崇義縣思順社官銅礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題與治理方案

石常亮，汪江英

（江西省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊(duì)，江西 南昌 330001）

崇義縣思順社官銅礦位于崇義縣境內(nèi)，礦山于1938年開始民采，至今已有84年。礦區(qū)主要開采銅礦，一方面銅礦的開采為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展做出了較大貢獻(xiàn)，但同時(shí)也對礦山及周邊環(huán)境造成較大負(fù)面影響[1，2]。本文根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，結(jié)合前人研究經(jīng)驗(yàn)[3-7]，對思順社官銅礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行現(xiàn)狀分析和預(yù)測評(píng)估，提出了具有針對性的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理措施和建議。

1 礦區(qū)概況

崇義縣思順社官銅礦位于崇義縣橫水鎮(zhèn)北西317°方位，距崇義縣城直線距離24km。隸屬于崇義思順鄉(xiāng)行政管轄。礦區(qū)開采深度為+750m至+400m，礦區(qū)面積為0.2556km2。區(qū)內(nèi)交通較為方便，礦區(qū)至思順鄉(xiāng)有5km簡易公路，思順鄉(xiāng)級(jí)水泥公路至縣城與贛豐路相接，縣城至贛州約61km。

社官銅礦自1938年發(fā)現(xiàn)即開始民采。2006年4月，崇義縣私營企業(yè)合伙取得采礦許可證，礦山采用平硐開拓方式，有軌運(yùn)輸，硐外汽車運(yùn)輸，+718m、+748m中段資源已采完，采空區(qū)（總長約86m，寬約3.8m，總高約53m）已封閉，現(xiàn)+718m中段為+675m生產(chǎn)中段的回風(fēng)中段。

目前礦山正在辦理采礦證延續(xù)。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，礦區(qū)地表損毀主要有PD1及周邊生產(chǎn)工業(yè)場地（含選礦場、廢石堆、生活區(qū)、礦部、沉砂池等）、炸藥庫、礦山公路、尾礦庫等，損毀面積約1.9093hm2。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

2.1 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

2.1.1 已有人工切坡

根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查，評(píng)估區(qū)切坡主要為選礦廠、生活區(qū)、礦山公路、炸藥庫后切坡，尾礦庫北東側(cè)切坡，共有五段較高邊坡，編號(hào)為QP1～QP5（見圖1、圖2）。五段邊坡所處地層巖性均為中粗粒黑云母花崗巖。巖體裂隙較發(fā)育，植被發(fā)育較好。采用量化評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性（發(fā)育程度），確定QP1～QP5穩(wěn)定性均較差，量化結(jié)果見表1。

圖1 選礦廠后切坡QP2

圖2 尾壩庫北東側(cè)切坡QP5

表1 人工邊坡穩(wěn)定性量化評(píng)估結(jié)果表

2.1.2 廢石場穩(wěn)定性

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，廢石場位于生產(chǎn)工業(yè)場地北東側(cè)，占地面積約0.4074hm2，廢石沿山坡堆放，堆高約3m～5m，廢石量約1.63萬m3，目前礦山未對廢石堆采取治理措施，大量廢石堆積，在強(qiáng)降雨條件下，有發(fā)生滑坡、泥石流的可能性，危險(xiǎn)性較大。

2.1.3 采空區(qū)

（1）采空區(qū)穩(wěn)定性：采空區(qū)主要分布在+718m標(biāo)高以上部分，礦體頂?shù)装寰鶠檠嗌狡诨◢弾r，巖石堅(jiān)硬穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，采空區(qū)未發(fā)現(xiàn)明顯的陷落變形現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)地面塌陷，穩(wěn)定性較好。

（2）巖石移動(dòng)影響范圍：根據(jù)區(qū)內(nèi)擬采用的采礦方法、采空區(qū)處理方法、采空區(qū)面積和埋深，綜合考慮工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、礦業(yè)活動(dòng)特征等因素，通過采空區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定評(píng)判方法表對采空區(qū)巖石移動(dòng)范圍內(nèi)地面進(jìn)行穩(wěn)定性判別，礦區(qū)采空巖石移動(dòng)影響范圍穩(wěn)定性較差。

2.2 含水層破壞

+675m中段是礦區(qū)的采礦、探礦、運(yùn)輸和排水巷道，礦坑水主要來源于巖層的裂隙水，大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源，礦山以平硐為主的開采方式，礦坑正常涌水量為100.80m3/d，雨季礦坑涌水量有所增加，最大涌水量為150.12m3/d左右。在+675m標(biāo)高及以上的礦坑水均可通過各水平的平硐自然排泄。現(xiàn)狀條件下，無跡象表明礦山建設(shè)造成了區(qū)域和礦區(qū)孔隙地下水水位下降，影響當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活，對含水層的破壞和影響較輕。

2.3 地形地貌景觀與土地資源破壞

現(xiàn)狀對地表地形地貌景觀的破壞主要表現(xiàn)為生產(chǎn)工業(yè)場 地（1.1429hm2）、炸藥庫（0.0552hm2）、尾礦庫（0.2651hm2）以及礦山公路（0.4461hm2），合計(jì)損毀面積1.9093hm2，破壞地類為有林地和采礦用地。根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境影響與土地?fù)p毀程度分級(jí)，本次破壞林地面積小于2hm2，土地資源破壞程度為較輕。現(xiàn)狀評(píng)估認(rèn)為：對土地資源破壞和影響程度較輕，對原始地形地貌景觀影響和破壞程度嚴(yán)重。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)測評(píng)估

3.1 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評(píng)估

（1）廢石堆場：除礦山開拓過程中產(chǎn)生的廢石外，開采過程中產(chǎn)生的廢石很少，生產(chǎn)的廢石用于礦山公路維護(hù)或堆放于廢石場。廢石場占地面積約0.4074hm2，沿山坡堆放，最終堆置高度約8m～15m，廢石場總的庫容約4.5萬m3。礦山服務(wù)年限為2.02年，廢石場的庫容能夠滿足礦山未來開采服務(wù)年限內(nèi)廢石存放的需求。預(yù)測礦山開采終了后廢石場穩(wěn)定較好，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性較小，但在強(qiáng)降雨條件下存在誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測。

（2）尾礦庫：尾礦庫位于礦區(qū)南部約450m的山谷處，該尾礦庫現(xiàn)狀已廢棄，尾砂均已處理，后期礦山開采產(chǎn)生的尾砂也將賣作他用，不再堆放于尾礦庫中，因此尾礦庫誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性較小。

（3）巖石移動(dòng)影響范圍：根據(jù)采空區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)判方法表對巖石移動(dòng)影響范圍進(jìn)行預(yù)測評(píng)估，礦區(qū)采空巖石移動(dòng)影響范圍穩(wěn)定性較差。建議在本次評(píng)估所確定的巖石移動(dòng)影響范圍內(nèi)，礦方應(yīng)避免新建地面建筑物，防止地面沉陷對其造成危害。如發(fā)現(xiàn)地表塌陷，礦山可用廢石、粘土及時(shí)進(jìn)行充填，然后采用覆土復(fù)墾的方法來治理。預(yù)留安全礦柱，滿足安全要求，井巷支撐采用水泥拱澆筑，尤其要注意裂隙發(fā)育地段且采深采厚比較小的地段，應(yīng)采取必要的保護(hù)措施并加強(qiáng)采礦方法的研究和地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測工程。采空區(qū)地表巖石移動(dòng)變形對評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害影響程度較嚴(yán)重。

（4）礦山公路：礦山公路沿山坡曲折布置，主要采用削坡修筑，邊坡高0.5m～2.0m，坡度5°～10°，多為土質(zhì)邊坡。在強(qiáng)降雨的激發(fā)或其它水動(dòng)力條件作用下，有可能引發(fā)小型塑性泥石流、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，預(yù)測評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害影響程度為較嚴(yán)重。

3.2 含水層破壞

礦區(qū)位于區(qū)域水文地質(zhì)單元中的水量貧乏的基巖裂隙水區(qū)，區(qū)內(nèi)不存在巖石溶洞，未發(fā)現(xiàn)老窿。坑采充水主要來源于含水層以及斷裂構(gòu)造涌水。礦區(qū)周邊地表水較發(fā)育，賦礦標(biāo)高高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面59m，F(xiàn)1斷裂帶有一定的導(dǎo)水性。因此本方案預(yù)測評(píng)估認(rèn)為礦山開采對地下水含水層影響屬較輕。

3.3 地形地貌景觀和土地資源破壞

根據(jù)礦山開發(fā)利用方案設(shè)計(jì)，未來礦山開采對地貌景觀的影響主要是已有生產(chǎn)工業(yè)場地對土地的壓占損毀，其他的主要是可能產(chǎn)生的地裂縫及地面塌陷引起的地形地貌景觀的破壞。已損毀土地總體上對原生的地形地貌景觀影響和破壞程度嚴(yán)重。預(yù)測評(píng)估認(rèn)為：對土地資源破壞和影響程度較輕，對原始地形地貌景觀影響和破壞程度嚴(yán)重。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)工程

4.1 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理分區(qū)

根據(jù)《江西省礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾方案編制技術(shù)要求（試行）》（贛國土資字[2015]86號(hào)）附錄F附表F.1礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理分區(qū)，將劉家灘金礦影響范圍劃定礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理重點(diǎn)防治區(qū)1個(gè)、次重點(diǎn)防治區(qū)1個(gè)和一般防治區(qū)1個(gè)，如表2。

表2 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾防治分區(qū)表

4.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程

（1）本方案主要對生產(chǎn)工業(yè)場地、炸藥庫上方各修建1條截排水溝，因生產(chǎn)工業(yè)場地、炸藥庫等匯水面積較大，設(shè)計(jì)截排水溝有利于截水、排水，保證人員安全。

（2）對采空巖石移動(dòng)范圍內(nèi)的地面塌陷和地裂縫情況進(jìn)行長期監(jiān)測，不新建地面建筑物，如發(fā)現(xiàn)地面塌陷、產(chǎn)生地裂縫等情況，及時(shí)使用廢石、粘土等進(jìn)行填充的方法，避免采空巖石移動(dòng)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

（3）廢石場采用“上截下?lián)酢钡脑瓌t進(jìn)行防治，礦山應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求合理有序地排放廢石棄土；廢石場堆放坡度不宜超過35°；對于傾斜的基底，清除表面的腐殖土及軟弱層，并挖成臺(tái)階；對于完整光滑且傾斜較大的巖性基底，采用棋盤式布點(diǎn)爆破，使之形成凹凸不平的抗滑面，以防止巖堆崩塌；周邊修建截水溝，兩端分別引入天然水道或者溝谷中，銜接處作好防沖等防護(hù)措施，以防止形成泥石流物源及消除引發(fā)泥石流的水源條件。

4.3 含水層破壞防治工程

在生產(chǎn)工業(yè)場地排水溝處修建2個(gè)沉砂池。生產(chǎn)生活產(chǎn)生的污水集中排放到沉砂池中澄清處理后排放；廢石場淋漓水的治理，廢氣收集并經(jīng)沉淀達(dá)標(biāo)后對外排放；生活污水的治理，修建地埋式化糞池，經(jīng)化糞池處理后對外排放；礦山生產(chǎn)期間應(yīng)進(jìn)行污廢水監(jiān)測，確保污廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放。

4.4 地形地貌恢復(fù)治理工程

礦山停采后恢復(fù)治理期對各工業(yè)場地進(jìn)行地表構(gòu)筑物拆除清理、翻耕平整、土壤改良、植樹種草、對廢石場進(jìn)行清運(yùn)覆土、植被恢復(fù)，對尾礦庫進(jìn)行覆土復(fù)墾，對礦區(qū)井口進(jìn)行封堵等。

地表構(gòu)筑物拆除清理工程：清理工程工程量主要包括生產(chǎn)工業(yè)場地內(nèi)的礦部、選礦廠、生活區(qū)、工棚以及炸藥庫等構(gòu)筑物的拆除、垃圾清理，均為水泥漿砌磚建筑。

翻耕平整工程：礦山綜采建（構(gòu)）筑物拆除清運(yùn)后，清除表土約20cm后對生產(chǎn)工業(yè)場地、炸藥庫進(jìn)行翻耕平整。

覆土工程：對生產(chǎn)工業(yè)場地、炸藥庫、尾礦庫、礦山公路進(jìn)行覆土，覆土厚度均為0.5m，所需表土量9546.5m3，表土全部外購，覆土后可直接進(jìn)行植被恢復(fù)。

植被恢復(fù)工程：①有林地植被恢復(fù)：主要針對復(fù)墾為有林地的生產(chǎn)工業(yè)場地、炸藥庫和礦山公路。采用喬灌木結(jié)合的坑穴方式植樹。喬木選擇濕地松，灌木選用胡枝子，草種選擇香茅草，喬木株行距為4m×4m，灌木株行距為4m×2m，隔行種植，面上撒播草籽。②灌木林地植被恢復(fù)：要針對復(fù)墾為灌木林地的尾礦庫，采用挖土坑客土回填的方案，灌木株行距為1m×1m，面上撒播草籽。

井口封堵：礦區(qū)閉坑后，對礦區(qū)5個(gè)平硐、3個(gè)通風(fēng)井共8個(gè)井口進(jìn)行回填、封堵，做封閉治理。

5 結(jié)語

本文在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對社官銅礦礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行全面分析，并預(yù)測未來可能發(fā)生的地質(zhì)環(huán)境問題，將社官銅礦影響范圍劃定為地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理重點(diǎn)防治區(qū)1個(gè)、次重點(diǎn)防治區(qū)1個(gè)和一般防治區(qū)1個(gè)，設(shè)計(jì)修建截排水溝、擋土墻進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理，設(shè)計(jì)修建沉砂池進(jìn)行含水層破壞防治，對礦區(qū)損毀土地進(jìn)行植樹撒草、井口封堵等達(dá)到對礦區(qū)全面恢復(fù)治理的目的。