广东省河源市山子尾矿区绿色矿山建设研究

曾传炯

（广东省核工业地质局二九二大队，广东 河源 517000）

河源市山子尾矿区位于河源市城区233°方向，为露天开采，按“由上而下，分水平台阶开采”的原则开采，矿山采取公路开拓汽车运输的方式。露采最终边坡，台阶高度15m，第四系表土及半风化岩台阶高度≤8m；台阶坡面角矿层70°，第四系表土及半风化岩≤45°，安全平台宽度4m；每隔二个安全平台设置一个清扫平台宽度6m；作业平台宽度≥35m；最终边坡角53°。随上部终了台阶出现及时复绿，基本实现了边生产边复垦以及绿色矿山建设的基本需求。但是，为了加快绿色矿山建设，仅靠自然恢复较缓慢，故本文在野外调查的基础上，总结出了一套适合本矿区的绿色建设方案，为同类矿山绿色发展提供参考。

1 绿色矿山建设总体措施

1.1 矿山地质灾害预防措施

矿山为露天开采，可能发生的地质灾害有滑坡和泥石流。其中，矿山地质灾害预防措施包括以下几个方面。

滑坡的预防措施：矿山开采剥离的废土、废石及时运往排土场，不可随意堆放，严格按照开发利用方案设计的边坡角和开采台阶进行采矿活动，在开采平台、采场外围修筑截排水沟，预防地质灾害的发生。

泥石流的预防措施：排土场因先修筑好挡土墙，然后再合理堆放矿山废土、废石，并在排土场外围修筑截排水沟，消除诱发泥石流的水源条件。

1.2 水土环境预防措施

矿山露天开采，且开采过程中没有有毒有害物质，为防止有毒有害废水、固废淋滤液污染地下水，部署修筑排水沟和沉砂池工程。对含水层破坏的防治，采取以工程措施、监测措施为主，矿山在进行开采活动时，必须采取充填与排供结合的控制疏排水，在开采时进行日常巡查，清除周边污染物[1]。修砌沉砂池，将露天采场等区域地表水经沉砂池沉淀后排出，根据矿山在极端天气地表最大汇水量及矿区周边地形地貌（丘陵得出汇集于沉砂池汇水的系数），故设计沉砂池的规格：深1.5m，宽约4m，长约8m（容积48m3）（沉沙含量≯ 500g/m3）。

1.3 土地复垦预防措施

在矿山开采过程中尽量减少不必要的土地损毁，矿山工业场地选择前期采场作为矿山的加工厂，减少对其他土地的压占和损毁。

2 露天采场的绿色建设

采场平台长度5915m，采场平台挡土墙5915m，排水沟长度5822m，采场外围截水沟长度822m（图1）。台阶外侧应设置挡土墙，避免回填表土发生水土流失，对复垦土地的损毁，挡土墙长度5915m。

图1 露天采场平台绿色建设剖面示意图

挡墙采用重力式挡墙设计，设计墙底部墙厚0.5m，顶部厚0.3m，墙高0.6m，材料为建筑块石，采用M7.5砂浆浆砌；挡墙按10m间距设置间隙缝，挡墙内设2排泄水孔，水平间距为2m、纵向间距1.5m、向外倾斜坡率为2%（图2）。此外，考虑到梯级边坡水量较小，在边坡平台内侧设置排水沟，坡底线外0.5m修筑排水沟，排水沟为浆砌片石结构。

图2 台阶挡墙示意图

2.1 露天采场底板

到开采终了期，采场位于地面以下的凹陷部分（+130m以下）由于地势凹陷不适宜复垦为林地，可复垦为坑塘水域，为防止发生人畜溺亡，在坑塘的四周修建防护网及排洪渠并设置安全警示牌，该区域面积3.38hm2。采场底板凹陷区周围修建围栏，高1.3m，长度770m，每隔100m修建一座警示牌，共计修建警示牌7个。排洪渠设置于采场东侧，水沟设计的尺寸按照（20年一遇）采场截水沟尺寸进行设计：底宽0.4m×高0.52m×顶宽0.8m，砌块厚度0.12m，过水面积0.24m2，设置排洪渠总长度77m。

2.2 采矿边坡台阶

露天采场+130m标高以下部分设置为坑塘水域，+130m以上台阶边坡边缘砌筑挡土墙，回填土壤。其具体的绿色建设步骤包括：①覆土工程：矿山开采前先剥离表土，采矿结束后清理地表碎石后利用剥离的表土对采坑和平台空地进行覆土，设置为有林地的覆土厚度为50cm；②土地平整：覆土后平整土地；③植物措施：开采平台种植灌木和撒草籽，平台内侧种植爬藤植物对坡面进行垂直绿化，种植密度3条/m，此外，对开采坡面进行设置防护网；④临时排土场绿色建设措施：临时排土场堆放矿山开采剥离的表土，矿山其他区域复垦取土完毕后，对排土场进行平整，临时排土场平台种植乔木和撒草籽，堆土台阶坡种植灌木、撒草籽和爬藤植物，种植密度3条/m；⑤矿山道路复垦措施：矿山道路保留方便当地居民生产生活，但需对矿山道路进行维护，在在道路两旁种植乔木，种植间距3m，空地撒播草仔；边坡内侧种植爬藤植物对坡面进行垂直绿化，种植密度3条/m。

2.3 地质灾害防治

随着资源的开发与利用，使得矿山地质环境受人类采矿活动扰动影响较大，加剧了矿山地质灾害的发生，如崩塌、滑坡和泥石流[2]。因此，在绿色矿山建设过程中必须充分考虑矿山地质灾害的防治措施，这也是绿色矿山建设的重要组成部分。根据对研究区矿山地质环境问题调查，其中地质灾害主要包括滑坡、崩塌和泥石流，其具体防治措施如下：

（1）崩塌、滑坡灾害防治工程措施。矿山中崩塌和滑坡灾害主要发生在排土场以及露天采场、综合服务区等部位。其中，排土场崩塌、滑坡防治工程措施包括：①排土场应合理堆放废渣弃土，严格按照开发利用方案修筑截（排）水沟，设计稳定的边坡角，必要时应采取加固措施，并在下游修筑沉砂池；②修建截排水沟工程：在排土场周边设置截（排）水沟，屏蔽排土场外部所有山坡径流，防止山洪冲刷排土坡面，并最大限度减少排土场总汇水量，同时减少排土场水土流失。露天采场、综合服务区、崩塌、滑坡防治工程措施包括：①露天采场严格按照开发利用方案所设计的参数进行开采活动，在局部较破碎的地段可适当降低坡度，必要时应采取边坡加固（如锚固、抗滑桩、支挡等措施）；②修建截（排）水沟工程：在露天采场及综合服务区设置境界外截（排）水沟，综合服务区周边汇水。根据场地地形及汇水量，设计截（排）水沟断面与排土场截（排）水沟断面一致）。此外，对于滑坡和崩塌灾害可以通过生物措施加以治理，如对露天采场及排土场等区域进行复垦，恢复植被，防止水土流失等方法。

（2）泥石流防治工程措施。矿山开采过程中，可能发生泥石流的位置在排土场下游，可采取以下措施进行预防与治理[3]：①现有排土场中岩土体应做好护坡，消除泥石流物源；②修建截排水沟工程：未来应做好排土场周边排水工作，消除诱发泥石流的水源条件。此外，排土场内废土石填方完毕后，可对场地进行复垦，恢复植被，防止水土流失根据矿区自然条件和当地有关部门的营林经验，复绿植被优选乔木树种为樟树，并配置本地灌木银合欢，以及草本植物芒草。

3 结语

综上所述，资源的开发与利用对矿山生态环境破坏较大，但是可以通过绿色矿山建设等措施消除采矿活动造成的破坏。

因此，需重视绿色发展与资源开发利用之间的矛盾的关系。通过对市山子尾矿区的建设实践，矿山植被恢复较快，其建设质量基本达到了的预期要求，说明本文所提出的绿色矿山建设方案是合理的，可以较广泛的用于相似气候条件的绿色矿山建设实践中。