地類型為天然牧草地和荒地。各場站的建設均造成地表植被全部喪失，對地形地貌景觀造成一定的影響。

目前，礦山道路現已基本建成，因此運營期內不會新增破壞土地面積。預測擬建礦山工程礦山道路建設對土地資源的破壞程度較輕。

2.2.5 礦山地質環境影響預測評估分區

根據對擬建礦山地質災害、含水層、地形地貌景觀及土地資源的預測評估結果，將評估區劃分為礦山地質環境影響較嚴重區和較輕區(見表2)。

3　礦山地質環境保護與治理恢復工程布置

根據擬建礦山地質環境影響評估結果，存在的礦山地質環境問題主要是采區滑坡和坍塌、工業場地裸露邊坡、礦區道路不穩定邊坡、泥石流等地質災害，地形地貌景觀和土地資源遭受影響等。結合《礦山地質環境保護與治理恢復工程總體部署和年度實施計劃》，提出具體的治理與恢復工程布置。

3.1 滑坡、坍塌防治工程

3.1.1 露天采場崩塌、滑坡防治工程

露天采場南側、西側和東側邊坡在開采過程中可能引起邊坡巖石的局部滑落和垮塌。因此，根據礦區地形地貌和巖性特征等，對各不穩定邊坡采取鋼繩網柔性護坡工程。

采用錨固和支撐繩方式將鋼絲繩網和鋼絲網覆蓋在具有潛在地質災害的坡面上，從而實現坡面加固或限制落石運動范圍，減輕或消除崩塌等地質災害的危害。

本次護坡工程首先應采用直徑6mm的鋼繩網鋪面，然后將直徑10mm的鋼繩按間距2m構成受力繩固定在錨桿上形成主受力網；錨桿采用直徑22mm的螺紋鋼筋用M10的水泥砂漿固定在直徑42mm的鉆孔內，錨桿固定在邊坡巖石中，錨固深度2～3m。比較同類工程，該治理工程措施可有效的防止礦區基巖崩塌災害的發生，效果明顯，本次開采工程共計護坡面積約0.2km2。

3.1.2 礦區道路崩塌、滑坡防治工程

據現場調查，礦區現有探礦道路5km，礦區擬建道路350m，礦山道路部分地形較陡，在降水條件下地表水沿坡面、道路沿線漫流，形成的人工高邊坡可能引發崩塌和滑坡等地質災害。結合對《礦山開發利用方案》的分析，擬采取擋土墻和道路內側排水溝工程方式防止上述地質災害的發生。

(1) 擋土墻方案設計。

據現場調查，需設置擋土墻的地帶主要在已發生和預測的滑坡、崩塌等地帶，共需設置擋墻117m，方案設計如下：

采用仰斜式擋土墻、M7.5漿砌塊石結構，墻高2～3m、頂寬0.5m，外側坡比1∶0.45、內側坡比1∶0.25；基礎埋置深度0.5m，基礎與擋墻處側排水溝有機結合(見圖1)。

圖1　礦區道路內側擋墻及排水溝結構

(2) 道路內側排水溝方案設計。

在礦山道路改建中，需在地形坡度較陡的地段內側修筑一道排洪溝，匯集地表水流使之有序排放，地形較緩的地帶則開挖簡易排水溝排放地表水流。排洪溝設計方案如下：

設計過流量0.15m3/s、溝道縱坡降與道路縱坡降基本一致。在有擋土墻地段排洪溝與擋土墻有機結合(見圖2)；在沒有擋土墻地段，排洪溝采用厚漿0.3m的M7.5砌石結構、梯形斷面，底寬0.45m、兩側坡比1∶0.45、溝深0.4m，設計過流能力0.3m3/s，礦區需修排洪溝423m。

3.2 泥石流災害防治工程

在泥石流堆積扇前緣修筑一道攔渣

壩，防止泥石流固體物質對公路造成危害。墻體采用M7.5砌石結構，頂寬0.5m、高2m，基礎埋深0.5m，外側邊坡1∶0.25、內側邊坡1∶0.45，墻體內設計直徑50mm泄水孔。攔渣墻長度25m，建筑材料采用探礦采礦建筑時產生的棄碴。

3.3 礦山地質環境恢復治理工程

3.3.1 礦山道路地質環境恢復

采礦結束時需對礦山道路進行地質環境恢復，工作內容包括：硬化路面拆除、地形地貌恢復、草籽撒播等。設計恢復路面5.35km，工作量約17 000m2。

3.3.2 永久性工程的拆除與植被恢復

采礦結束時需對礦區內的采礦場、炸藥庫、維修車間、生活區等進行地質環境恢復，工作內容包括：永久性工程的拆除、地形地貌恢復、草籽撒播等。設計工作量恢復面積約5 000m2。

綜上，在工程施工前和施工結束后需進行地質環境恢復的面積共計約22 000m2。

圖2　礦區道路內側排水溝結構

4　結論

以西藏某石灰石礦山為例，說明了《方案》編制中應以礦山地質環境背景調查、礦山地質環境影響評估和礦山地質環境保護與治理恢復工程為要點，這樣才能使《方案》主次分明，重點突出，更好地為礦山環境整治、制定礦山地質環境保護規劃提供參考。

【參考文獻】

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[3]龐韶偉.巖土工程勘察質量的相關問題與對策[J].中華建設, 2011(12):126-127.

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[5]胡丹,胡志文,歐陽燕.淺談礦山地質環境治理與恢復[J].低碳世界,2013(3):53-54.

【其 他】

Analysis on Compilation Key Points of Geological Environment Restoration and Improvement Project of Limestone Mine in Tibet Areas

LI Yan-bing, DING Su-ling
(Zhongcai Geological Engineering Exploration Academy Co., Ltd., BeiJing 100102, China)

Abstract:The development and utilization of mineral resources will cause damage to the ecological environment inevitably. For a long time, due to the unreasonable development and utilization of mineral resources, it leads to a variety of mine geological environment problems. In this paper, by using the Shikuaidi limestone located at Duilongdeqing district Tibet as an example, some compilation key points on restoration and improvement project of geological environment has been analyzed in terms of background investigation, impact assessment and project arrangement of the mine geological environment, which in order to provide some references for mining geological environment control and geological environment protection planning.

Key words:limestone; geological environment; restoration and improvement

【收稿日期】2015-03-16

【文章編號】1007-9386(2015)03-0057-04

【文獻標識碼】A

【中圖分類號】X820.9；TD167