貴州遵義某礦山主要環境地質問題及治理方案研究

王克穎

（貴州省有色地質勘察局物化探總隊，貴州 都勻 558000）

1 礦山基本概況

礦區位于貴州省北部，礦區面積2.6266km2，礦山可采儲量為596.65萬噸，規劃生產能力為40萬噸/年，礦山服務年限為16.2年，開采礦種為鋁土礦、鎵；開采方式為地下開采；開采深度標高+1439m～+300m。

礦區屬強烈切割的中山山岳地貌，總體地勢北高南低最大相對高差900m,地形起伏大。礦區氣候屬中亞熱帶濕潤氣候，年最大降雨量1212.8mm，最小768.8mm，多年平均降雨量946.7mm。礦區為長江流域烏江水系，位于芙蓉江的一級支流三江與梅江地表分水嶺地帶。

地質概況。礦區出露地層有志留系中下統韓家店組，石炭系上統黃龍組，二疊系中統梁山組、棲霞組、茅口組、吳家坪組、上統長興組，三疊系下統夜郎組、茅草鋪組和中統松子坎組。礦區鋁土礦產于石炭系中統黃龍組（C2hn）碳酸鹽巖或志留系中下統韓家店組（S1-2hj）頁巖、泥巖、砂質頁巖及粉砂質泥巖侵蝕間斷面上的沉積型鋁土礦床。

礦區構造較為發育，其中褶皺為后槽向斜，該向斜軸走向北東；礦區發育一條貫穿礦區的F1斷層，走向近20°～30°，傾向110°～120°，傾角60°～75°，為平移斷層。

2 礦山主要地質環境問題分析

2.1 礦山地質災害現狀分析與預測

礦山開采至今，礦區內未發現崩塌（危巖）、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫及地面不均勻沉降等地質災害，現狀地質災害不發育，危害程度小。

但隨著礦山的進一步開采，可能會有地質災害發生，在礦山開采的影響范圍內采空區頂板塌落必將導致地表移動變形，引發山體崩塌、滑坡、地裂縫的可能性大，對礦山及生產人員等危害程度大；同時礦山開采加劇原有滑坡、崩塌及地裂縫的可能性大。隨著井下開采活動的進行，極易誘發地面塌陷、地裂縫，礦山井下開采導致礦內西部礦層埋深較淺的區域發生地面塌陷、地裂縫等地質災害可能性大，破壞面積約4.9995km2。

礦山建有廢石場和堆礦場，其中，廢石場位于場地西部的邊坡底，場地切方高度為0m～21m；填方高度0m～7m，廢石場施工過程中邊坡引發滑坡、崩塌、滑塌的可能性大；此外，廢石場位于斜坡地帶，廢石堆放不當，造成廢石滑坡的可能性大。堆礦場緊鄰廢石場，位于廢石場東側，場地切方高度為20m～40m，施工過程中引發滑坡、崩塌、滑塌的可能性大；同樣，堆礦場位于斜坡地帶，礦石堆放不當，造成礦石滑坡的可能性大。

2.2 礦區含水層破壞現狀分析與預測

現狀條件下礦山尚處于基建階段，地下含水層結構未受破壞，水位、水量無大的變化，故不存在礦山開采對礦區及周圍居民的生產生活供水造成影響的問題，現狀條件對地下含水層未受礦山開采造成的破壞。

在今后礦山開采過程中，地下含水層會發生整體變形移動和破壞，從而導致地下水的走向發生變化，井泉流量發生改變，甚至干涸，后期坑采會抽排一定量地下水，對地下水平衡及水位有一定影響。礦區村寨居民的生活用水及礦山建設所需的生產生活用水主要為泉，而采礦活動易導致地下水水位下降，導致地表水、泉流量減少，對礦區村民的生活及礦山建設的生產生活用水造成影響較嚴重。

綜上所述，預測礦山地下開采對含水層結構破壞嚴重；采礦活動對含水層水位、水量的影響程度為嚴重。

2.3 礦區地形地貌景觀破壞情況分析與預測

礦山的工業場地正在建設中，現狀條件下區內地形地貌景觀未遭受嚴重破壞。隨著工業場地的建設，區內局部的地形地貌將會遭到破壞，未來可能發生的地質災害會改變原有地形地貌，且在一段時間內處于不可修復狀態，預測采礦對原生的地形地貌破壞程度大，影響嚴重。礦山地下開采形成采空區后，擬形成采空區移動變形影響范圍內引發地面沉降、崩塌等地質災害造成山體破損、破壞，地形地貌景觀可能受到嚴重破壞。

3 地質環境治理方案研究

礦山采用地下開采，地質環境問題主要為地下采空移動變形范圍塌陷、地裂縫地質災害[1-3]以及含水層的破壞等。地質災害區應及時發現和治理，防治造成人畜傷害，尚未穩定的地質災害需采取措施將地質災害的危害降到最低。

該礦山需要進行地質環境治理的地區主要有主工業場地、4個風井場地（風井1、2、3、4工業場地）及其影響范圍；采取的主要技術措施有修建擋墻、截排水溝、設置監測點、污水處理并達標排放等。

3.1 礦山地質災害治理

根據可能誘發地質災害的種類規模特征，提出具體的治理措施。本礦山地處山區，地形高差較大，采空區引起的地表塌陷，可能會引起地形陡峭的地方發生崩塌、滑坡。

3.1.1 地裂縫防治工程

地裂縫經常伴隨著地表塌陷同時產生，區內礦山開采產生的地裂縫，將對礦山公路、村莊居民等造成危害。礦山開采過程中應根據實際情況優化開采方案，采取充填及排供結合等措施控制疏排水，防治巖溶塌陷，盡量回填采空區，避免或減輕采空區塌陷和地裂縫的產生。對于已形成的較小裂縫（寬度小于100mm），可直接充填土壤，夯實；而對于較大裂縫（寬度大于100mm）則需先填入廢石，再將裂縫兩側表土填入并搗實。

3.1.2 崩塌防治工程

礦區范圍內陡崖分布較多，在礦山開采過程中并嚴格執行小規模爆破，及時回填和封堵采空區及廢棄巷道等措施，防止發生崩塌。在危石突出的山嘴以及巖層表面風化破碎不穩定的山坡地段建議進行削坡處理，并清除危巖體，在山體下部設置鐵質防護網，對陡崖上崩塌的小石塊進行攔擋。

3.1.3 滑坡治理工程

礦區地形較陡，區內均為滑坡易發區，在開采過程中需時刻監測。為避免斜坡上的危巖（土）體產生危害，應及時進行清理，然后進行支護，同時修建排水溝。支擋措施可采用抗滑片石垛、抗滑擋墻、抗滑樁等；其中，抗滑片石垛適用于規模較小的滑體，抗滑擋墻適用于治理因河流沖刷或因人為切割支撐部分而產生的中、小型滑坡，但不適宜治理滑床比較松軟、滑面容易向下或向上發展的滑坡。

3.2 含水層破壞修復措施

根據含水層結構及地下水賦存條件，結合采礦工程，在礦山地質環境問題現狀分析和預測分析的基礎上，本礦山主要是采取封堵地下水漏失點，主要是進行井口封填。開采過程中應加強地下水監測，通過布設地下水位觀測點，加強對地下水位的跟蹤監測；必要時對采空區填充并膠結充填，減少對含水層結構的破壞。此外，根據地面塌陷、地裂縫治理工程，大力開展植樹種草活動，擴大礦區內植被覆蓋面積，加快地下水位的回升。

3.3 地形地貌景觀保護措施

礦井固體廢棄物主要包括井下掘進廢石、鍋爐灰渣和工業場地少量生活垃圾。礦山對產生的矸石贈送與磚廠作原料或對廢石進行綜合利用，減少礦山地質環境的影響負荷。礦區內地形多為山地，礦山開采結束后應對其進行復綠，綠化范圍含礦井工業場地、塌陷區范圍。對于工業場地等區域應進行土地復墾，盡可能恢復生產前的地類，并對地貌景觀破損嚴重的地區進行相應的治理。對于塌陷區應采取相應的預防措施，如留設井巷保護礦柱等，礦山開采時可考慮采用廢石不出井工藝，即“充填式”開采工藝，利用井下掘進廢石回填采空區。

3.4 礦山地質環境監測

為保護礦區內地質環境，能夠讓主體工程安全、正常、穩定的運行，針對礦山開發建設過程中存在的礦區地質環境問題以及水土保持生態環境建設效益等進行監測[2,3]。

主要監測地面沉陷、地裂縫、滑坡發生征兆的區。其中，工業場地區需對挖填方區域邊坡穩定性觀測，陡坡區域需對陡崖區域穩定性觀測。礦區布設地質災害監測點，對地質災害地段每隔50m～300m布置一個GPS監測點全天監測，對地形較陡地段增加滑坡、崩塌監測點。此外，應對礦區水位、水量、水質進行監測，并由企業進行監測或委托有資質的單位專業人員進行監測。

4 結論

（1）該礦山目前地質環境問題不突出，但隨著礦山的進一步開采，礦山主要的地質環境問題主要有崩塌、地裂縫等地質災害、含水層和地形地貌景觀的破壞。

（2）礦山開采將導致地下水的走向發生變化，井泉流量發生改變，甚至干涸，對礦區村民的生活及礦山建設的生產生活用水造成影響較嚴重。

（3）根據礦山的實際情況進行開采方案的優化，并加強地質災害的防治和監測工作，可減少礦山地質環境問題發生。