重慶市大足某鍶礦地質環境保護和生態修復

崔鳳霞

（河南省有色金屬地質礦產局第五地質大隊，河南 鄭州 450016）

開展礦山地質環境調查，是評估礦山地質環境影響程度，設計礦山恢復治理和土地復墾的基礎工作[1]，針對礦區存在的地質環境問題，本文進行了預測評估，并提出了礦山地質環境保護和生態修復措施，可避免和減少礦區地質災害的發生，為礦業經濟和社會經濟的可持續發展服務。

1 礦山概況及地質環境條件

1.1 礦山概況

礦區位于大足區境內，礦區面積0.1444km2，開采標高：+445m～+320m，開采礦層為三疊系下統嘉陵江組二段一亞段下部1 號鍶礦體，礦山采用地下開采方式，礦井開拓方案采用平硐加暗斜井。礦山年產鍶礦石3 萬噸/年，屬小型礦山。礦山的工程分布主要包括地面工業廣場、主井口、風井口、礦山公路、廢渣場、生活區等基礎設施[2]。

1.2 礦山地質環境條件

1.2.1 自然地理

礦區地形東南高北西低，為溶蝕槽谷型地貌。礦區屬亞熱帶季風氣候，礦區范圍內植被類型以次生林業植被為主，其次為農田植被。項目區土壤以黃棕壤為主。

1.2.2 地層巖性和地質構造

礦區地層以三疊系下統嘉陵江組為主，其次為中統雷口坡組、上統須家河組，在槽谷的低處有第四系分布。礦區賦礦層位為嘉陵江組二段。礦區位于華鎣山帚狀穹褶束之西山背斜北東段東翼，地層呈單斜產出，礦區未見斷層及次級褶皺，地質構造簡單。

1.2.3 水文地質條件

礦區屬華鎣山穹褶束山地間隔盆地裂隙巖溶水副區，賦存碳酸鹽巖裂隙溶洞水，礦區侵蝕基準面標高＋387m，礦區地下水位標高394.0m～462.94m。

2 礦山地質環境現狀影響程度評估

評估區屬重要區，小型礦山，地質環境條件中等復雜，礦山地質環境保護與恢復治理精度定級為一級[3]。礦山處于地質災害低易發區，根據野外調查，現狀條件下，礦區范圍內及周邊未發現滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、巖溶塌陷、地裂縫等不良地質現象，地表現狀總體基本穩定，評估區內礦山發生地質災害的可能性中等，損失小，危險性小，礦山開采對嘉陵江組二段含水層破壞較嚴重，對其它含水層影響較輕，礦山排水鍶元素輕微超標，對地形地貌景觀影響嚴重，對地表建（構）筑物影響較輕，相鄰礦山之間互相影響較嚴重，對地質環境影響程度嚴重。

3 礦山地質環境預測影響程度評估

3.1 采礦活動引發地質災害預測評估

采空區：隨著采空區范圍持續增大，預測發生地表變形開裂等地質災害的可能性大。渣石場：預測開采末期渣石量總計2398m3，由于渣石是自然堆積，預測在暴雨等不利工礦條件下失穩可能性大。礦石堆放場：預測礦山品位低于40%的鍶礦石最終方量71182m3，預測最終將在老采石場1區北側靠近出口處形成最高約3m 的礦石邊坡，預測在暴雨等不利工礦條件下失穩可能性大。爆破振動影響：礦區采深120m～315m，放炮對地表影響較輕，但由于礦層處于嘉陵江組二段，放炮對嘉陵江組二段含水層影響嚴重。

3.2 采礦活動引發地表變形預測評估

根據概率積分法預測模式對地表變形進行計算和分析。礦山服務年限為18.1 年，劃分為四個階段，第一階段、第二階段、第三階段分別為5 年，第四階段3.1 年，分階段預測。地表移動與變形的預測結果見表1。

表1 地表下沉、移動與變形預測結果

表2 礦山生態修復措施

井下開采引起地表發生移動變形，到最終形成穩定的地表沉陷區域，這一過程是漸進而相對緩慢的，地表的移動是在工作面推進一定距離后才發生的。根據計算，地表沉陷區地表移動的延續時間約1 年半，因此井下開采完后1 年半內應該納入到企業的監測、復墾服務年限內。據類似地下開采礦區實際開采情況，水平變形值為6mm/m 時，地表可能會出現大而深的裂縫。本礦區最大水平變形值為5mm/m，因此鍶礦開采后，礦區內可能會出現大而深的地表裂縫，預測采礦活動對地表影響較強烈，礦山開采導致的地表變形引發采空塌陷的可能性大，對地表建（構）筑物破壞嚴重。

3.3 采礦活動引發含水層破壞預測評估

礦區冒落帶高度（Hm）為34.20m，導水裂隙帶高度（Hli）為63.74m。礦層頂部無隔水層，冒落帶及導水裂隙帶直達嘉陵江組二段碳酸鹽巖溶含水層，預測礦山開采對嘉陵江組二段及嘉陵江組三段下部含水層影響嚴重，對嘉陵江組一段、三段中上部、四段及雷口坡組含水層影響較嚴重，對須家河組二段含水層影響較輕。該區域相鄰礦山密集，含水層地下水疏降是幾個礦山共同作用的結果。礦山排水中鍶含量11.54mg/L，屬輕微超標，預測礦山如果不經處理直接排放，對水環境會造成一定污染。綜上所述，預測條件下，礦山采礦活動影響較強烈，誘發地面塌陷、地裂縫地質災害的可能性大，礦山地質環境影響嚴重；礦山開采對嘉陵江組二段及嘉陵江組三段下部含水層影響嚴重；對地形地貌景觀破壞影響嚴重；對地表建（構）筑物的影響較大；相鄰礦山之間互相影響較嚴重；預測礦山采礦活動對礦山地質環境影響嚴重。

4 礦山地質環境保護和生態修復措施

4.1 地質環境保護措施

嚴格按開采設計開采，留足房柱，嚴禁開采房柱，并采用料石砌碹支護；編制應急預案；采取監測措施，對開采可能出現的沉陷區采取監測、示警措施，消除安全隱患；修建污水處理池，對礦井水、生產生活污水經過凈化處理后再排放，加強水環境質量監測；在礦區渣石場四周修建截排水溝，并修建擋渣墻，監測渣石場穩定性；設立水文監測點，監測泉井水流量、水質變化情況；加強礦井涌水量的實時監測，并編制應急預案，對勘探鉆孔進行全孔封閉處理，防止地表水、地下水經鉆孔疏漏；對因礦山開采所產生的地質災害及環境問題，進行邊生產、邊恢復治理，使整個礦區生態環境得到明顯改善和治理；閉坑期對礦區工業廣場建構筑物進行拆除，并對工業廣場進行復綠；礦山開采過程中加強對礦區地表變形及巡視監測；礦山開采應嚴格控制每次放炮藥量，并布置放炮警戒等。

4.2 生態修復措施

根據復墾適宜性評價結果，結合土地利用總體規劃、生態環境保護規劃，從礦區的實際出發，通過對自然因素、社會經濟因素、政策因素和公眾資源的分析，確定礦山生態修復的方向和措施。

5 結論

本文在查清礦區的地質環境問題基礎上，提出了該礦山的地質環境保護和生態修復措施，項目建設可以大幅度增強項目區的抗災能力，項目區礦山地質災害危險性中等，地質災害防治難度小，按此方案實施后，基本可達到地質環境保護與生態修復的預期目標。通過生態修復措施可使項目區原來的水域和未利用地成為旱澇保收的穩產高產田，光、熱、水資源利用率得到提高，相關的農田基礎設施將滿足現代化農業的要求，預計可以達到較好的經濟、生態、社會效益。