铜绿山铜铁矿地质环境恢复治理实践

李红利

（大冶有色金属有限责任公司矿业分公司）

铜绿山铜铁矿一直重视矿山地质环境的恢复治理工作，坚持“在保护中开发，在开发中保护”的原则，合理有序地开发矿产资源，最大限度地降低地质环境破坏，保护、治理矿山地质环境，实现人与自然和谐共处、矿山环境的可持续发展［1-12］。

1 矿区地质环境

铜绿山铜铁矿是一个坑采露采并举、采选兼备的大型矿山，已有50余年的开采历史，已建成完整的采矿、选矿、运输、供电、供水、尾矿等设施。矿区位于大冶湖盆地南部边缘的丘陵残丘区，属低山、丘陵和湖盆区地貌单元。现矿区内地形、地貌因矿山开采有了较大的改变，矿山浅部矿体露采后形成了南北2 个露采坑，于2015 年停产，位于矿区的西面；尾矿库位于生产区选矿厂东北0.7 km 处；1#排土场位于露采坑西北角，2#排土场位于露采坑的北端，紧邻1#排土场；矿山居民区、办公区与排土场、生产区、尾矿库等保持一定的安全距离。

1.1 水文地质条件

铜绿山铜铁矿体位于当地侵蚀基准面以下，矿床赋存于岩浆岩与大理岩接触构造带中，矿体多数位于岩溶比较发育、富水性中等的大理岩岩溶裂隙含水层中，局部矿体位于相对隔水的岩浆岩中。洪水期大冶湖水与矿床地下水的水力联系弱，南部大理岩岩溶裂隙水及青山河地表水为矿坑充水的主要来源，矿床水文地质条件为中等—复杂的岩溶裂隙充水矿床。

1.2 工程地质条件

覆盖于基岩之上的残坡积黏土层结构松散，稳固性差；浅部岩体风化强烈，岩石易破碎，稳固性差；露采坑边坡的岩（土）体风化强烈，稳固性较差，容易发生岩（土）体崩塌和蠕动；井下接触带的岩浆岩蚀变较强，稳固性差，井巷易发生冒顶、底鼓、片帮；远离构造接触带的岩浆岩较完整坚硬，稳固性较好，井巷发生冒顶、片帮可能性较小；铜铁矿体及矽卡岩中小部分岩石稳固性较差，井巷发生冒顶、片帮的可能性较大；大理岩岩石坚硬，稳固性好，井巷发生冒顶、片帮可能性较小。矿床工程地质条件为中等—复杂类型。

1.3 环境地质条件

矿区位于构造剥蚀丘陵—湖积盆地地貌单元，大理岩岩溶比较发育，矿区地质灾害主要是露采坑片帮滑坡和地面岩溶塌陷，矿山开采造成轻度水土流失。矿区地质环境质量类型为不良类型。

2 矿山地质环境现状

铜绿山铜铁矿对出现的地质环境问题进行了及时处置：一是对露采南坑西帮大理岩透水层采取了帷幕注浆，隔水效果显著；二是对青山河塌陷区进行了河道清理、架设人工渡槽、修筑人工河床、加高堤坝并注浆止水等工程，堵水效果显著；三是对露采北坑东帮加固支护工程，目前为基本稳定状态；四是对1#、2#排土场坡面削方整形，坡脚修筑挡土墙、拦渣坝、排水沟、顶面及坡面绿化等工程，目前排土场较稳定，植被生长正常；五是对矿山采矿活动形成的采空区及时注浆充填，对查明的井下民采空区胶结充填，消除采空区隐患，目前尚未产生冒顶塌陷现象；六是对尾矿库闭库，实施了库区溶洞注浆治理、库区平整、排洪设施整治、库区简易复垦、监测设施修复等项目，通过实施闭库工程，各种隐患得到了治理；七是实施露天转地下开采防水治理工程，确保地下采场的安全，消除了井下防汛隐患，尾砂得到了合理利用，保护了周边环境。

矿山经多年的地质环境恢复治理工作，取得了较好的成果，现结合实际情况，对矿山地质环境影响进行分析评估。

2.1 露采坑边坡稳定性

露采坑坑顶高程30～50 m，坑底最低高程-173 m，采坑边坡坡度一般在46°～56.5°，局部达70°，边坡高120～215 m。影响采坑边坡稳定性因素为边坡自身稳定性、采空区影响、长期的外力震动、坡顶堆载、地下水的地质作用。采用传递系数法、Bishop圆弧条分法计算边坡稳定性，数值模拟分析法进行校核，认为在自然工况下，边坡处于不稳定的发展阶段，目前处于基本稳定状态；在暴雨工况下，边坡处于欠稳定状态，计算结果同边坡微观现状基本一致。根据分析结果，露采坑边坡在暴雨工况下需要加强监测。

2.2 排土场稳定性

排土场为人工堆积碎块石土，结构松散，面积约0.52 km2，矿渣分两级堆积，最大厚度30～40 m，坡角40°～60°。排土场经坡面削方整形、坡脚修筑挡土墙、拦渣坝、排水沟、顶面及坡面绿化等工程，目前较稳定，植被生长正常，危害性较小。应定期进行监测，以防发生意外。

2.3 地表塌陷

矿山采用充填法开采，目前主要开采-425～-725 m标高矿体，发生塌陷的可能性较小。后续生产中将继续及时充填，并对地表变形进行监测。

矿区南西主要为大理岩分布区，地表的青山河流经此处，其下伏的大理岩岩溶在地表水或地下水的交互溶蚀下发生地表塌陷的可能性较小。后续生产中将对地表变形进行监测。

2.4 尾矿库稳定性

2018 年铜绿山矿尾矿库闭库治理工程启动，实施了库区溶洞注浆治理、库区平整、排洪设施整治、库区简易复垦、监测设施修复等项目，2019 年尾矿库闭库工程安全设施通过了竣工验收。目前，尾矿库实施闭库工程后存在的各种隐患得到了治理，地质灾害发生的可能性较小。矿山今后应做好库区管理、巡查、监测工作。

2.5 地下含水层

矿山在生产过程中对废水进行了沉淀净化处理，外排废水达标排放；矿井正常涌水量为4 896 m3/d，矿区及周围地表水体漏失不严重，未影响到矿区及周边生产生活供水。目前对区内浅层地下水监测表明，7 项检测项目指标均达到地下水Ⅲ类水质标准，区内地下水水质较好，目前没有受到污染。

2.6 地形地貌景观

矿山对露采坑进行了治理，减轻了对周围环境的影响，对已经失去功能的排土场和尾矿库进行了复垦，恢复了部分土地功能，效果良好。通过持续的环境整治和对已复垦区域的管护，对地质环境的影响将逐步减轻。后续采矿工作主要集中在井下，且采用充填法采矿，对地表的影响较小。

3 矿山地质环境保护与恢复治理原则和目标

3.1 地质环境保护与恢复治理的原则

（1）坚持矿山治理与城市规划相适应的原则。以黄石城市发展目标为基础，统筹安排矿产开发工作，加大矿山治理和生态恢复工作的力度，既保证矿产资源的长期稳定供给，又为人民提供良好的生活和工作环境。

（2）坚持环境保护优先的原则。加强矿山生态环境保护、治理，坚持“在保护中开发，在开发中保护”“谁开发，谁保护，谁破坏，谁恢复，谁投资，谁受益”的原则，积极保护自然景观和生态环境，坚决禁止对环境产生严重破坏的矿业活动。

（3）坚持科技兴矿的原则。采用新工艺、新设备、新技术、新材料提高矿产资源开发利用水平，充分、合理地利用矿产资源，减少资源浪费，降低或杜绝矿业开发引起的环境污染和生态破坏。

（4）坚持以人为本的原则。将人放在第一位，当矿产开发影响人民正常生产、生活时，矿业开发要为人让路。

3.2 地质环境保护与恢复治理的目标

对矿山建设及开采活动导致的生态环境破坏进行恢复治理，尽可能使其恢复到原始状态或可供重新利用的状态；对露采坑边坡、地面塌陷区等潜在的地质灾害区域进行地质环境监测预报，监测排土场、尾矿库复垦效果；不断推进绿色矿山建设，促进矿业开发与环境保护、人类生存环境、社会经济的持续和谐发展。

4 矿山地质环境恢复治理工程

（1）露采坑治理工程。继续实施铜绿山铜铁矿露天转地下开采防水治理工程，采用全尾砂胶结充填南、北露采坑，在坑底形成隔离层，隔断露采坑与井下的水力通道，降低高陡边坡滑坡高度，恢复土地功能及植被重建，确保井下开采和古铜矿遗址的安全，有效改善和保护地质环境。

（2）排土场及尾矿库复垦后管护。定期对排土场及尾矿库进行监测，如有异常情况及时进行处理；对复垦情况进行跟踪，有未成活的植物及时补种。

（3）含水层破坏防治。做好地表植被修复，涵养水源，及时对采空区进行充填，减小围岩移动变形对含水层结构的破坏，做好生产废水的综合利用，实施厂区雨污分流治理工程。

（4）遭到破坏的地形地貌景观的防治。矿山闭坑后，对露采坑进行复垦，对生产生活区进行植树绿化。

（5）矿山地质环境监测工程。根据矿山地质环境现状和地质环境保护目标，建立露采坑、排土场边坡稳定性监测及预警预报体系；定期对矿区及周边进行水土环境污染调查，建立数据库和信息平台，为有效预防水土污染提供可靠数据；利用遥感等先进技术，完善矿山地质环境监测系统，定期对矿山的地形地貌景观破坏情况进行监测。

5 治理效果

（1）社会效益。改善矿区居民的生存条件、生活环境，提高生活质量，改善矿地关系，改善本区域的经济发展环境；矿山地质环境的恢复将有力地促进当地社会经济的发展及和谐社会的构建，社会效益明显。

（2）环境效益。矿山闭坑后，矿区占用和破坏的土地、林地将得以治理和恢复。矿区地质环境的恢复既能有效地利用土地资源，也能改善当地的生态环境，充分体现了“预防为主，防治结合”“在保护中开发，在开发中保护”和“依靠科技进步，发展循环经济，建设绿色矿业”等矿山地质环境保护的基本原则，其环境效益显著。

（3）经济效益。矿山地质环境恢复治理工程可以为当地提供就业机会，减少矿山因地质环境问题造成的损失，提高矿山的经济效益。

6 结论

矿山地质环境保护与恢复治理应与矿山建设及开采相结合，转变矿山企业重开发、轻保护，重效益、轻环境的旧观念，贯彻新发展思路，落实新发展理念，建设生态型矿山。通过实施矿山地质环境恢复治理工程，综合治理矿山地质环境、地面塌陷、地裂缝等一系列地质灾害，避免造成不必要的经济损失，最大限度地减少矿山运行产生的不利环境影响，促进矿山与自然的和谐发展。