浅谈乐昌某矿山地质环境影响与修复

马保元

（广东省核工业地质调查院，广东 广州 510000）

1 矿山基本情况及地质背景

（1）矿山基本情况。矿山位于乐昌市区北东35°方位，矿区经约1km简易公路与省道S247相接，约50km到达乐昌市，交通较为便利。矿区面积为34.80hm2，开采标高+797m～+382m，开采方式为地下开采，生产规模：4万吨/a。根据矿山设计开采储量500.5千吨，采矿回收率85%，采矿贫化率12%，矿山服务年限为12年。矿区设采矿工业区、办公室、工业场地和废石堆场。其中办公室、工业场地和废石堆场都是利用原探矿权人已有场地和设施。

（2）矿山地质背景。矿区范围内大面积出露燕山期第三阶段黑云母花岗岩，除第四系残坡积层外，没有发现其它岩石分布。区域上属华南加里东地槽褶皱带的一部分，北东向、北北东向最为发育，次有北西、东西、南北向断裂构造。矿区内发育两条北东向压扭性断层。矿区处于地震基本烈度V度区，区域地壳基本稳定[1]。区内地下水类型主要有松散岩类孔隙水、块状岩类裂隙水及脉状岩类裂隙水，地下水对矿床充水影响较小，基岩裂隙水富水性弱；对矿床露天开采影响不大，水文地质条件中等；评估区工程地质条件总体较好，但局部因修路建房形成高陡边坡，遇岩土疏松地段，岩体稳固性较差，公路边坡局部可能潜在崩塌/滑坡等不利工程地质因素，工程地质条件中等；矿区内还未进行矿石开采等生产活动，人类工程活动强烈。

2 矿山主要地质环境影响分析

2.1 矿山地质灾害现状与预测分析

（1）矿山地质灾害现状分析。评估区属低山丘陵区，以崩塌/滑坡、泥石流为主的地质灾害中易发区。经现场调查，评估区未见现状地质灾害。

（2）矿山地质灾害预测分析。在现状评估的基础上，根据评估区地质环境条件，结合矿山“开发利用方案”的工程布局、开采方式等，预测矿山开采过程中及采矿结束后可能引发或加剧的地质灾害，主要有采空区地面塌陷、崩塌/崩塌和泥石流等。矿山开采建设还可能遭受上述地质灾害的影响。

采空区地面塌陷：根据开发利用方案设计，地下采矿形成采空区以后，由于采空区周围岩层应力失去平衡，会引起采空区周围岩层的变形和破坏，以致大规模移动，使地表发生变形和塌陷。如果采空区留有的保安矿柱不足或采空区充填量不足，采空区岩石暴露面积过大，在采空区上部超载的影响下，易引起采空区地面塌陷。在地表变形区内，矿体围岩主要为微风化花岗岩，岩质坚硬，新鲜灰岩较坚硬、完整，属较硬岩类，岩体稳固性较好。但地表岩土体的变形可能在部分地段比较剧烈。变形地段可能产生较大的裂缝和陷坑，大气降水会沿裂缝渗入井下，对矿坑涌水产生很大影响，相邻地段也可能出现岩体失稳等地质灾害。根据开发利用方案设计确定崩落范围上盘崩落角70°移动角65°，下盘移动角70°，两端部按70°，表土按45°，确定崩落范围。预测采矿作业引发采空区地面塌陷总面积134322m2。矿山开采形成的采空区引起地面塌陷的可能性较小。危害对象为周边经过的村民、矿产资源等，可能造成的直接经济损失小于100万元，威胁人数小于30人。预测发生采空区地面塌陷的可能性小，危害程度中等，潜在危险性中等。

崩塌/滑坡预测分析：平硐口人工边坡崩塌/滑坡预测分析。平硐口人工边坡现在与设计的标高为+484.5m、+563、+603m、+643m，硐口顶部覆盖层2.5m左右，硐口、两帮已进行人工片石堆砌延伸，地表植被发育，水土保持良好，发生土体崩塌/滑坡可能性极小。

矿山公路人工边坡崩塌/滑坡预测分析。矿山公路边坡最高小于4m，为第四系粉质粘土、粘土与强分化花岗岩，属松散、软质岩土，稳定性差。潜在的危害主要是在连降暴雨的情况下，边坡土体受雨水冲涮和浸泡，土体物理力学强度降低，而引发崩塌/滑坡等地质灾害[2]。

原弃渣场边坡的稳定性预测分析。据现场调查，原弃渣场边坡高度约23m，为第四系粉质粘土、粘土与强分化花岗岩，属松散、软质岩土，稳定性较差。对前期开挖的边坡中进行稳定性分析。采用理正边坡稳定性分析软件进行边坡预测评估：经计算废石堆场前期开挖在不考虑地震和地下水因素条件下，安全系数为0.649，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）中5.3.1边坡稳定性状态划分，边坡处于不稳定状态。其危害对象为拟建构筑物、施工设备及人员等。预测该边坡崩塌/滑坡危害性中等，危险性中等。

泥石流：评估区内废石堆场堆积物结构松散，如遇到极端暴雨天气，可能引发泥石流，但是因为堆积的碎石量较少，引发泥石流的物源不丰富，废石堆场下游为省道S247，车辆来往较为频繁，因此预测工业场地引发泥石流地质灾害的可能性小，危害性中等，潜在危险性中等。此外，评估区上游地形狭窄，如果遇到极端暴雨天气引起山体滑坡，碎石土阻塞河道，使河道上游产生足够的物源，可能会引发泥石流，使矿山的生活区、办公区及矿山公路造成危害，预测发生泥石流的可能性小，危险性中等，危害性中等。

2.2 矿山含水层破坏现状与预测分析

（1）矿山含水层破坏现状分析。矿山前期探矿时设废石堆场，矿体围岩和矿石的化学性质较稳定，无有毒、有害成分，不存在污染源，据矿山观测涌水量为91.58～468m3/d，地下水贫乏。抽排地下水引起含水层水位下降小，对区域地下水水位影响小，对于当地地表水保持有一定影响，但其影响范围有限，未造成地下水水质恶化。

原堆渣区：原堆渣区的生产废水主要包括球磨、浮选等工序产生的废水。选矿用水量为570m3/d，其中补充新鲜水113.4m3/d，循环水468.5m3/d，排放97.5m3/d；类比韶关地区同类型选矿废水污染物监测数据，确定原堆渣区生产性废水污染物产生和排放浓度及排放量见表1。

表1 生产废水污染物产生和排放情况

矿山地下水水质执行《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）Ⅲ类水质标准，各水质指标详下见表2。

表2 地下水水质标准（单位：mg/L，pH值除外）

由表1与表2可知，原堆渣区对地下水污染有限。采矿对地下水资源影响轻微，破坏小。矿山现状地下水资源影响程度较轻。

（2）矿山含水层破坏预测分析。在评估区内，矿山设置废石堆场与工业场地，矿区围岩和矿石的化学性质较稳定，无有毒、有害成分，不存在污染源；由于V1-1矿体赋存标高为+785m～+541m，V1-2矿体赋存标高+540m～+382m，当地最低侵蚀基准面标高为+475m，矿山开采最低标高低于地下水水位，矿山开采建设活动对含水层影响较大，会造成地下水水质恶化，可能改变有采矿区段含水层结构与地下水位，影响地表水和区域地下水的水质。且遇降暴雨时，人工边坡和废石堆场因暴雨冲刷形成的浑浊污水将对地表水体造成间歇性的污染。

2.3 矿山地形地貌景观 （地质遗迹、人文景观）破坏现状与预测分析

（1）矿山地形地貌景观（地质遗迹、人文景观）破坏现状分析。矿山早期矿业活动不但占用了土地资源，而且还影响与破坏了地形地貌景观资源。前期建设主要形成以下几个区域：预测塌陷区位于开采巷道上方，目前设置有平洞口，现状破坏土地面积约0.054hm2，破坏面积较小，对矿山地形地貌景观影响破坏较轻。办公生活区位于矿区中部，主要为办公室和职工宿舍等，现状破坏土地面积约0.0.244hm2，破坏面积较小，对矿山地形地貌景观影响破坏较轻。废石堆场位于职工宿舍西侧，根据开发利用方案设计，本矿床开采石英矿，只需手选，没有尾矿库。废石堆场表土被剥离，目前形成高度约20m的边坡，植被损毁较严重。现状破坏土地面积约0.728hm2，破坏面积较小，对矿山地形地貌景观影响破坏较严重。原堆渣区位于职工宿舍东侧，根据现场勘查，目前形成高度约23m的边坡，植被损毁较严重。现状破坏土地面积约1.212hm2，破坏面积较小，对矿山地形地貌景观影响破坏较严重。工业场地位于职工宿舍南侧，现状破坏土地面积约0.812hm2，破坏面积较小，对矿山地形地貌景观影响破坏较轻。矿山已修建矿区主运矿道路长318m，路面宽4m～6m，现状破坏土地面积0.159hm2。破坏面积较小，对矿山地形地貌景观影响破坏较轻。

（2）矿山地形地貌景观（地质遗迹、人文景观）破坏预测分析。以往开采对评估区地形地貌景观造成的破坏较轻，目前矿山继续沿用现有的办公生活区和废石堆场，在新设置的平硐将设计2个平硐口，开挖面积为0.043hm²。因此，将来采矿对地形地貌的破坏仅比现状多0.043hm²。总体对地形地貌景观的影响较严重。评估区内无自然保护区，人文景观、风景旅游区等，矿山生产对地形地貌景观影响较严重。

2.4 矿山水土环境污染现状与预测分析

（1）矿山水土环境污染现状分析。矿山开采石英矿，只需手选，不设置选场，没有尾矿库，仅设置废石堆场。因此矿山建设、生产过程中排放污染物造成污染区域主要为：①废石堆场：矿山开采出的少量废石在此堆放，场地面积约为0.054hm2，因暴雨冲刷形成的浑浊污水将对地表水体造成间歇性的污染。但矿体围岩和矿石的化学性质较稳定，无有毒、有害成分，且废石堆放量较少，所以废石堆场对地表水体和土壤的影响较小。②矿坑排水：矿山采用“平硐+盲竖井”联合开拓方式，在盲竖井底侧修建水仓，主平硐口修建沉淀池，将水机械抽至地表沉淀池，经沉淀后符合排放标准后排入地表水体，据观测矿坑雨季涌水量约468m3/d。矿区内围岩和矿石的化学性质较稳定，无有毒、有害成分，且水量较少，所以矿坑排水对地表水体和土壤的影响较小。③工业场地所淋滤水：因生产的碎石临时堆积在工业场所，在雨水的淋滤下，有害组分有可能被淋滤出来，对水土资源环境造成污染。由于本矿山矿石的化学性质较稳定，无有毒、有害成分。故入渗到矿石堆的大气降雨所浸出的废水无有毒、有害元素。故工业场所淋滤水对水土环境的影响程度轻微。④生活用水：在矿山居住的生产人员不多，生活废水有限。且生活废水主要以易降解的有机物为主，加上本矿又远离村镇，故生活废水对地下水资源影响较轻。⑤废气：矿山运输车辆行驶过程中排放的尾气中含有CO2、CO、NO、NO2等污染物。废气排放对空气质量影响程度较轻。

（2）矿山水土环境污染预测分析。该矿山为新开发项目，经矿山工作人员介绍，矿山由于前期投入，仅在预测塌陷区内设计2个平硐口，面积为0.043hm²。由于仅设计2个平硐口，面积较小，所以预测矿山生产对水土以及大气环境的影响与现状基本一致。

3 矿山地质环境影响分区

根据《规范》附录“矿山地质环境保护与恢复治理分区表”，结合本矿山地质现状及矿山地质环境影响评估结果进行矿山地质环境保护与恢复治理分区，可将评估区划分为矿山地质环境影响次重点防治区及一般防治区。

3.1 矿山地质环境次重点防治区(B1、B2)

矿山地质环境次重点防治区(B1)分布在评估区中部呈南北向分布，包括预测塌陷区（Ⅰ）、办公生活区、废石堆场、矿山堆场、矿山道路、原堆渣区，面积14.247hm2，占评估区总面积的19.80%，本区人类工程活动强烈。

矿山地质环境次重点防治区(B2)分布在评估区中部呈南北向分布，包括预测塌陷区（Ⅱ），面积3.637hm2，占评估区总面积的5.06%，本区人类工程活动强烈。

（1）地质环境条件。本区地形地貌条件属复杂，地质构造条件属中等，水文地质条件属中等，工程地质条件属中等。

（2）现状环境地质问题。区内现状地质灾害较不发育。矿山前期采矿对含水层破坏较轻，对地形地貌景观影响较严重，对土地资源的影响较轻。

该区现状评定矿山地质环境影响程度较严重。

（3）预测可能引发和加剧的地质环境影响程度。预测引发和遭受的地质灾害主要有采空区塌陷、崩塌/滑坡、泥石流，预测发生采空区地面塌陷的可能性小，危害程度中等，潜在危险性中等；崩塌/滑坡威胁地面采矿工人和采矿设施的安全，预测发生崩塌/滑坡的可能性较大，其危害性中等，危险性中等；预测发生泥石流的可能性小，危害性中等，危险性中等。预测区内采矿活动对含水层的影响较严重，对地形地貌景观破坏较严重，对水土环境污染较轻，对土地资源破坏较轻。

（4）主要防治措施。要严格依据开发利用方案设计开采，在预测塌陷区界外截排水措施，高度重视采坑防治水工作，建立完善的防治水体系。废石堆场严格按照开发利用方案的设计进行施工和操作，禁止超高、超量堆矿。在闭坑治理阶段，对场地进行平整后，全面绿化恢复景观。预测塌陷区、办公生活区、废石堆场、工业场地、排土场等辅助生产设施区待采场闭坑后，采用绿化措施治理地形地貌景观。

3.2 矿山地质环境一般防治区 （C）

位于次重点防治区的外围受采矿活动影响较轻的区域，总面积54.068hm2，占评估区面积的75.14%。

（1）地质环境条件。本区地形地貌条件属复杂，地质构造条件属中等，水文地质条件属中等，工程地质条件属中等。

（2）现状环境地质问题。区内现状地质灾害不发育。矿山前期采矿对含水层破坏较轻，对地形地貌景观影响较轻，对土地资源的影响较轻。

该区现状评定矿山地质环境影响程度较轻。

（3）预测可能引发和加剧的地质环境影响程度。预测引发和遭受的地质灾害主要有崩塌/滑坡，预测发生崩塌/滑坡的可能性小，危害性小，危险性小。预测矿山采矿活动对含水层的影响较严重，对地形地貌景观破坏较轻，对水土环境污染较轻，对土地资源较轻。

该区预测评定矿山地质环境影响程度级别为较轻。

（4）主要防治措施。对地形地貌景观破坏和土地资源破坏等矿山地质环境问题可通过生物措施进行防治。

4 矿山主要地质环境问题预防与治理

4.1 矿山地质灾害预防及治理

采空区地面塌陷地质灾害防治措施是：在开采过程中利用废石回填、预留矿柱和支护等技术，降低采空区地面塌陷的可能性，待矿山闭坑后，封闭洞口，保持岩体的稳定；在预测塌陷区外围设置栅栏、警示牌防止村民和家畜进入；建立地表陷落检查监测机构，定期进行检查对岩移区进行监测。

崩塌/滑坡地质灾害防治措施是：派专人对公路边坡、废石堆场边坡进行定期巡查，发现危险，立即通知工作人员采取削坡、清除危岩等工程措施对隐患点进行治理，同时在废石堆场外围设计截水沟，防止暴雨工况下对边坡造成危害。

泥石流地质灾害防治措施是：在废石堆场、工业场地、原堆渣区周边设置截排水沟，在废石堆场下游设置拦土坝（已设置），防止雨水直接冲刷松散的废石土形成泥石流；并在排土场设置监测墩，定期对排土场进行监测。

4.2 矿山对含水层破坏预防与治理

本矿床矿石和围岩的化学性质较稳定，无有毒、有害成分，不存在污染源；矿坑采涌水量小，地下水贫乏，抽排地下水引起含水层水位下降小，对区域地下水水位影响小，矿山开采对含水层破坏较轻。建议矿山严格按照开发利用方案设计进行开采，能有效避免采矿活动对周边含水层的破坏。矿山在开采过程中必须做好防治水的措施，地面硐口和开采范围外，设置截排水沟，堵截流经矿区的水源；做好坑内排水沟的建设，确保井下涌水能顺利地排出地表。

4.3 矿山对地形地貌景观破坏预防与治理

矿山前期采矿对地形地貌景观破坏严重，预测区内采矿活动对地形地貌景观的破坏严重。本次治理采取的措施主要为拆除建筑、覆土平整和植树绿化。经过治理后矿山地形地貌景观基本能得以修复。

4.4 矿山对水土环境污染预防与治理

矿山前期采矿对水土环境污染较轻，预测区内采矿活动对水土环境的污染较轻。水土环境污染防治的主要措施是减少生产生活污染物的排放，防治污水随山沟乱流。生活污水需经化粪池或隔油池等措施进行处理，达到排放标准方可外排；生活废弃物设立临时集中堆放点，待收集到一定数量后，外运处理或就地集中掩埋。