商洛市金矿矿山地质环境保护与恢复治理方案研究

王鹏　郝起礼　朱坤

[摘 要]以商洛市商州区金矿为研究对象，通过资料收集、分析及野外调查，查明商洛市商州区金矿矿区及附近的地质环境条件和地质灾害现状，对商洛市商州区金矿的地质环境影响进行现状评估、预测评估，在此基础上进行商洛市商州区金矿矿山地质环境保护与恢复治理分区，并提出治理措施和建议。

[关键词]矿山；地质环境；恢复治理

[中图分类号]TD167 [文献标识码]A

我国是矿产资源比较丰富的国家，矿产资源的开发，为社会经济的发展做出了重要贡献，但传统高消耗、高排放、低效率的粗放型发展方式，造成矿区采空区塌陷、地下水疏干、地形地貌景观破坏和土地资源污染等问题，矿山地质环境保护与恢复治理迫在眉睫。商洛市商州区金矿于2008年开始生产，截至目前矿山矿石存量已基本消耗殆尽。矿山的开采为当地经济社会的发展做出了贡献，同时由于粗放式的开采方式，只开发不治理，造成矿区周边滑坡、泥石流等地质灾害，威胁周边居民的生命财产安全。为了恢复当地地形地貌景观和土地资源，保护居民生命和财产安全，对本矿区内地质环境影响进行现状评估和预测评估，在此基础上进行商洛市商州区金矿矿山地质环境保护与恢复治理分区，并提出治理措施和建议。

1 矿区概况

商洛市商州区金矿位于陕西省商洛市商州区孝义镇，矿区地理坐标：东经110°07′54.2″～110°09′23.5″，北纬33°40′46″～33°41′28.2″。矿山设计生产规模为2×104t/a，矿山工程包括：开采区、选厂、办公生活区、尾矿库和矿山道路等。矿区面积约0.58km2。开采矿体为Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号，其中Ⅰ号矿体为主矿体，平均厚度0.81m，采用浅孔留矿法开采；Ⅱ号和Ⅲ号矿体平均厚度0.4-0.48m，采用削壁充填法开采。

2 评估范围与级别

2.1 评估范围

根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》（DZ/T0223-2011）（以下均简称《编制规范》）的有关要求，采矿区西北侧以头道岔沟脑为界，西至戴沟沟口，南至苦水沟北侧山梁，东侧至白娃娃沟右侧山梁顶部，确定本矿山地质环境评估区总面积0.76km2。

2.2 评估级别

矿山生产建设规模为小型，评估区重要程度为较重要区，地质环境条件复杂程度属中等。根据《编制规范》附录D的要求，确定矿山生产建设规模为小型矿山。

3 现状评估

3.1 地质灾害

评估区共发现地质灾害有泥石流隐患3处、滑坡1处。除此之外评估区未发现崩塌、地裂缝和地面塌陷灾害。

3.1.1 泥石流地质灾害危险性现状评估。矿山现有泥石流隐患3处，分别位于戴沟、二道岔和三道岔。戴沟为年河支沟，沟长约680m，坡降320‰，汇水面积0.2km2，沟内地形较陡，表层岩石破碎，风化强烈，地表第四系残坡积层厚度约1～2m，由于采矿形成的弃渣Z1、Z2、Z3、Z4堆放在沟道内（见图1～4）。考虑戴沟沟道内现有一处堆积层滑坡H1，易受降雨影响发生滑塌，构成泥石流物源。综上所述，戴沟沟道内泥石流物源方量总计2.38×104m3，稳定性整体呈较差-基本稳定状。二道岔为桐树沟支沟，沟长约820m，坡降220‰，汇水面积0.3km2，沟内地形较陡，表层岩石破碎，风化强烈，地表第四系残坡积层厚约0.5～1m，由于采矿形成的弃渣Z5、Z6堆放在二道岔沟道内（见图5、6），考虑二道岔沟道两侧表层局部残坡积层，易受降雨影响发生滑塌，构成泥石流物源，估算方量约有2000m3。综上所述，二道岔沟道内泥石流物源方量总计0.31×104m3，稳定性整体呈较差-基本稳定状。三道岔为桐树沟上游支沟，沟长约920m，坡降180‰，汇水面積0.3km2，沟内地形较陡，表层岩石破碎，风化强烈，地表第四系残坡积层厚约0.2～0.5m，采矿形成的弃渣Z7、Z8堆放在三道岔沟道内（见图7、8），形成泥石流物源，尾矿渣Z9堆放在三道岔沟道内（见图9），方量约4428m3。考虑三道岔沟道两侧表层局部残坡积层，易受降雨影响发生滑塌，构成泥石流物源，估算方量约有1800m3。综上所述，三道岔沟道内泥石流物源方量总计1.82×104m3，稳定性整体呈较差-基本稳定状（各泥石流平面隐患示意图见图10～12）。

3.1.2 滑坡地质灾害危险性现状评估。戴沟滑坡H1位于戴沟沟道内距沟口约240m，长30m，宽80m，厚度2m，体积约为4800m3，滑体坡度35°，滑向145°，属小型堆积层滑坡。目前该滑坡稳定性差，主要威胁矿山工作人员、矿山道路的安全，危害程度中等，危险性中等（见图13、14）。

3.2 含水层

矿区地下水主要为第四系孔隙水、基岩裂隙水。主要接受大气降雨补给，补给条件差，与周边区域含水层无联系；矿床开采对矿区含水层结构影响和破坏程度较轻；区内地形利于自然排水，主要开采矿体位于当地侵蚀基准面以上（侵蚀基准面为860m），与地表水系无直接联系，矿山开采对地下水和矿区地表径流的影响和破坏程度较轻。

3.3 地形地貌景观

评估区位于商洛市商州区孝义镇甘河村一带，周边无需要保护的地质遗迹、人文景观、自然保护区及旅游景点分布；矿体顶底板围岩稳定性好，采矿硐室稳定，未形成地面变形，对地形地貌景观影响轻。采矿形成的弃渣沿沟堆放，破坏地貌景观面积约2.5hm2。对矿山地质环境影响和破坏程度较严重。

3.4 土地资源

本矿山地面建设工程分布较为零散，现状评估拟根据矿山不同工程分区，按照集中连片分布特征进行评估。主要包括戴沟废石堆场、二道岔废石堆场、三道岔废石堆场、开采区和矿山道路，以上工程共占用破坏灌木林地5.03hm2，故评估区采矿活动对土地资源破坏严重。

4 预测评估

4.1 地质灾害

（1）矿山建设或生产活动可能遭受地质灾害危险性评估

矿山开采工程包括采矿工程、主平硐、风井和坑口设施。这些工程中戴沟采矿平硐PX-21、PX-27，矿山职工临时工棚及其坑口设施均处于戴沟滑坡（H1）和泥石流隐患（N1）的受危区内，矿山建设或生产活动可能遭受地质灾害危险性中等；二道岔矿山职工临时工棚及其坑口设施均处于二道岔泥石流隐患（N2）的受危区内，矿山建设或生产活动可能遭受地质灾害危险性中等；三道岔矿山职工临时工棚及其坑口设施均处于三道岔泥石流隐患（N3）的受危区内，易遭受泥石流、滑坡地质灾害的威胁，危险性中等。

（2）采矿活动引发或加剧地质灾害的危险性预测评估

开采区工程包括采矿工程、主平硐、阶段平硐和布置在主平硐附近的附属办公设施，如空压机房、变电所、机修车间等。1010m主平硐硐口：位于戴沟口东北侧，目前由于矿山处于停采阶段，硐口暂封。由于该平硐洞口为已建工程，因此不会引发地质灾害。预测评估认为主平硐及坑口设施引发地质灾害的可能性小，危险性小。矿区Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号矿体主要由石英脉组成，顶底板围岩均为石英片岩、二云石英片岩。岩石抗压强度28.90-88.40MPa，平均53.16MPa，抗剪强度26.5-43.3MPa，平均33.2MPa。岩石硬度系数f值为8-10，岩石f≥10。矿围岩均属较稳固至稳固。商州区金矿Ⅰ号矿体采用浅孔留矿法为主，Ⅱ、Ⅲ号矿体采用削壁充填法，可有效防止采空区地面陷落，保护开采工程的安全运行。因开采区无常驻人口，开采区地面变形不会引起地面塌陷、沉降及地裂缝等地质灾害，其对地质环境的危害性小、危险程度较轻。综上，预测认为采矿引发地面塌陷和地面裂缝的危险性小。

4.2 含水层

本矿区属于低山区，矿床水文地质条件为简单的裂隙充水矿床，区域范围含水层主要为基岩裂隙含水层，含水层富水性弱，以静贮量为主，接受大气降水补给，矿坑进水边界条件简单，补给条件差。商洛市商州区金矿其资源至今已基本消耗殆尽，矿山后期开采工程主要用于采矿边角的回收利用，后期采空区空间增加较小，采矿活动对地下水含水层的扰动较小，预测采矿活动对矿区含水层影响仍维持原有状态，即矿区开采活动对含水层影响和破坏程度较轻。采矿活动不会影响矿区生产生活供水。综上分析，预测评估区采矿活动对含水层影响程度较轻。

4.3 地形地貌景观

本矿山工程包括地面工业场地和地下开采工程两部分。地面工业场地：戴沟废石堆、二道岔废石堆、三道岔废石堆，均能够满足矿山关闭前的生产需求，不需增建工程或占地面积，这些工程设施对地形地貌景观的影响维持现状，即矿山废石场对地形地貌景观影响及破坏的程度较严重。地下工程：包括平硐、风井和采矿工程等，地下开采工程不易引发地面塌陷和裂缝灾害，危险性小，对地形地貌景观的影响及破坏程度较轻。

4.4 土地资源

由于商洛市商州区金矿其资源至今已基本消耗殆尽，根据剩余储量及服务年限估算，年增加废石量1500m3，开采设计确定的戴沟废石堆、二道岔废石堆、三道岔废石堆，均能够满足矿山关闭前的生产需求，不需增建工程或占地面积，矿山活动对评估区土地资源的占用破坏程度总体维持现状。各矿山工程共占用破坏灌木林地5.03hm2，故评估区采矿活动对土地资源破坏严重。

5 矿山地质环境保护与恢复治理工程

5.1 矿山地质环境保护与恢复治理分区

按照《编制规范》的有关要求，结合矿区地质环境条件、矿区地质环境现状和预测评估结果，将矿山地质环境保护与恢复治理区0.76km2，划分为重点防治区、次重点防治区、一般防治区3个级别。其中：重点防治区（AH）1个，次重点防治区（BH）2个，一般防治区（CH）1个。

5.2 矿山地质环境防治工程

现状泥石流隐患采用拦挡坝、截水沟和固渣措施进行防治；滑坡采用擋土墙和截排水的措施进行防治；在采空区或后期可能发生地面塌陷、地裂缝的范围布设刺丝围栏和警示标志，矿山专职监测人员要定期巡查采动影响范围是否有地面塌陷及裂缝的出现，做好巡查记录、汇总分析和地表变形预测。

5.3 地形地貌景观恢复治理工程

矿区地面建设工程对原来的地表形态、植被造成直接破坏，较长时间占用土地。矿山闭坑后进行综合治理，对不可利用的建筑物采取拆除、整平覆土和植被恢复等防治工程。

6 结语

（1）现状评估：区内H1滑坡及N1泥石流隐患，属中度易发性，威胁沟口村民及房屋的安全，危害程度中等，危险性中等；采矿活动对地形地貌景观破坏较严重，占用或破坏土地资源严重，对含水层破坏较轻。N2、N3泥石流隐患，属轻度易发性，威胁沟口村民及房屋的安全，危害程度小，危险性小；采矿活动对地形地貌景观破坏较严重，占用或破坏土地资源严重，对含水层破坏较轻。

（2）预测评估：矿业活动遭受H1、N1泥石流灾害的危险性中等，遭受N2、N3泥石流灾害的危险性较轻，引发采空区地面塌陷的危险性小；采矿活动对地形地貌景观破坏较严重，占用或破坏土地资源严重，对含水层结构破坏程度较轻。

（3）按照“在保护中开发，在开发中保护”“因地制宜、边开采边治理”和“预防为主，防治结合”的原则，明确了矿山地质环境保护与恢复治理的目标和任务，并部署了具体的治理工作。主要包括拦挡工程、防洪工程、弃渣堆整治工程、闭坑期防治工程及变形监测等。

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