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第22卷 第2期 2008年 4月 资源环境与工程 Resources Environment 易引发的地质灾害有边坡失稳、泥石流。 以惠顺石场花岗岩矿矿山地质环境影响评价为例,论述矿山露天开采过程中可能引发、加剧的环境地质问 题和地质灾害,并对其相应的防治措施提出建议。 关键词环境地质问题;地质灾害;土地资源损失;边坡失稳;泥石流 中图分类号TD804;P694 文献标识码 A 文章编号 1671 - 12112008 02 - 0205 - 03 1 矿山地质环境条件 矿区位于五华县南东部,属亚热带气候,受东南季 风影响明显,雨量充沛,年平均降雨量1 498. 0 mm, 4 ～9月为雨季,其中4～6月降雨占全年44. 16 ,旱季 为10月 ～ 次年3月,降雨量仅占9. 4。评价区内无 较大的地表水体及河流,水系以沟流为主,暴雨时常形 成洪流,旱季一般流量极小,甚至干涸。 矿区属丘陵地貌,海拔高程一般在140～435 m, 最低侵蚀基准面140 m。山坡坡度一般25 ～40,植 被较发育,自然山体较稳定,沟谷较发育,地形切割较 强烈,地表自然排水条件良好,地形地貌条件复杂。 区内第四系地层主要由残坡积层和冲洪积层组 成,分布于山坡表层及山间沟谷洼地等地段。岩性由 砂砾石、 粘性土等组成,厚度一般2～8 m。山间洼地 覆盖层较厚,为水田、 旱地。 区内岩浆岩为燕山三期中粗粒花岗岩γ 2 3 5 , 分 布于矿区及其周边地区,呈肉红色,主要由正长石、 更 长石、 石英、 黑云母组成,花岗结构,块状构造,岩质致 密坚硬。 区内尚未发现有断裂构造。岩石节理裂隙不甚发 育,主要节理有两组。①走向NW倾向20,倾角约 60,发育于矿区南部一带,微张,为石英脉充填,节理 面较平直、 光滑,间距在0. 7～1. 4 m,可见长度在1. 5 ～8. 5 m。② 走向NE倾向280,倾角约80,发育于 矿区东南部一带,微张,为石英脉充填,节理面较平直、 光滑,间距在0. 6～1. 2 m,可见长度在0. 8～12. 5 m。 上述两组节理之间的交切角度在80左右,交切部位岩 石较疏松,有岩石坠落的痕迹。 矿区地下水类型主要为岩浆岩裂隙水和第四系松 散岩类孔隙水。松散岩类孔隙水赋存于第四系残坡积 砂砾质粘性土、 碎石土和冲洪积砂、 砾石层中,接受 大气降水的直接补给和花岗岩风化裂隙水的侧向补 给,残坡积层水量贫乏,冲洪积层局部富水性较好,主 要分布于沟谷低洼地段及坡地表层,厚度2～8 m;岩 浆岩裂隙水赋存于燕山三期中粗粒花岗岩裂隙中,浅 部风化裂隙含水弱,中下部岩石较新鲜完整,节理裂隙 不发育,含水极弱。 矿山矿床位于丘陵坡地,为露天开采,设计最低开 采标高225 m,高于侵蚀基准面85 m,地形条件有利 于自然排水。岩浆岩裂隙含水层富水性弱 极弱,对 矿床开采的影响不大。采场矿坑排水量主要为开采矿 床范围内的降雨聚积量。根据公式QηFA预测 矿坑排水量。式中Q 矿坑排水量 m 3 /d ;η 地表径流系数,取0. 8;F 截水沟以内范围面积 m 2 , F106 500 m 2 ;A 日降雨量m /d。根据五 华县气象局资料,采用年平均降雨量1 498. 0 mm的日 平均值4. 1 mm /d,即0. 004 1 m /d。代入公式Qη 收稿日期 2007 - 11 - 29;改回日期 2008 - 01 - 02 作者简介杨伟1982 - ,男,助理工程师,勘查技术与工程专业,从事地质灾害及矿山地质环境影响评价、工程勘察、基础施工、水文 地质工作。E - mailyangwei456789sohu1com Ο中华人民共和国国务院第394号令颁布的 地质灾害防治条例 , 2003 - 11 - 24。 Π国土资源部颁发的 关于加强矿山生态环境保护工作的通知 国土资发[1999] 36号 , 1999。 Θ国土资源部 关于加强地质灾害危险性评估工作的通知 国土资发[2004 ] 69号 , 2004 - 03 - 25。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. FA0. 8106 5000. 004 1 349. 3 m 3 /d,即矿坑 平均排水量为349. 3 m 3 /d。 矿区日最大降雨量为214. 5 mm,暴雨时取 η 019。代入上式,矿坑最大排水量为2055 9. 8 m 3 /d,是 平均排水量的58. 9倍。 2 矿床工程地质条件 2. 1 岩土体特征 2. 1. 1 土层 主要是第四系残坡积及冲洪积层,分布于矿区山 坡表层及山间沟谷洼地等地段,厚度2～8 m。 1残坡积层 Q el dl 分布于山坡表层,岩性有 黄、 灰黄、 褐黄色粘性土、 砂砾质粘性土等,厚度一 般2～5 m,本层位于地下水位线以上,湿、 粘性差,遇 水易软化崩解。 2冲洪积层 Q al pl 分布于山间盆地的农田 耕作区、 谷地等地段,由粉质粘性土、 粉细砂、 中粗砂、 砾砂、 卵石等组成,表层013～0. 9 m为耕植层,厚度一 般2～8 m。 2. 1. 2 岩浆岩硬质岩 矿区矿体为燕山三期中粗粒花岗岩,广泛出露于 矿区及周围,呈肉红色,主要由正长石、 更长石、 石英、 黑云母组成,花岗结构,块状构造,岩质致密坚硬。 2. 2 矿体及围岩稳定性评价 惠顺石场花岗岩矿为生产矿山,矿床埋藏深度浅, 设计采用露天台阶开采。与开采有关的围岩为燕山三 期中粗粒花岗岩,致密坚硬,节理、 裂隙不甚发育,在矿 区内主要有两组节理。矿床地质构造简单,设计采用 台阶开采,矿体稳定性好,工程地质条件简单。 3 矿山开采现状 该矿于2000年11月开工兴办,采用露天开采,自 矿区北东面沿山凹向南开采,全长约460 m,开采平面 图形似藕状。在矿区北东面设破碎台和堆场;矿区中 部已形成一个近似椭圆形的采坑,采坑面积约800 m 2 , 深约20 m;矿区南部分三个台阶开采 330 m、315 m、 300 m ,台阶东西长120～180 m,南北宽5～8 m。 剥离表土部分外运,剩余量堆存在采场北翼出口东侧, 目前尚未造成泥石流,但局部已造成水土流失,对矿山 生产影响不大。 总之该矿区地形地貌条件复杂,地质构造简单,矿 体产状稳定,地层岩性简单,矿床水文地质条件简单, 工程地质条件简单,环境地质条件中等,矿床开采技术 条件简单属于 Ⅰ 类矿床 , 矿床开采技术基本可行。 4 矿山开采引发的环境地质问题及地质 灾害 惠顺石场花岗岩矿设计露天开采。根据环境地质 条件,在矿山建设和开采过程中会造成地质环境条件 改变,预测可能引发、 加剧的环境地质问题和地质灾害 有土地资源损失、 边坡失稳、 泥石流。 4. 1 环境地质问题 惠顺石场开采引发的环境地质问题有土地资源损 失,地质调查发现水土流失造成的土地资源损失有2 处土1、 土 2 。土1分布于矿区东北部,系矿山开采、 堆填土破坏了植被,造成水土流失,影响土地资源面积 约为400 m 2 ;土2分布于矿区的东北部,系矿山开采、 堆填土破坏了植被,造成水土流失,影响土地资源面积 约500 m 2 ,危害情况均为堵塞沟谷,破坏农田,损坏简 易公路。在矿山继续开采过程中,由于矿山建设活动 破坏了植被,也破坏了自然环境,矿山开采可能使已有 土地资源损失现象加剧,且可能引发新的水土流失,造 成新的土地资源损失,对农田、 农作物造成影响。 4. 2 地质灾害 4. 2. 1 边坡失稳 边坡稳定性与开挖坡度、 高度及岩土体性质等因 素有关。惠顺石场为生产矿区,边坡主要分布在石场 的中部,表土层和废石剥离层台阶高度 ≤10 m,台阶坡 面角 ≤45,岩性主要为残积土、 全风化、 强风化和中风 化燕山三期中粗粒花岗岩。设计采用台阶开采,各级 坡高、 坡角和平台宽度基本合理。但在矿山继续开采 过程中开挖斜坡,人为形成高陡边坡,使原来稳定的山 坡变得不稳定,加剧了矿体围岩节理的发育程度,影响 边坡的稳定性,导致局部可能形成危石;浅部土层在雨 水冲刷浸润和重力作用下容易失稳。故采场高边坡局 部可能发生坠石、 崩塌、 滑坡等地质灾害,主要危害对 象为采场作业人员和设备,并影响正常的采矿活动。 4. 2. 2 泥石流 矿区泥石流的形成条件 1松散物质来源 该矿区的堆土场布设在一沟 谷出口处,在堆土场周围有松散堆积的废土、 废石,堆 积厚度在1～4 m之间,体积约1 500 m 3 ,另外在矿山采 场附近及矿山简易公路旁都有松散堆积的废石、 废土, 且这些松散堆积物都位于堆土场所在的沟谷上游; 2地形地貌 矿区属丘陵地貌,地形坡度为25 ～40,地势西部和中部高,北东、 南东低。区内沟谷较 发育,易于汇集地表水顺沟谷流走; 3水源 矿区内无较大地表水体,但区内雨季 602 资源环境与工程 2008年 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 多集中在4～9月,降雨强度大,年平均降雨量1 498. 0 mm,日最大降雨量达214. 5 mm,地表汇水面积为 01035 0 km 2 ,地表径流量0. 5 L /Skm 2 ,地表能产生 1. 512 m 3 /d的水量,若区内遇特大暴雨、 洪水时,堆填 土区的废土、 废石会随同水体形成泥石流。 主要对县道、 居民、 民房、 矿山生产设备及人员、 果 园和农作物造成威胁。 5 防治措施 根据“ 国土资源的保护和管理必须严而又严 ” 、 “ 在保护中开发,开发中保护 ” 和抗灾工作以“ 预防为 主,避让与治理相结合 ” 的方针,考虑合理开发、 充分利 用矿产资源、 有效保护矿山地质环境,减轻地质灾害对 矿山工程和环境的危害,保障人民生命财产安全和减 少经济损失,对以上环境地质问题及地质灾害,采取以 下相应防治措施。 5. 1 环境地质问题防治措施 惠顺石场土地资源损失保护措施在开挖面的上 部及四周挖排水天沟和排水沟,防止暴雨和地面径流 冲刷,建砌石拦土墙和排水设施,同时矿石及时外运, 尽量利用荒地堆放矿渣,少占用耕地,保护植被,做好 水土流失防治工作。 5. 2 地质灾害防治措施 5. 2. 1 边坡失稳的防治 [1, 2 ] 惠顺石场边坡失稳的防治措施①应对区内主要 边坡进行工程地质勘察,以进一步查明边坡的工程地 质条件,为治理工程设计施工提供可靠的地质资料;② 对于土质边坡,坡高每隔5～10 m宜设置平台,平台宽 一般为1. 5～3. 0 m,坡度和坡形可根据实际地质条件 和工程实践选择;③ 土质边坡一般可采用挡土墙、 拱型 骨架内喷播植草护坡等措施;④ 利用已有地形条件做 好截排水系统,坡顶及两侧应设截水沟,坡面设排水 沟;⑤ 边坡开挖时,切坡应自上而下开挖,以避免施工 时出现大规模的边坡失稳;⑥ 在边坡施工过程中,应加 强边坡的变形监测。 5. 2. 2 泥石流的防治 [3, 4 ] 惠顺石场泥石流的防治措施主要采取工程防御 体系、 生物水保防御体系、 管理防护体系和管理体系等 综合防御体系。加强对废石废土的堆放管理,设排水 沟,防止暴雨和地面径流冲刷、 水土流失,改善排水、 导 洪能力,修筑支挡工程、 拦洪等拦挡工程,控制泥石流 的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、 下泄量和 能量。 6 结论 矿山露天开采过程中由于大量剥离表土、 堆填土 及开挖斜坡易引发土地资源损失、 边坡失稳、 泥石流。 以惠顺石场花岗岩矿矿山地质环境影响评价为例,论 述矿山露天开采过程中可能引发、 加剧的环境地质问 题和地质灾害,并提出相应的防治措施,在开采过程中 应采取严格的预防与防治措施,保障人民生命财产安 全和减少经济损失。 参考文献 [1] 王敏.矿山地质环境灾害调查监测评估预防与矿山土地复垦及地 质环境治理项目质量验收检查评价手册[ S].银川宁夏大地音像 出版社,20063 753 - 786. [2] 陈国良.国家突发地质灾害应急预案[ S].北京中国地质科学出 版社, 2006 1 185 - 186. [3] 地质灾害表现形式与防治措施及防治新技术新规范应用手册 [ S].北京中国科技文化出版社,20074 1 122. [4] 地质勘察与地质灾害监测评估防治技术实用手册[ S].北京世纪 音像音像出版社, 2002 2 788 - 789. D iscussion on Environmental Geological Issues and Geological Hazard Caused byM ine Open2pit and their Control YANGWei 723GeologicalB rigade, Guangdong B ureau of Geological Survey,M eizhou, Guangdong 514089 Abstract As environmental geological issue, the loss of land resource is caused easily bymine open2pitwhich also trig2 gers geological hazard easily, such as slope instability, debris flow. The uation on geological environmental effect of granite mine in Huishun Quarry is a case study in order to describe environmental geological issues and geological hazard which may be triggered or aggravated during open2pitmining, and propose some suggestions on corresponding controlling measures . Key words environmental geological issue; geological hazard; loss of land resource; slope instability; debris flow 702 第2期杨 伟浅谈矿山露天开采引发的环境地质问题和地质灾害及其防治 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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