建筑用花崗巖礦山地質環境保護與恢復治理方案探討

■　黃義佳

（廣東省有色金屬地質局九三二隊廣東韶關512000）

建筑用花崗巖礦山地質環境保護與恢復治理方案探討

■黃義佳

（廣東省有色金屬地質局九三二隊廣東韶關512000）

分析廣東地區建筑用花崗巖礦區地質環境背景，分析其地質環境破壞特征，提出地質環境保護與恢復治理措施。以位于韶關市新豐縣豐城鎮順發礦區建筑用花崗巖礦地質環境保護與恢復治理為例介紹花崗巖礦山的地質環境保護與恢復治理技術。

廣東地區花崗巖礦山地質災害地質環境環境保護恢復治理

1　引言

花崗巖礦不僅是建筑用裝修裝飾材料的原材料，也是鋪路及建筑石料的礫料，建筑用的花崗巖礦的開采對廣東地區市政工程建設和民用建筑建設具有重大價值。隨著廣東地區大量市政工程建設和民用建筑建設項目的啟動，客觀上刺激了花崗巖礦的大范圍開采，由此導致了礦山地質環境遭受破壞，極大程度地制約了當前花崗巖礦山有序健康科學的開采，一方面一旦引發礦山地質災害將威脅礦山建設與開采工作人員的生命財產安全，另一方面礦山環境的恢復治理工作不到位將嚴重破壞原有的含水層、地形地貌景觀以及土地資源等[1～2]。因此分析花崗巖礦山地質災害發育特征并提出地質環境保護與恢復治理措施等對推進當前礦山建設與可持續開采有著重要的現實意義。

下面以位于廣東省韶關市新豐縣豐城鎮的順發礦區建筑用花崗巖礦地質環境保護與恢復治理方案[3]為例分析花崗巖礦山地質環境破壞特征并提出地質環境保護與恢復治理措施。

2　礦山概況與地質環境背景

廣東省新豐縣豐城鎮順發礦區建筑用花崗巖礦位于新豐縣城160°方位平距7.7km處，隸屬新豐縣豐城街道辦管轄。礦區有簡易公路約300m與省道244線相通，且與106國道相接，交通較便利。現礦山有1個采礦工作面，工作面由北往南推進，位于礦區范圍內的采空區面積約6600m2，最低開采標高425.75m，采坑現有2個臺階，臺階高度10～20m、寬度20～30m。采區采用自流排水的山坡型露天開采方式。

礦區屬丘陵侵蝕構造地貌，總體地勢南高北低，礦區內最高點為中部+498.44m，最低點為北部+425.75m。礦區內出露巖漿巖為燕山三期中細粒黑云母花崗巖（γ52（3）），大面積分布于區內，屬佛岡巖體見圖1。中細粒黑云母花崗巖呈淺紅色、灰白色，花崗結構，致密塊狀構造。巖石主要礦物有鉀長石（55%）、石英（20～25%）、黑云母（3～5%）及少量角閃石，副礦物有鋯石、磷灰石、磁鐵礦等。花崗巖中裂隙不發育，一組節理稍發育，走向北東，傾角陡立，節理面絹云母較常見，節理面延續小于2m，未見有蝕變。

該礦床采用露天開采方式，開采標高+490m～+420m，礦體位于當地侵蝕基準面（+250m）以上，淺部巖體節理裂隙較發育，基巖裂隙水成為礦床充水的主要水源，該礦床水文地質類型屬以裂隙含水層充水為主的礦床。礦床主要含水層為燕山三期中細粒黑云母花崗巖，淺部因風化而出現裂隙及節理裂隙，僅局部潮濕，透水性一般，為基巖裂隙水，富水性弱。南部露采區地下水通過大氣降水補給含水層后，由高向低徑流，以泉、地下泄流及地表截排水溝向外排泄。

3　礦區地質環境破壞特征

礦山開采過程中及采礦結束后主要可能發生的地質災害有露天采場邊坡崩塌和泥石流。礦山活動對含水層、地形地貌景觀以及土地資源造成破壞。

3.1露天采場邊坡崩塌

礦區露天采場邊坡是礦山露天采礦剝離表土層而形成的采礦邊坡，設計開采階段高度每級15m，開采時臺階坡面角70°。邊坡破壞主要為受不利結構面組合控制的局部傾倒或楔形失穩破壞，其次由于采石開挖卸荷，在坡面淺層2～4m的坡體范圍內產生松動圈，邊坡高強巖體具有微量的水平位移，結構面強度有所降低，也有可能產生楔形失穩或墜落破壞；另外在邊坡坡頂產生拉應力區，發育卸荷裂隙，其影響深度和寬度大致為邊坡高度的0.2倍，約4～12m范圍內，坡體巖體也存在傾倒失穩破壞的可能。因此開采工作面形成的高陡邊坡容易發生邊坡失穩而產生崩塌。

3.2泥石流

礦區屬丘陵地貌，流域上游位置多處地勢較陡，地形切割較強烈，山坡自然坡度10～30°，沿山脊兩側發育小沖溝，具有“V”或“U”字形地貌特征。區緩慢上升為主，地震基本烈度為Ⅵ度，區域內斷裂構造不發育。隨著礦山的開采，排土場內的剝土將會逐年增加，礦山終采時預計排土達3.73×104m3。因此給引發區內泥石流創造了物質條件。流域上游的形狀便于水流的匯集，上游匯水面積約0.58平方千米，相對高差大于100m。本區屬亞熱帶氣候區，高溫多雨。新豐縣年均降雨量1923mm，該區降雨主要集中在4～8月份，八、九月多臺風，狂風暴雨，來勢極猛。按最大日降雨量372mm計算，匯水量為6640.20m3/d，通過排土場邊的流量0.28m3/s，屬低頻泥石流，具有引發泥石流的水動力條件。泥石流主要發生在本區的排土場，主要危害對象是道路和農田。

3.3含水層影響

在現有采礦區段含水層結構、地下水位沒有明顯改變，地表水和區域地下水的水質沒有變化。在今后礦山建設中，礦山不設選場，沒有尾礦產生，礦區圍巖和礦石的化學性質較穩定，礦區開采的礦石放射性水平低，沒有毒害成分，不存在污染源，不會造成水質污染；露天開采最低開采臺階高于當地最低侵蝕基準面，礦山開采建設活動對含水層水位沒有影響，也未造成礦區及周圍地表水體漏失。但在遇降暴雨時，采場、人工邊坡和排土場因暴雨沖刷形成的渾濁污水將對地表水體造成一定的污染。

3.4地形地貌景觀影響

該礦山是已生產多年的礦山，經過長期的露天開采，對礦區的原始地形地貌破壞較大，采礦活動破壞、占用土地面積6.36hm2。礦山以往的開采已對礦區的地形地貌景觀造成了較嚴重破壞。根據開發利用方案設計，礦山開采方式仍為露天開采。礦山已建有破碎站、堆礦場。隨著建設生產活動引起的地面開挖和排土場的建設，必將改變原有的地形地貌條景觀，對地表的植物和草地造成破壞。隨著礦山開采活動進行將加劇對礦區地形地貌景觀破壞。

3.5土地資源影響

礦區現有土地資源共挖損和占用林地6.36hm2，根據該礦區礦山開采利用方案，礦山建設生產對土地的破壞將在原有破壞的基礎上增加；主要是露采區南部新采場面積和排土場建設面積的增加。未來礦山開采建設將新增加破壞林地或草地2.50hm2，導致破壞林地或草地總面積達到8.86 hm2。礦區采礦活動對土地資源的影響嚴重。

4　礦山地質環境恢復治理措施

4.1對崩塌地質災害的治理措施

（1）在存在崩塌隱患的區域采礦，要消除隱患或采取避讓措施。

（2）加強礦山管理，露天礦山開采應根據巖土層結構、構造條件，選擇合理的坡角范圍，必要時應采取加固措施或修筑攔擋、排水工程[4]。

（3）在險要地段建設攔擋滾石和飛石的設施，并設置相關警示設施。

4.1對泥石流地質災害的治理措施

（1）合理堆放廢渣廢土，并做好護坡，消除或固化泥石流物源。

（2）修筑攔擋工程、疏浚礦區排水系統，消除誘發泥石流的水源條件，從而在源頭上抑制泥石流的發生。

（3）對礦山泥石流的治理應從近期及遠期考慮，近期以預防為主，防治結合，采取有效的工程防御措施，防治泥石流的發生；遠期以保護生態環境，防治水土流失為主，結合生物措施，繼續植樹種草，提高植被質量，溝坡兼治，防治泥石流[5]。

4.2對含水層破壞的保護措施

（1）采場積水是影響礦區周圍地下水質惡化的主要因素，對外排的積水進行水質處理措施，以保護地下水與地表水不受污染。

（2）礦山應根據礦區原來地形地物條件選擇合理地段建造污水池，專門處理外排的積水。礦山必須加強管理，確保這些污水沉淀池的正常運轉，確保外排的污水經過處理，并達到排放標準的要求。

4.3對地形地貌景觀破壞的保護措施

（1）在礦山開采之前對采場進行耕地表土層剝離就近設立臨時的廢石土堆放場貯存表土。在土地復墾時將表土覆蓋在復墾平整后的地表達到耕地的基本要求以恢復植被。

（2）在礦山開采過程中，盡量減少地貌景觀的破壞，對地貌景觀的保護采取邊開采邊恢復，開采與恢復進度合理銜接，使地貌景觀破壞面積與恢復治理面積之差始終保持在最小面積范圍內，使破壞面積與恢復治理面積達到動態平衡。

4.4對土地資源破壞的保護措施

（1）盡量減少礦山開采活動對土地資源的占用破壞。

（2）充分利用已有的土地資源，做到布局合理、緊湊，不浪費土地資源。

（3）盡量少用臨時堆放措施，礦山采購的物資材料，要根據進度安排合理進貨數量，合理安排堆放場地；同時，對采出的礦石的分堆分存處理，要合理安排場地，能盡快處理的要及時處理。

（4）合理安排礦山公路的修筑，盡量減少臨時道路的修建，能不修臨時道路的要盡量避免修建。

（5）礦山采礦結束后拆除礦山工業設施區及生活區對場地清理平整并復綠，而對礦山道路廢石堆場等挖損與占用土地資源問題確定對其進行復綠。

5　結語

（1）簡要說明了廣東省韶關市新豐縣豐城鎮的順發礦區建筑用花崗巖礦山的基本概況和地質環境特征。

（2）礦山地質環境保護與恢復治理措施要針對礦山地質環境的特征和破壞情況，結合實際情況采取切實有效的治理方案，做到經濟合理，技術可行，與周邊環境協調。

（3）當前礦山地質環境問題嚴重影響了礦山生產建設，約著社會經濟的發展，地質環境保護與恢復治理措施等對推進當前礦山建設與可持續開采有著重要的現實意義。

[1]劉會平，潘安定，廣東省的地質災害與防治對策 [J].自然災害學報，2004，13 (2):102-103.

[2]張建國、魏平新，廣東省主要地質災害發育特點與防治對策，廣東省地質環境監測總站，中國地質災害與防治學報.

[3]黃義佳等，廣東省新豐縣梅坑鎮利坑礦區建筑用花崗巖礦礦山地質環境保護與恢復治理方案 [R]，廣東省有色金屬地質局九三二隊，2014.

[4]韶關市國土資源局，韶關市地質災害防治規劃 [R]，廣東韶關：韶關市國地資源局，2005.

[5]劉麗，陳洪凱，礦山泥石流災害成因與防治對策，重慶交通大學學報，2009,28 (5).

P文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-50-2

黃義佳（1988～），男，水文地質與工程地質專業，研究方向為水工環技術。