西藏地区石灰石矿山地质环境治理与恢复方案编制要点分析

李艳兵，丁素玲（中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102）



西藏地区石灰石矿山地质环境治理与恢复方案编制要点分析

李艳兵，丁素玲
（中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

【摘 要】矿产资源的开发利用不可避免地要对生态环境造成破坏，长期以来，由于矿产资源的不合理开发利用，产生了各种矿山地质环境问题。本文以西藏自治区堆龙德庆县石块地石灰岩矿为例，从矿山地质环境背景调查、影响评估、保护与治理恢复工程布置等方面，对《矿山地质环境治理与恢复方案》的编制要点进行分析，为矿山环境整治、制定矿山地质环境保护规划提供参考。

【关键词】石灰石矿山；地质环境；治理与恢复

国土资源部于2011年发布DZ/T0223-2011《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(以下简称《规范》)，该《规范》规定了矿山地质环境保护与恢复治理方案的内容、结构和调查方法。本文以西藏自治区堆龙德庆县石块地石灰岩矿为例，从矿山地质环境背景调查、影响评估、保护与治理恢复工程布置等方面，对《矿山地质环境治理与恢复方案》(以下简称《方案》)的编制要点进行分析，为矿山环境整治及制定矿山地质环境保护规划提供参考。

1　矿山地质环境背景调查

矿山地质环境调查的范围应包括采矿登记范围和采矿活动可能影响到的范围。矿山地质环境调查以收集资料和现场调查为主，调查内容主要包括矿山概况、矿山自然地理、矿山地质环境条件，采矿活动引发的地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害及其隐患，采矿活动对地形地貌景观、地质遗迹、人文景观等的影响和破坏情况，采矿活动对矿区含水层及土地资源的破坏和已采取的防治措施。《规范》要求矿山地质环境调查精度不小于1∶10 000，有重大影响的矿山地质环境问题，调查比例尺不得小于1∶1 000。

1.1 矿山概况

该石灰石矿山位于西藏自治区堆龙德庆县城北西332°方向，直距羊达乡境内11.2km，探矿权范围由4个拐点组成，面积3.33km2。石块地矿区水泥用石灰岩矿资源量(332)+(333)为6 028.1万t，控制的内蕴经济资源量(332)为3 444.1万t，推断的内蕴经济资源量(333)为2 584.0万t，总剥采比0.11∶1。矿体赋存于上侏罗统多底沟组(J3d)地层中，其产状与地层产状一致，呈层状单斜产出，属于厚层、沉积型矿床。矿体(层)走向长度1 000m，宽度241～435m，平均厚167m。根据矿山地形地质条件，选用自上而下、水平分层的露天开采方式。开采过程中遵循“采剥并举、剥离先行”的露天矿山开采原则，不能欠剥离和掏采矿石。矿山设计服务年限40年。

1.2 矿山自然地理条件

矿山位于念青唐古拉山脉西段，山脉走向由西向东渐转南东展布，矿区范围内海拔高程为4 160～4 840m，相对高差680m。矿区范围地形除河谷较缓外，其余地势较陡，地形切割较大，一般坡度24～47°，最大坡度可达60°。最低开采标高4 230m。矿区中、东南部高，北侧低，矿区岩石基本裸露，沟谷发育，总体地势呈东南高西北低。

本区属高原温带半干旱季风候区。年最大降雨量742mm，年最小降雨量138mm，年平均降雨量440mm；年平均气温8.0℃。石灰石矿山占地由附属区与采区组成。附属区包括矿山运输道路、皮带输送廊道区；采区包括工业场地区和采场等。占地类型均为天然牧草地，占地面积为0.82km2。

1.3 矿山地质环境条件

1.3.1 地层岩性

矿区出露地层为上侏罗统多底沟组(J3d)灰岩，侏罗—白垩系林布宗组(J3-K1)页岩、粉砂岩，早第三纪古新世(E1Z)黑云母花岗岩和第四系全新统残坡积层。

1.3.2 地质构造

矿区位于雅鲁藏布北东向构造的墨竹工卡构造带中段，主要为一单斜构造，其中发育少数宽缓褶皱。

1.3.3 水文地质

区内地下水按含水岩组和水力性质将其划分为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩类岩溶水三大类型。其中第四系松散岩类孔隙水单井涌水量<1 000m3/d，分布于山前地带和沟口洪积扇地段，一般呈扇形展布，评估区内分布面积约2.2km2。基岩裂隙水分布于评估区周边低山地区，含水层由中上侏罗统多底沟群(J2-3d)的砂板岩组成，主要为风化裂隙水。碳酸盐岩类岩溶水主要分布于评估区内的高低山地带，含水层为中上侏罗统多底沟群的中厚层状细粒结晶灰岩，含水层富水性较好。

1.3.4 矿山及周边人类工程活动情况

评估区内主要人类活动为少量人工采石，因此影响地质环境的人类工程活动强度较轻微。

2　矿山地质环境影响评估

矿山地质环境影响评估包括现状评估和预测评估。现状评估应在资料收集及矿山地质环境调查的基础上，对评估区地质环境影响做出评估；预测评估应在现状评估的基础上，根据矿产资源开发利用方案和采矿地质环境条件，分析预测采矿活动可能引发的地质环境问题及其危害，评估矿山建设和生产可能造成的矿山地质环境影响。

根据《规范》要求，本项目矿山地质环境影响评估范围为以爆破安全线为界，包括工业场地、破碎站、机修车间以及矿山道路，总面积为0.46km2的区域，评估级别为二级。

2.1 现状评估

2.1.1 地质灾害危险性评估

泥石流：评估区现状发育泥石流5处，主要分布于矿区及周围山坡较陡处，均为暴雨引发的坡面型泥石流，易发程度高，历史上未造成重大人员伤亡和经济损失。评估区内泥石流灾害危险性现状评估结果为“中”。

崩塌：评估区现状发育崩塌灾害1处，为岩体悬空岩块拉断、切断塌落而形成的坠落式小型崩塌，崩塌为掩体不利结构面较发育。此崩塌历史上未造成人员伤亡和经济损失，在采矿前将被剥离，不会对采矿活动造成影响。崩塌现状评估危险性小，发生的可能性较大。

综上所述：矿山地质灾害规模小，发生的可能性较大，影响到少量游牧人员，造成或可能造成直接经济损失小于100万元，受威胁人数小于10人。因此，矿山地质灾害较严重。

2.1.2 含水层影响和破坏现状评估

该石灰石矿山为新建矿山，矿业开采活动尚未开始，现状条件下矿山开发未对地下含水层结构造成破坏，矿区及周围主要含水层水位下降幅度小，矿区及周围地表水体未漏失，未影响到矿区及周围生产生活用水。采矿活动对含水层影响较轻。

2.1.3 地形地貌景观影响和破坏现状评估

矿区道路建设过程中产生的废弃岩土直接堆置于路边，使道路两侧的原生景观受到影响。但矿区人烟稀少，无自然和人文景观，不是风景旅游区，矿山开采前的工程活动仅对矿区道路两侧可视范围内地形地貌景观有轻微影响。现状评估矿业活动对地形地貌景观的影响程度分级为“较轻”。

2.1.4 土地资源影响和破坏现状评估

矿山占地主要由附属区与采区组成。附属区包括矿山运输道路区；采区包括工业场地和采场等。工程总占地面积0.15km2，因此，矿山建设将破坏天然草地面积约0.15km2，现状评估矿业活动对土地资源的影响程度分级为“严重”。

2.1.5 矿山地质环境影响现状评估分区

根据矿区存在的矿山地质环境问题和对矿山地质环境的影响程度，将评估区划分为矿山地质环境影响严重区和较轻区(见表1)。

表1　矿山地质环境现状评估分区

2.2 预测评估

根据《规范》要求，结合现状调查、《矿山开发利用方案》，从采矿活动可能引发或加剧的地质灾害、对地下含水层、地形地貌景观以及土地资源的影响或破坏4个方面对地质环境问题进行预测。

2.2.1 地质灾害危险性预测评估

根据现场调查、结合对《矿山开发利用方案》的综合分析，石块地石灰石矿开采可能引发的地质灾害主要为露天采场边坡失稳灾害、采矿公路沿线的崩塌、滑坡、泥石流等。

(1) 露天采场。

开采后期在矿区北面、南面会形成边坡，最终形成向北西开放的“撮箕形”采场。根据对各边坡要素的分析可知：北侧边坡为反向边坡，岩层层面对边坡稳定性无影响，属稳定型边坡。南侧、西侧和东侧边坡均有几组节理间相互切割岩体，边坡高度较大，边坡主要岩性为灰岩、花岗闪长斑岩，硬度虽高，但在开采过程中可能引起边坡岩石的局部滑落和垮塌。

综上所述：露天采场西侧、南侧和东侧边坡有局部滑落和垮塌的危险，主要危害对象为采矿人员及采场的安全，发生的可能性、危险性中等，预测地质灾害危险性程度为较严重。

(2) 矿山道路。

根据矿区的地形、地质条件，结合矿区已建道路的地质环境情况，新建道路引发大规模地质灾害的可能性小，仅在地形较陡、基岩裸露区和松散堆积物较厚的地带有发生局部小型崩塌、滑坡的可能，危害性和危险性中等，预测地质灾害危险性为“较严重”。

(3) 矿山工业场地。

矿山工业场地设有生活设施，供作业人员使用，主要有厕所、休息室、值班室和临时医疗保健设施等，能够保障作业人员的生产、生活和临时保健的需要。根据《矿山开发利用方案》，矿山工业场地设置在矿山西北的河谷地区，该区地形平缓开阔，标高约为4 308m，主要岩层为河流冲积碎石层，地基稳定。

矿山工业场地位于山谷中地势较平坦处，距离两侧山体约18～150m，一旦两侧山体发生滑坡或泥石流，将会对矿山工业场地造成一定影响，因此预测评估工业场地引发地质灾害的可能性小，但可能遭受地质灾害的危险性中等，发生的可能性较大，影响到矿山施工人员和工程施工，地质灾害程度为“较严重”。

(4) 破碎站。

破碎站位于采场西侧山脚地形平缓处，现状地质灾害危险性较小，但其东侧山坡处堆积较多碎石，暴雨条件下可能发生滑坡和泥石流，威胁破碎站及工作人员安全，因此破碎站地质灾害影响程度“较严重”。

2.2.2 对地下含水层影响预测评估

矿区海拔标高4 160～4 840m，相对高差680m，最低开采标高4 230m，远高于评估区最低侵蚀基准面。矿区中、东南部高，北侧低，矿区岩石基本裸露，沟谷发育，总体地势呈东南高西北低，矿体露采条件好。地质构造及水文地质条件相对简单，岩溶不发育。

综上所述：矿体开采不会对矿区及周围主要含水层水位造成大的影响，不会造成地表水大幅度漏失，对矿区周围生活用水影响较轻。

2.2.3 对地形地貌景观影响预测评估

矿山工业场地建设过程中对地形地貌的变化主要来源于场地平整所需的挖方，挖方量约0.096万m3。所挖土石将集中临时堆放于工业场地的空地内，并采取一定的拦挡、排导、遮盖措施进行临时堆放防护，不会对地形地貌景观造成严重影响。

2.2.4 对土地资源影响和破坏预测评估

随着矿山开采活动的全面展开，采矿工业场地的建设，矿区内矿业活动所压占和破坏的土地资源将会逐步增加。

矿山采用露天开采的方式，运营期内采矿对土地资源的破坏主要是露天开采。采场终了面积约11 800m2，采场的挖掘将造成山体破损，植被破坏，将对天然牧草地地形地貌景观造成大的影响。

矿山进入建设期后，采矿工业场地、矿部办公区、生活区、炸药库、机修车间和破碎站等各项建筑及规划场地将陆续建成。建设期及运营期内土地破坏主要表现为各站场建设工程占压破坏土地资源，总面积为4 300m2(其中矿山工业场地占地面积约3 200m2，机修车间和材料库占地面积约为100m2，破碎站占地面积约1 000m2)，主要占用土地类型为天然牧草地和荒地。各场站的建设均造成地表植被全部丧失，对地形地貌景观造成一定的影响。

目前，矿山道路现已基本建成，因此运营期内不会新增破坏土地面积。预测拟建矿山工程矿山道路建设对土地资源的破坏程度较轻。

2.2.5 矿山地质环境影响预测评估分区

根据对拟建矿山地质灾害、含水层、地形地貌景观及土地资源的预测评估结果，将评估区划分为矿山地质环境影响较严重区和较轻区(见表2)。

3　矿山地质环境保护与治理恢复工程布置

根据拟建矿山地质环境影响评估结果，存在的矿山地质环境问题主要是采区滑坡和坍塌、工业场地裸露边坡、矿区道路不稳定边坡、泥石流等地质灾害，地形地貌景观和土地资源遭受影响等。结合《矿山地质环境保护与治理恢复工程总体部署和年度实施计划》，提出具体的治理与恢复工程布置。

3.1 滑坡、坍塌防治工程

3.1.1 露天采场崩塌、滑坡防治工程

露天采场南侧、西侧和东侧边坡在开采过程中可能引起边坡岩石的局部滑落和垮塌。因此，根据矿区地形地貌和岩性特征等，对各不稳定边坡采取钢绳网柔性护坡工程。

采用锚固和支撑绳方式将钢丝绳网和钢丝网覆盖在具有潜在地质灾害的坡面上，从而实现坡面加固或限制落石运动范围，减轻或消除崩塌等地质灾害的危害。

本次护坡工程首先应采用直径6mm的钢绳网铺面，然后将直径10mm的钢绳按间距2m构成受力绳固定在锚杆上形成主受力网；锚杆采用直径22mm的螺纹钢筋用M10的水泥砂浆固定在直径42mm的钻孔内，锚杆固定在边坡岩石中，锚固深度2～3m。比较同类工程，该治理工程措施可有效的防止矿区基岩崩塌灾害的发生，效果明显，本次开采工程共计护坡面积约0.2km2。

3.1.2 矿区道路崩塌、滑坡防治工程

据现场调查，矿区现有探矿道路5km，矿区拟建道路350m，矿山道路部分地形较陡，在降水条件下地表水沿坡面、道路沿线漫流，形成的人工高边坡可能引发崩塌和滑坡等地质灾害。结合对《矿山开发利用方案》的分析，拟采取挡土墙和道路内侧排水沟工程方式防止上述地质灾害的发生。

(1) 挡土墙方案设计。

据现场调查，需设置挡土墙的地带主要在已发生和预测的滑坡、崩塌等地带，共需设置挡墙117m，方案设计如下：

采用仰斜式挡土墙、M7.5浆砌块石结构，墙高2～3m、顶宽0.5m，外侧坡比1∶0.45、内侧坡比1∶0.25；基础埋置深度0.5m，基础与挡墙处侧排水沟有机结合(见图1)。

图1　矿区道路内侧挡墙及排水沟结构

(2) 道路内侧排水沟方案设计。

在矿山道路改建中，需在地形坡度较陡的地段内侧修筑一道排洪沟，汇集地表水流使之有序排放，地形较缓的地带则开挖简易排水沟排放地表水流。排洪沟设计方案如下：

设计过流量0.15m3/s、沟道纵坡降与道路纵坡降基本一致。在有挡土墙地段排洪沟与挡土墙有机结合(见图2)；在没有挡土墙地段，排洪沟采用厚浆0.3m的M7.5砌石结构、梯形断面，底宽0.45m、两侧坡比1∶0.45、沟深0.4m，设计过流能力0.3m3/s，矿区需修排洪沟423m。

3.2 泥石流灾害防治工程

在泥石流堆积扇前缘修筑一道拦渣

坝，防止泥石流固体物质对公路造成危害。墙体采用M7.5砌石结构，顶宽0.5m、高2m，基础埋深0.5m，外侧边坡1∶0.25、内侧边坡1∶0.45，墙体内设计直径50mm泄水孔。拦渣墙长度25m，建筑材料采用探矿采矿建筑时产生的弃碴。

3.3 矿山地质环境恢复治理工程

3.3.1 矿山道路地质环境恢复

采矿结束时需对矿山道路进行地质环境恢复，工作内容包括：硬化路面拆除、地形地貌恢复、草籽撒播等。设计恢复路面5.35km，工作量约17 000m2。

3.3.2 永久性工程的拆除与植被恢复

采矿结束时需对矿区内的采矿场、炸药库、维修车间、生活区等进行地质环境恢复，工作内容包括：永久性工程的拆除、地形地貌恢复、草籽撒播等。设计工作量恢复面积约5 000m2。

综上，在工程施工前和施工结束后需进行地质环境恢复的面积共计约22 000m2。

图2　矿区道路内侧排水沟结构

4　结论

以西藏某石灰石矿山为例，说明了《方案》编制中应以矿山地质环境背景调查、矿山地质环境影响评估和矿山地质环境保护与治理恢复工程为要点，这样才能使《方案》主次分明，重点突出，更好地为矿山环境整治、制定矿山地质环境保护规划提供参考。

【参考文献】

[1]中华人民共和国国土资源部.矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范[D].辽宁师范大学,2011.

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[3]庞韶伟.岩土工程勘察质量的相关问题与对策[J].中华建设, 2011(12):126-127.

[4]于素红,魏永齐,尹红美.露天采矿矿山地质环境治理与恢复[J].地下水,2011(1):70-74.

[5]胡丹,胡志文,欧阳燕.浅谈矿山地质环境治理与恢复[J].低碳世界,2013(3):53-54.

【其 他】

Analysis on Compilation Key Points of Geological Environment Restoration and Improvement Project of Limestone Mine in Tibet Areas

LI Yan-bing, DING Su-ling
(Zhongcai Geological Engineering Exploration Academy Co., Ltd., BeiJing 100102, China)

Abstract:The development and utilization of mineral resources will cause damage to the ecological environment inevitably. For a long time, due to the unreasonable development and utilization of mineral resources, it leads to a variety of mine geological environment problems. In this paper, by using the Shikuaidi limestone located at Duilongdeqing district Tibet as an example, some compilation key points on restoration and improvement project of geological environment has been analyzed in terms of background investigation, impact assessment and project arrangement of the mine geological environment, which in order to provide some references for mining geological environment control and geological environment protection planning.

Key words:limestone; geological environment; restoration and improvement

【收稿日期】2015-03-16

【文章编号】1007-9386(2015)03-0057-04

【文献标识码】A

【中图分类号】X820.9；TD167