露天礦山“三合一”方案編制思路與方法

李 榮

（分宜縣自然資源局，江西 分宜 336600）

1 方案編制目的及用途

礦山為新建礦山，根據(jù)江西省自然資源廳文件《江西省國土資源廳關(guān)于合并編制礦山礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案、地質(zhì)環(huán)境保護與治理恢復(fù)方案、土地復(fù)墾方案編制及審查工作方案的通知》贛國土資函[2016]334號要求，且為合理利用礦產(chǎn)資源、為礦山繳納采礦權(quán)出讓收益提供依據(jù)，礦山企業(yè)委托第三方機構(gòu)編制《XX礦山礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾方案》。

2 礦山基本情況介紹

2.1 礦山企業(yè)性質(zhì)及交通情況

企業(yè)成立于XX年XX月XX日，企業(yè)經(jīng)濟類型為私營有限責(zé)任公司，礦山法定代表人XXX，主要經(jīng)營范圍為建筑石料用灰?guī)r開采、加工、銷售。

礦山采礦證編號XXX，礦山生產(chǎn)規(guī)模50.00萬噸/年，開采礦種為建筑石料用灰?guī)r，礦區(qū)面積0.097km2，有效期XX年XX月XX日至XX年XX月XX日。

礦山位于分宜縣城XX方位直距XXkm處的XX村境內(nèi)，行政區(qū)劃隸分宜縣XX村管轄，礦區(qū)地理坐標(biāo)為XXX（2000國家大地坐標(biāo)系）,礦區(qū)有鄉(xiāng)村公路通往XX鎮(zhèn)，交通條件便利。

2.2 本次工作情況及完成工作量

野外調(diào)查主要采用無人機航拍、全球衛(wèi)星定位儀(工程測量級GPS儀、手持GPS儀)、羅盤及皮尺等工具，使用勘查地質(zhì)報告1：2000地形圖，明確了礦區(qū)范圍，詳細(xì)收集了礦山各機械設(shè)備使用情況，對礦山各工業(yè)場地進行了實地調(diào)查，詳細(xì)了解了個場地用途、大小、以及有無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生等可能，并調(diào)查礦山開采情況，野外調(diào)查工作結(jié)束后轉(zhuǎn)入報告編制工作，按照《江西省礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、地質(zhì)環(huán)境保護與治理恢復(fù)、土地復(fù)墾方案三合一編制提綱》（贛國土資函[2016]334號）文件編制了本“三合一”方案。

2.3 礦山自然概況

礦區(qū)處于剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏較大，礦區(qū)總體走勢由南西向北東逐漸降低，礦區(qū)主要植被為次生松樹林，山間低洼處分布馬尾松草叢。

礦區(qū)周邊工業(yè)基礎(chǔ)扎實，尤以礦山采掘業(yè)為盛。

農(nóng)業(yè)作物以稻谷為主，經(jīng)濟作物有苧麻、油菜籽、花生、棉花、茶葉、蔬菜。是國家商品糧和省苧麻、茶油生產(chǎn)基地。工業(yè)有采礦、冶煉、建材、釀造、紡織等，為夏布生產(chǎn)基地。

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)有煤、鐵、鎢、鉬、錳、白云石、石英石等。區(qū)內(nèi)雨量充足，宜農(nóng)宜林，糧食自給有余，水、電供應(yīng)都很充分。

2.4 礦山地質(zhì)環(huán)境和土地條件

①礦山為第四系孔隙水充水為主的礦床，無明顯含水層，礦山水文地質(zhì)條件簡單。②礦山巖體以茅口組灰?guī)r為主，為堅硬巖體。地層巖性較簡單，巖體結(jié)構(gòu)以整塊結(jié)構(gòu)為主，但由于節(jié)理裂隙較發(fā)育，降低了巖體力學(xué)穩(wěn)定性，在一定的結(jié)構(gòu)面組合條件下，局部地段有發(fā)生礦山工程地質(zhì)問題的可能。礦山工程地質(zhì)條件為中等。③礦山環(huán)境地質(zhì)條件良好，但在未來礦山采礦活動中，存在采礦誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害、污染環(huán)境、破壞植被等現(xiàn)象應(yīng)引起注意和防護。④本礦山礦區(qū)范圍內(nèi)土地類型主要為有林地及少量村莊用地，不存在占用和破壞耕地現(xiàn)象。

綜上所述，礦床開采技術(shù)條件屬中等（Ⅱ-2）類型礦床。

2.5 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露地層簡單，由老至新主要為：二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）和第四系（Q4）。

礦區(qū)褶皺構(gòu)造發(fā)育，總體為近北東東-南西西向展布的單斜構(gòu)造，產(chǎn)狀350°∠22°～30°。巖層中次級小褶曲構(gòu)造、層間錯動小構(gòu)造較為發(fā)育。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育。

礦區(qū)內(nèi)未見及巖漿巖出露。

3 主要建設(shè)方案的確定

3.1 可采儲量的確定

根據(jù)礦山最新資源儲量地質(zhì)報告及儲量年報，截止XX年XX月XX日礦山累計保有資源量912.362萬噸（其中控制資源量710.019萬噸、推斷資源量為202.343萬噸）。

根據(jù)礦山實際情況，本開發(fā)利用方案采用露天開采，為保證露天采礦場的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全，因此在礦山開采過程中要按照確定的開拓方案和邊坡要素圈定露天開采境界考慮留設(shè)邊坡壓礦損失量、礦區(qū)范圍邊界留礦損失量及開采損失量等。由于礦山資源儲量核實報告中邊坡礦體計算角度為50°，而本礦山最終邊坡角均在50°～53°之間，因此本方案認(rèn)為未來礦山只要按照開發(fā)利用方案開采，邊坡壓礦損失量約等于0，即，礦山可采資源量為912.362萬噸。

3.2 礦山生產(chǎn)規(guī)模及服務(wù)年限

另根據(jù)礦山的資源儲量及礦山的實際情況和市場需求狀況，本次設(shè)計建設(shè)規(guī)模擬定為50.0萬噸/年。

按礦山生產(chǎn)規(guī)模為50.0萬噸/年，可采資源儲量為912.362萬噸（其中控制資源量710.019萬噸、推斷資源量為202.343萬噸），可信資源儲量809.076萬噸（可信資源量為推斷資源量按可信度系數(shù)70%折算，礦山設(shè)計回采率為95%；可信儲量=（推斷資源量×0.7+控制資源量）×0.95）,再按貧化率2%計算，則礦山服務(wù)年限約為：

3.3 礦山開采及運輸方式

礦區(qū)處于剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏較大，礦區(qū)總體走勢由南西向北東逐漸降低。區(qū)內(nèi)植被較發(fā)育，生態(tài)自然環(huán)境較好，水系較發(fā)達(dá)，未見地表水體，適宜露采。由于本礦山開采的礦石為低產(chǎn)值礦產(chǎn)品，利潤不大，而地下開采相比于露天開采具有開采成本高、安全性差等劣勢，結(jié)合以上礦體賦存條件及開采技術(shù)條件分析，確定本礦山適宜采用露天開采。

根據(jù)礦山的地形地貌特征、礦體形態(tài)及賦存情況、礦山開采深度范圍和開采技術(shù)條件等因素，開拓運輸方式只有采用山坡簡易公路開拓—汽車運輸方案最為合適，鐵路或其它聯(lián)合開拓方案都不合適。故采用公路汽車運輸開拓方案。

3.4 露天采場構(gòu)成要素及其技術(shù)參數(shù)

（1）臺階坡面角的確定：礦山開采的建筑石料屬于堅硬巖石，查閱有關(guān)資料，其堅固性系數(shù)f的值為：8～14，礦山最終形成采場高度為190m。坡面角的大小直接影響著剝巖工程，正確地確定坡面角是保證露天礦邊幫穩(wěn)定的必要條件。影響面角的因素很多，主要有巖石的性質(zhì)、礦巖層理方向和節(jié)理發(fā)育情況等因素。由于這些因素十分復(fù)雜，對其內(nèi)在規(guī)律性的了解尚在深入研究過程中。故目前在確定坡面角時，仍然要參照類似礦山的實際數(shù)據(jù)進行選擇，下表是參考數(shù)據(jù)表。

表1 露天礦坡面角

結(jié)合本礦山的巖石性質(zhì)及構(gòu)造，參考采礦手冊，并根據(jù)上表，選取臺階坡面角為70°，最終邊坡角45°～53°。

（2）臺階高度：結(jié)合礦體及現(xiàn)場條件，并根據(jù)上表確定露天采場最終生產(chǎn)臺階高度，礦體為10m；第四系表土層以及全風(fēng)化及半風(fēng)化巖層臺階高度應(yīng)根據(jù)表土層厚度確定，本方案設(shè)計第四系表土層以及全風(fēng)化及半風(fēng)化巖層臺階高度為5m；臺階兩端出露地表段均是地表覆蓋層，其臺階高度由10m→5m，逐漸變至0m。

（3）最小底盤寬度：根據(jù)本礦山的礦區(qū)范圍，礦山在今后的開采過程中，要在采場留設(shè)邊坡，根據(jù)《礦山露天開采工程設(shè)計規(guī)范》和《礦山露天開采技術(shù)條件一般要求》“露天采場的最終底盤最小寬度，采用公路汽車開拓運輸時，采場的最小底盤寬度不應(yīng)小于40m。

（4）其他要素的確定：安全平臺寬度：4m。

清掃平臺：每隔兩個安全平臺設(shè)置一個清掃平臺，清掃平臺寬度：6m。

3.5 資源回采

根據(jù)本礦區(qū)的工程地質(zhì)條件與現(xiàn)場實際情況，設(shè)計采用爆破開采、機械挖掘，采用中深孔爆破，挖機開挖、鏟裝。設(shè)計采用工作幫臺階依次開采的作業(yè)方式，工作線布置采用橫向布置形式。

剝離：挖掘機表層剝離→中深孔鑿巖機穿孔→爆破→部份大塊機械作業(yè)二次破碎→挖掘機集中裝車→自卸汽車→排土場，礦山地表風(fēng)化層可用挖掘機直接剝離，較深處夾石爆破后，挖掘機裝車，送至排土場。采礦：中深孔鑿巖機穿孔→爆破→部份大塊機械作業(yè)二次破碎→挖掘機集中裝車→自卸汽車→挖掘機裝車，送至破碎場破碎。

3.6 爆破方案選擇

根據(jù)工程特點，結(jié)合采石場的具體情況：①根據(jù)石場的生產(chǎn)規(guī)模要求，同時開采分層為1個。②為提高石場的綜合生產(chǎn)效率，結(jié)合采石場設(shè)備條件，采用中深孔，實行寬孔距、小抵抗線、多排微差擠壓爆破。③露天中深孔穿爆工藝流程。穿鑿中深孔-中深孔驗收計算炮孔裝藥量，設(shè)計起爆網(wǎng)-現(xiàn)場藥量核實-孔口設(shè)置標(biāo)簽-裝藥-填塞-連接起爆網(wǎng)-起爆-爆后檢查。

4 礦山加工及尾礦設(shè)施

（1）礦石加工。本礦區(qū)未進行專門的礦石加工技術(shù)性能測試，但參臨近類似礦山進行了調(diào)查，臨近礦山與本礦區(qū)的地質(zhì)情況、礦石類型相同。調(diào)查結(jié)果表明，該類礦石質(zhì)量均一，硬度較大，適宜機械破碎，其加工性能良好。由于建筑石料用灰?guī)r礦石不需選礦，直接破碎加工即可利用，建筑石料用灰?guī)r礦石的加工技術(shù)性能較簡單。

（2）廢石、廢土排放。礦山采剝及加工過程會產(chǎn)生廢石、廢土。由于第四系剝離表土未來要用于礦山復(fù)墾表土回填用，因此第四系剝離表土應(yīng)與開采產(chǎn)生的廢石、廢渣分開儲存。

5 礦山地質(zhì)環(huán)境影響與土地?fù)p毀評估

（1）評估范圍。根據(jù)礦山地形地貌、建設(shè)規(guī)模、工程布局、開采方式以及對周邊地質(zhì)環(huán)境的影響程度和范圍等，確定評估區(qū)范圍為礦區(qū)外擴500m～1000m，確定評估區(qū)面積約242.72hm2，可以滿足評估要求。

（2）評估級別。依據(jù)“礦山地質(zhì)環(huán)境影響與土地?fù)p毀評估分級”，本礦山評估區(qū)屬較重要區(qū)、礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模為中型、地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度屬中等，最終本礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾方案評估級別確定為二級。

（3）現(xiàn)狀評估小結(jié)。根據(jù)現(xiàn)狀評估，評估區(qū)內(nèi)自然斜坡X-1穩(wěn)定性好、人工切坡Q-1、Q-2分別處于較穩(wěn)定及穩(wěn)定狀態(tài)；現(xiàn)狀條件下溝谷泥石流屬低易發(fā)區(qū)、巖溶發(fā)育程度弱；排土場穩(wěn)定性好；地質(zhì)災(zāi)害危險性較小。現(xiàn)狀評估該項目對含水層影響程度較輕；采礦活動對地形地貌景觀及生態(tài)破壞影響程度嚴(yán)重；對土地資源影響程度嚴(yán)重。故本礦現(xiàn)狀礦山地質(zhì)環(huán)境影響與土地?fù)p毀程度總體為嚴(yán)重。

（4）預(yù)測評估小結(jié)。根據(jù)預(yù)測評估，評估區(qū)內(nèi)人工切坡Q-3穩(wěn)定性中等；為溝谷泥石流低易發(fā)區(qū)；預(yù)測評估認(rèn)為未來排土場穩(wěn)定性較好；但在強降雨的激發(fā)或其它水動力條件作用下，礦山道路有可能引發(fā)小型塑性泥流、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。預(yù)測礦山開采將對礦區(qū)地下含水層會造成一定的破壞，但總體較輕；預(yù)測礦山開采對地形地貌景觀與生態(tài)破壞影響嚴(yán)重；采礦活動將占用破壞林地12.2770hm2，因此，認(rèn)定對土地資源影響程度為嚴(yán)重，因此，確定該采礦活動對土地資源影響程度為嚴(yán)重。故本礦預(yù)測礦山地質(zhì)環(huán)境影響與土地?fù)p毀程度總體為嚴(yán)重。

（5）復(fù)墾方向的確定。礦山損毀土地面積為13.3151hm2，總復(fù)墾面積為13.3151hm2，軍復(fù)墾為有林地，復(fù)墾率為100.00%。復(fù)墾前后土地利用情況見土地復(fù)墾前后地類對比關(guān)系表。

表2 土地復(fù)墾前后地類對比關(guān)系 單位：hm2

6 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾分區(qū)

本次礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理主要側(cè)重于礦山開采后對地質(zhì)環(huán)境有影響的工業(yè)場地及塌陷區(qū)等重點部位進行恢復(fù)治理或保護，根據(jù)防治分區(qū)原則并結(jié)合礦山地質(zhì)環(huán)境影響綜合分區(qū)，將評估區(qū)劃分為兩個重點防治區(qū)，面積約11.39hm2；三個次重點防治區(qū)，面積約1.9200hm2；一個一般防治區(qū)，面積約230.43hm2。

7 工程量與投資估算

根據(jù)上述礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾設(shè)計的工程量，按照項目有關(guān)定額標(biāo)準(zhǔn)估算，分宜縣理勝礦業(yè)有限公司建筑石料用灰?guī)r礦礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾總投資費用為2682509.49元，其中工程施工費為2078497.97元，獨立費用約405307.11元，基本預(yù)備費為198704.41元。

表3 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾工程量匯總表

8 結(jié)語

通過編制“三合一方案”，能為礦山合理利用礦產(chǎn)資源、環(huán)境恢復(fù)治理與土地復(fù)墾提供技術(shù)指導(dǎo)，且為礦山采礦權(quán)出讓收益、生態(tài)修復(fù)基金繳納提供依據(jù)，更能為自然資源等管理部門對礦山企業(yè)進行監(jiān)管提供技術(shù)支撐。