荔浦木楼灰岩矿山环境评估及恢复治理措施

黄靖哲



荔浦木楼灰岩矿山环境评估及恢复治理措施

黄靖哲

（桂林理工大学地球科学学院，广西 桂林 541006）

在了解矿山基本概况和查清矿山地质环境条件的基础上，结合矿山实际情况，从地质灾害、含水层、地形地貌景观等方面进行了矿山地质环境影响现状评估。现状评估表明，该矿山主要发育滑坡和危岩，地质灾害中等发育，对地貌景观影响较严重。根据评估结果，提出了植被恢复工程等矿山地质环境恢复治理措施，对消除或减弱矿山地质灾害，全面恢复矿山生态环境具有一定指导意义。

灰岩矿山；地质环境；治理恢复；荔浦木楼

图1 荔浦县木楼采石场建筑石料用灰岩矿平面示意图

矿区属亚热带季风气候，年平均气温19.6℃。本区雨量较为丰富，年平均降雨量为1 424.4 mm。降雨多集中在4~8月份，占全年降雨量的80%。

图2 矿区综合地层柱状图

1 矿山地质环境条件

1.1 地形地貌

矿区位于侵蚀溶蚀地貌区之峰林平原亚区，地貌类型简单，海拔标高+329.4 m~+180 m，相对高差149.4 m，自然山体总体坡度15°~25°，局部较陡，发育有悬崖断壁，地形在山体和平原接触带起伏变化较大，地形较复杂。

1.2 地层岩性

矿区内出露的地层主要有下石炭统黄金组（C1）和第四系（Q）覆盖层（图2）。现由新到老分述如下：

1）第四系耕植土（Q4）：主要分布于矿区植被茂密处，呈黑色-灰褐色，主要由富含有机质的粘土夹植物根系组成，含少量碎石，多呈松散状态，厚度0.3~0.5 m。溶余残坡积红粘土（Q4）：主要分布于矿区范围内山坡、山脚、山沟、洼地等处，为灰岩风化而成的残积松散土层，呈棕红-棕黄色，土中含少量碎屑矿物，碎石及碎块含量5%~10%左右，碎石直径约5~30 mm不等。土质较均匀，土层结构不甚均一，山坡较薄，坡脚处较厚。

2）下石炭统黄金组（C1）：出露于整个矿区，岩性为浅灰色灰岩，矿体（灰岩岩层）呈单斜状地层产出，为矿区主要开采矿体。岩石表层风化程度较高，性脆。灰岩表层中等风化，厚度分别为0.5~2.0 m，主要为风化作用形成有溶沟、溶隙，风化物主要为风化残余的粘土、碎屑矿物和残余灰岩碎块等。

表1 评估区节理特征表

1.3 地质构造

在区域上断裂构造发育，主要为北东-南西向断裂。区域断裂距离矿区较近的断层主要为矿区西部的乌黎坳逆断层，总体呈北东-南西向，区域内可见长约5.5~6.0 km，为一逆断层。区域构造运动对本区灰岩的节理裂隙发育有一定的影响。矿区主要为下石炭统黄金组（C1）灰岩，未见明显断裂活动迹象，岩层产状160°∠50°。岩石节理、裂隙较发育，局部地段可见发育有两组较为明显的节理裂隙（表1），节理主要为剪节理，节理面多平直，节理宽度为0.3~0.7 cm，主要充填物为少量方解石、铁质、泥质碎屑。

总体看，矿区内地质构造简单。

1.4 水文地质特征

矿区矿体位于当地最低侵蚀基准面以上，充水主要以大气降水为主，周边无地表水体补给，补给条件好。其径流场受地形控制，渗流场与地形基本一致，自然疏干条件良好。区内含水岩组主要为下石炭统黄金组灰岩，受裂隙影响富水程度不均匀，水文地质条件简单。

采集的翠绿色仿独山玉样品有：戒面三粒、手标本三块(如图1)，玻璃-蜡状光泽，透明，整体为翠绿色-绿色，颜色分布均匀，隐晶质结构，主要呈块状、脉状、条纹状构造，其次为弱定向、团窝状等。经常规宝石特征检测，样品的折射率为1.58(点测)，摩氏硬度为4.5，相对密度2.858(静水比重法)。与白天蓝、满绿独山玉相比，样品的颜色、折射率、相对密度均与其相似，但摩氏硬度较独山玉(5.5～6.4)[1]的偏低。因此，下文重点从显微结构、化学成分和红外光谱三个方面进行了详细的研究。

2 矿山地质环境评估

2.1 矿山地质灾害现状评估

矿区位于侵蚀溶蚀地貌区之峰林平原亚区，雨量充沛，沟谷发育，有集中强降雨时水流湍急；第四系覆盖层厚度不大，结构较为松散，岩体节理裂隙弱发育，表层岩石风化强烈。矿山采用露天开采，公路运输开拓，矿种类别为建筑石料用灰岩矿。矿山保有灰岩资源量123.77万t，属于小型矿山。矿区经过多年的采矿活动形成了5处开采边坡、4处填方边坡（表2）以及1处危岩。

表2 现状采场边坡特征表

1）现状边坡：前期1处旧开采边坡P1、4处采场边坡P6~P9和4处填方边坡P2~P5。P1宽约20~25 m，高约5~15 m，产状为318°∠70°，已废弃；P6~P9均为岩质边坡，由灰岩及上覆第四系土壤构成，灰岩主要发育2组节理（J1、J2），频度1~3条/m，使得岩石破碎。为分析现状边坡的稳定性，根据工作面上节理、岩层产状及工作面边坡的特点，选用赤平极射投影图法（图3），选取P7进行分析示例，主要分析单个台阶的稳定性。

图3 P7边坡与构造面赤平投影图（下半球投影）

P7结构面中， J1、J2倾角均大于边坡角，表明上述结构面切割的岩块处于稳定状态。层面（S0）与坡向夹角大于60°，表明上述结构面切割的岩块处于稳定状态。J1与J2组合交割线倾向与坡向夹角大于60°；J1与 S0组合交割线倾向与坡向夹角大于 60°，表明上述结构面切割的岩块处于稳定状态。 J1与 S0组合交割线倾向与坡向夹角大于0°且小于30°，且倾角小于边坡角，表明上述结构面切割的岩块处于不稳定状态。

P1、P6、P7、P8和P9各结构面及结构面组合切割的岩块，除P7中J1/ S0切割体、P7中J1/ J2、J1/ S0切割体不稳定外，其余结构面切割的岩块处于基本稳定或稳定状态。上述边坡在现状处于稳定状态，目前未发生过崩塌、滑坡等地质灾害。

2）危岩W1：位于P8上（图4），系采矿过程中形成的孤石，呈不规则状，体积约1.5~2.0 m3，危岩南东侧临空，底部坐于裸露的基岩斜坡上，欲崩落方向约109°，目前危岩整体稳定性较差，威胁下方采矿人员及机器设备，现有危岩未发生崩落地质灾害。

图4 P8边坡上的 W1危岩

2.2 含水层的影响和破坏现状评估

矿山的生产活动已对挖损区地下水的补给、径流、排泄产生了影响或破坏，但由于矿山开采规模较小，开采设计最低标高为+248.5 m，位于当地侵蚀基准面（+180 m）和地下水位以上，与区域主要地下含水层联系不密切。因此，采矿活动对区域主要地下含水层结构不产生疏干影响，基本不改变矿区地表水、地下水的循环条件。矿区生产的为非金属矿-石灰岩，对地下水水质变化及影响较小。总体上，采矿活动对地下含水层的影响或破坏较轻。

2.3 地形地貌景观的影响和破坏现状评估

矿区范围内矿山前期采矿活动主要对矿山地形地貌景观的影响及破坏，具体表现为：采场形成一系列开采边坡，改变地形地貌不可复原； 1#堆料场、2#堆料场、表土场、废渣场、停车场等功能区、办公及生活区、矿山公路等修建同样破坏了部分区段的地形地貌，上述场地被压占或挖损了原有的地形地貌，植被被砍伐，植被无法生长，生态恢复期长。

2.4 土地损毁现状评估

目前对土地资源的影响或破坏主要表现为前期矿山建设以及采矿活动，包括采场、1#堆料场、2#堆料场、表土场、废渣场、停车场等功能区、办公及生活区、矿山公路等区段，总损毁面积2.4174 hm2。采场损毁形式为挖损、破坏土地类型为有林地、灌木林地、采矿用地。

表3 矿区已损毁土地地类面积统计表 （单位：hm2）

3 恢复治理措施

针对不同的矿山地质环境问题实施相应的恢复治理措施。

3. 1地形地貌景观破坏恢复治理

矿山露天开采对地形地貌景观影响和破坏程度较严重。矿山开拓、采掘工程应严格按照设计要求施工，矿石的堆放、设备的存放应充分利用已有平台，剥离的表土应堆放至表土场内，尽量减少对土地资源的占用。矿山生产过程中，对已经形成功能的各区适时补种合适的花草灌木，以便缩短闭坑时植被重建周期，防止过度破坏生态平衡。恢复治理工程主要从保护环境和维护原有使用功能出发，结合环境影响、水土保持设计的相关要求，征询当地群众意见，确定恢复治理后的土地用途为果园、有林地、其他草地、农村道路和采矿用地，主要采用松树（马尾松）、果树、草种植进行恢复治理。

3.2 崩塌、滑坡恢复治理

为了防止崩塌、滑坡等地质灾害，对于矿山生产过程中的弃土、石，应及时输送到排土场和废渣场，不能随意堆放，堆放中坡面应夯实，同时应严格控制堆土边坡的高度；为防止雨季大气降水冲刷排土场，引发崩塌、滑坡地质灾害，应在排土场上撒播草籽以稳固土层。

对于矿区的边坡，应及时清理坡区段上的危岩，对不稳定地段进行加固，由于岩体裂隙较发育，应对边坡裂隙采用砂浆进行注浆加固，并在坡脚种植速生植物（如葛藤）。

对现状边坡和台阶边坡进行恢复治理

现状边坡有开采边坡P1、P6、P7以及填方边坡P2，这些边坡坡度均超过35°；台阶边坡坡度达到70°，超过35°。这两类边坡均不适合覆土复垦，可在种植藤类植物进行攀爬复绿。具体措施为：在各边坡底部种植葛藤，采用穴播，种植间距为0.5 m。

4 结论

1）荔浦县木楼采石场矿种类别为建筑石料用灰岩矿，属小型矿山。采矿活动对原生的地形地貌景观、土地资源的影响和破坏程度较严重；对地下含水层的影响或损毁程度较轻；矿区内地质灾害弱发育，区内地质灾害影响程度较轻；采矿活动对地下含水层、地形地貌景观、土地资源的影响和破坏程度较轻。

2）通过对矿山地质环境问题及危害的分析，对矿区地形地貌及边坡和危岩进行恢复治理，恢复治理措施为对边坡裂隙采用砂浆进行注浆加固，并在坡脚种植速生植物，进行掩盖复绿，最大限度地减少矿产资源开发对地质环境的影响，从根本上改变矿山采空区的地貌景观，努力创建“绿色矿山”。

[1]刘诗云, 郭阿龙, 李霖锋. 广西永福某石灰岩矿山地质环境问题及恢复治理探讨[J]. 山东国土资源, 2017, 33（1）:65-70.

[2]蒋剑, 郑剑锋, 陈雪源. 广西资源县某萤石矿矿山地质灾害危险性评估及防治对策[J].山东国土资源, 2015（1）:50-54.

[3]周游. 广西凤凰山灰岩矿矿山地质环境影响评估及主要治理恢复措施[J]. 山东国土资源, 2013, 29（4）:37-40.

[4]单永磐, 何志聪. 广西临桂重晶石矿山环境评估及恢复治理探讨[J]. 云南地质, 2015, 34（2）:303-308.

[5]韩淑朋, 许少伟. 矿山地质环境保护与治理恢复——以某露天石灰岩矿山为例[J]. 矿产勘查, 2012, 03（1）:111-116.

[6]韦银泽, 广西荔浦石灰岩矿山地质环境保护与恢复治理[J]. 山东国土资源, 2013（3）:26-28.

[7]牛鹏飞. 桂林石灰岩矿山地质环境问题及其保护治理[J]. 长江大学学报（自科版）, 2013, 10（13）:30-32.

[8]郑剑锋, 蒋剑, 陈雪源, 等. 广西通达重晶石矿山环境保护与治理探讨[J]. 云南地质, 2015, 34（3）:465-471.

[9]谢永彬, 毛煜露. 广西灌阳方解石矿矿山地质环境影响评估及治理恢复措施[J]. 山东国土资源, 2014（4）:78-81.

[10]王永生. 矿山地质环境治理存在问题及对策[J]. 南方国土资源，2009 （12）:38 -39.

[11]喻文亮, 刘楚晴, 李阳,等. 广西资源花岗岩矿山环境评估及恢复治理方案[J]. 四川地质学报, 2017（1）:112-116.

Assessment and Control of Geological Environment of the Mulou Limestone Mine in Lipu, Guangxi

HUANG Jing-zhe

（College of Earth Sciences, Guilin University of Science and Technology, Guilin, Guangxi 541006）

This paper assesses present situation of geological environment of Mulou limestone mine based on geohazards, aquifer, topography and landscape. The assessment indicates that landslide and unstable rock mass are developed in the Mulou limestone mine, seriously threatening topography and landscape. Some control measures such as vegetation restoration are put forward.

limestone mine; geological environment; assessment; control; Mulou, Lipu, Guangxi

2017-11-15

黄靖哲（1992-），男，广西来宾人，在读硕士研究生，专业：地质学，研究方向:构造地质学

[P642.5]

A

1006-0995（2018）03-0493-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.032