淺談飾面石材礦地質(zhì)環(huán)境問題與防治工程部署

劉丹

摘 要：飾面石材礦的露天開采造成礦山的地質(zhì)環(huán)境破壞，其主要表現(xiàn)為崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。本文選取一個(gè)地方案例，通過(guò)對(duì)其地質(zhì)環(huán)境問題的分析，探討其防治工程的部署。

關(guān)鍵詞：飾面石材礦；崩塌；滑坡；泥石流；地質(zhì)環(huán)境防治工程

1 礦區(qū)概況

本文所述飾面石材礦位于魯山縣梁洼鎮(zhèn)西南約4km處的雙頭灣，

屬梁洼鎮(zhèn)郎店村管轄。礦區(qū)南距魯山縣城約11km，北距平頂山市石龍區(qū)約7.8km，東距寶豐縣約17km。

1）自然地理。礦區(qū)屬大陸性半干旱氣候，歷年平均降水量為827.8mm，年平均蒸發(fā)量1220.88mm，年相對(duì)濕度76%。溫差較大。年均日照時(shí)間2068.8h，年均無(wú)霜期211.4h。降雪集中在每年12月至次年一月，最大積雪28cm.凍土厚22cm以上，凍土期為當(dāng)年11月至次年3月。

2）水文。礦區(qū)水系屬淮河流域，沙河水系，地表沒有大的地表水體，只有一條石板河自北向南經(jīng)縣城流入沙河。

3）地形地貌。礦區(qū)地處侵蝕剝蝕丘陵地貌區(qū)，地面標(biāo)高 +249m—+160m，相對(duì)高差89m，地勢(shì)低緩，北高南低。

4）地層。根據(jù)礦山普查報(bào)告所述，礦區(qū)位于華北地臺(tái)南緣，屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)澠池—確山小區(qū)。區(qū)域內(nèi)出露地層主要有太華巖群耐莊巖組（Ar2n），汝陽(yáng)群云夢(mèng)山組（Pt2y），寒武系下統(tǒng)辛集組（∈1x）、中統(tǒng)饅頭組（∈2 m）、張夏組（∈2 zh），上石炭統(tǒng)太原組（C2t）、本溪組（C2b），二疊系山西組（P1s）、下石盒子組（P2x），白堊系大營(yíng)組（K1d），新近系洛陽(yáng)組（N1l），第四系更新統(tǒng)（Q2）及全新統(tǒng)（Q4）。礦區(qū)內(nèi)出露地層由老至新：石盒子組（P1s）中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖夾頁(yè)巖、粉砂巖、煤層、炭質(zhì)頁(yè)巖、粘土礦層。

5）地質(zhì)構(gòu)造。礦區(qū)位于華北地臺(tái)南緣，三門峽-魯山斷裂東北側(cè)。韓梁不對(duì)稱弧型向斜西南翼。區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，表現(xiàn)形式主要為斷裂破碎帶（PO）和節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)（帶），它們的分布方向主要為北西向。礦區(qū)內(nèi)破碎帶在勘查區(qū)范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)有四條，其中PO1、PO2分布于Ⅰ號(hào)礦體內(nèi)，PO3、PO4分布于Ⅱ號(hào)礦體內(nèi)。

6）水文地質(zhì)。本區(qū)屬秦嶺東段侵蝕構(gòu)造中山裂隙水水文地質(zhì)區(qū)。以碳酸鹽巖類夾碎屑巖類含水巖組為主。礦體位于侵蝕基準(zhǔn)面以上，礦區(qū)未有大的地表水體，降水自然排泄條件良好，礦區(qū)構(gòu)造裂隙不發(fā)育，為水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單礦床。

7）工程地質(zhì)。礦區(qū)斷裂構(gòu)造不太發(fā)育，礦體、圍巖為同一巖體，巖石新鮮堅(jiān)固，抗壓強(qiáng)度較高（110-326.8Mpa）覆蓋層零星分布而且厚度?。?.0-3.5m），地形邊坡平緩相對(duì)高差最大84m，開采斷面標(biāo)高小于40m，較穩(wěn)定，該礦床為工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單礦床。

8）礦體地質(zhì)特征。礦體賦存于白堊系大營(yíng)組地層中，白堊系大營(yíng)組（K1d）主要巖性為紫色泥質(zhì)粉砂巖、深灰色安山巖、安山玄武巖、含礫砂巖等。礦石為安山玄武巖。礦區(qū)Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體形態(tài)、大小近似呈不規(guī)則的圓形，與圍巖安山巖的界線基本清晰，為同源但不同的火山噴發(fā)期次形成的。綜上所述，地質(zhì)構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類型。

2 開采前礦山地質(zhì)環(huán)境問題評(píng)述

本文所述飾面石材礦，為新建露天開采礦山。前期礦區(qū)有民采現(xiàn)象，在Ⅰ號(hào)礦體附近遺留有民采坑兩個(gè)，呈不規(guī)則圓形，邊坡高陡，落差2-4m。至開采時(shí)，還未出現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

開采之前的民采行為對(duì)礦體和表土進(jìn)行了剝離，在地表形成落差較大的采坑，對(duì)地形地貌景觀破壞較嚴(yán)重；Ⅰ號(hào)采區(qū)內(nèi)堆放的廢渣對(duì)原生地貌景觀影響和破壞程度大，地形地貌景觀破壞程度為嚴(yán)重；工業(yè)廣場(chǎng)、炸藥庫(kù)因?yàn)樾藿ㄓ泄I(yè)場(chǎng)房，對(duì)原生地貌景觀影響和破壞程度大，對(duì)地形地貌景觀破壞程度為較嚴(yán)重；Ⅰ號(hào)采區(qū)、Ⅱ號(hào)采區(qū)、臨時(shí)排土場(chǎng)、其它區(qū)基本保持了當(dāng)?shù)氐脑芯坝^，對(duì)地形地貌的破壞較輕。

3 開采過(guò)程中礦山地質(zhì)環(huán)境問題評(píng)述

由于礦體厚度30～40m，I號(hào)和II號(hào)采坑采用臺(tái)階方式進(jìn)行，每級(jí)臺(tái)階7-8m。由此在采坑邊緣形成了較大落差的邊坡。開采過(guò)程中，采場(chǎng)臺(tái)階邊坡破碎巖體在自身重力、自然作用（如強(qiáng)降雨等）及人為因素（采礦機(jī)械破碎巖體時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)）作用下，可能引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。這些地質(zhì)災(zāi)害會(huì)威脅采礦人員、機(jī)械的安全。故采礦工程建設(shè)有遭受崩塌、滑坡的危險(xiǎn)性，其危險(xiǎn)性為中等。根據(jù)《開發(fā)利用方案》，剝離的廢渣廢石前期主要用于礦山道路的建設(shè)， 后期將回填至I號(hào)采坑，也就在一定程度上避免了泥石流物源的堆積，因此引發(fā)泥石流的可能小，危險(xiǎn)性小。根據(jù)《開發(fā)利用方案》工業(yè)廣場(chǎng)和炸藥庫(kù)區(qū)域內(nèi)未有開采計(jì)劃，僅用來(lái)作為礦山辦公和存放炸藥使用，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，危險(xiǎn)性小。其他區(qū)域未有開采計(jì)劃，處于原生狀態(tài)，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性小，危險(xiǎn)性小。

4 礦山主要防治工程部署

4.1 采區(qū)防治工程部署

4.1.1采區(qū)平整工程

設(shè)計(jì)首先以開采過(guò)程中形成的廢石、廢渣對(duì)采坑底部進(jìn)行鋪填。廢渣鋪填采取邊開采邊鋪填的方式，廢渣費(fèi)用不計(jì)入本次恢復(fù)治理費(fèi)用；對(duì)開采完畢的采坑通過(guò)覆土、修建截排水渠、綠化、耕地改造等措施進(jìn)行恢復(fù)治理，提高土地利用率，基本恢復(fù)當(dāng)?shù)鼐坝^。

4.1.2開采平臺(tái)治理工程

礦區(qū)開采完畢形成的多個(gè)臺(tái)階，各級(jí)臺(tái)階靠近邊坡處面積較大，影響了當(dāng)?shù)卦械木坝^，設(shè)計(jì)對(duì)各級(jí)臺(tái)階進(jìn)行綠化，恢復(fù)采區(qū)的景觀，美化采區(qū)環(huán)境。

4.1.3截排水渠工程

由于開采陡坎較多，坡面角度一般在50～70°之間，為防止雨水沖刷開采平臺(tái)及防止平臺(tái)上的覆土流失，在坡腳處修建排水渠，設(shè)計(jì)采坑底部修建一條排水渠，從采坑西南部礦山道路處和南部低洼處分別修建2個(gè)排出口，遇到降水采坑積水時(shí)，可通過(guò)排水渠道將采坑底部積水排入礦區(qū)西部低洼處的季節(jié)性小溪中，其他各級(jí)臺(tái)階上修建排水渠道，將平臺(tái)積水及時(shí)導(dǎo)入底部排水渠中。

4.2 臨時(shí)排土場(chǎng)防治工程部署

設(shè)立警示標(biāo)志，待Ⅱ號(hào)采坑開采結(jié)束，將臨時(shí)排土場(chǎng)上堆放的固體廢棄物回填至Ⅱ號(hào)采坑，廢渣回填費(fèi)用不計(jì)入本次恢復(fù)治理費(fèi)用；對(duì)解除占用的排土場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行植樹綠化。

4.3 工業(yè)場(chǎng)地及炸藥庫(kù)防治工程部署

礦山閉坑后對(duì)工業(yè)廣場(chǎng)、炸藥庫(kù)進(jìn)行拆除，拆除后的建筑垃圾外運(yùn)，然后進(jìn)行植樹綠化，恢復(fù)當(dāng)?shù)氐牡孛簿坝^。

4.4 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工程部署

在開采區(qū)內(nèi)設(shè)立崩塌、滑坡、地形地貌監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)有發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的跡象立刻進(jìn)行預(yù)警。

5 結(jié)論

通過(guò)該方案的實(shí)施，礦山露天開采所引發(fā)的崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害及地形地貌景觀破壞將得到有效的治理，占用和破壞的土地資源將得到恢復(fù)，其環(huán)境效益顯著，社會(huì)效益良好。