摘要：某矿山经历多年的开采后，形成了局部的高陡边坡以及无序堆放的矿碴堆积体，这些人类工程活动严重的破坏了该区的地质环境，极易诱发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，而且侵占了宝贵的土地资源，对生态和景观环境也有非常不利的影响。本文在充分收集矿区地质资料的基础上，对矿区地质环境问题进行了分析和评价，并针对性的提出了恢复治理方案，对其它类似矿山地质环境问题恢复治理问题提供了依据和参考。
关键字：矿山地质环境问题、恢复治理、地质灾害
0 引言
矿山开采极大的改变了原始地形地貌，极易诱发各类地质灾害，并且严重影响矿区的自然景观。我国在经历了工业化快速发展的时代之后，现在愈加重视生态环境问题，采取多种措施对矿山地质环境问题进行恢复和治理。本文以某矿山为例，对矿山开采的地质环境保护与恢复治理进行研究，旨在为相关的研究工作提供案例和参考。
1 矿区自然地理与地质环境背景
（1）自然地理
某矿区地貌属侵蚀构造中低山区，山脉走向总体平行于主构造线方向、呈线状延伸。在区内强烈构造作用和岩层差异风化的双重作用下，形成重峦叠嶂、槽谷和山脉平行的侵蚀构造中低山、单面山地貌。
矿区地处某山脉的中北段，由一组北东向的山岭与谷地组成。矿区地势南西高北东低，海拔高一般1350～1370m，最高峰位于矿区南侧，海拔1704m，区域内最低的一级侵蚀基准面高程约500 m。矿区原始总体坡度约30°，后因开采玄武岩矿，场地被整平，整体较平坦，局部有高陡边坡，坡体物质主要为残坡积土，下伏基岩为玄武岩、灰岩等。
（2）地质环境背景
①地层岩性
根据该区现有地质资料成果，场地地层主要为：第四系人工堆填土层（Q4ml）、第四系残坡积层（Q4el+dl）、二叠系上统龙潭组（P2l）和峨眉山玄武岩组（P2β）。
第四系人工堆填土层（Q4ml）：
主要为矿山开采堆积的矿碴，分布于洞口缓坡处，为碎块石土，结构松散，干～稍湿，灰黑色、灰白色、黄褐色等，主要岩性成份为灰岩和玄武岩、煤矸石等，碎石粒径一般2～10cm，块石粒径一般20～30cm，个别大于50cm，碎块石含量50～70%，以粘性土、角砾和煤屑等充填。该层堆积不均匀，堆积厚度一般5～15m、局部达20余米，填土层的自然稳定坡度在30～40°。
第四系残坡积层（Q4el+dl）：
分布于矿区周边的缓坡平台上，分布范围较小，主要为全风化的残积土，黄色、黄褐色、灰白色等，以粉质粘土为主，夹碎砾石，可塑，稍湿，碎砾石含量占20～30%，结构较松软，镐、锄可挖，表层含植物根系。该层残积于基岩顶面之上，层厚一般0.3～5.0m。
二叠系上统龙潭组（P2l）：
该层为含煤、砂、页岩与含燧石泥质灰岩互层，夹硅质岩，含黄铁矿、菱铁矿结核。层厚30～200m，灰岩较页岩厚大，该层出露于矿区北东侧。
二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）：
该层为灰黑、灰绿色杏仁状，气孔状玄武岩，下为辉绿岩，底为灰白色页岩，该层为矿区内主要地层，大部分区域均有出露。
②地质构造
本区位于扬子准地台川东陷褶束华蓥山穹褶束的中北部，区内构造具有显著的“东疏西密”特点，构造线以北北东向为主，局部因呈弧形或“S”型弯曲而成近南北或北东-南西向。矿区位于天池向斜南端翘起部分，东翼地表岩层倾角65°至直立倒转，断层发育，严重破坏煤层，构造极为复杂。F28断层为走向逆推断层，走向N35°～47°E，倾角南东，倾角53°，落差由南北递减（65-15米）。F24断层为逆推断层，走向、倾向同F28，倾角51°，破碎带较宽，对岩层、煤层破坏极为严重。
③水文地质条件
矿区范围内地表无大的水体，水文条件简单。对比开矿前及闭矿后的情况，当地水文条件无明显变化，矿区开采对地下含水层造成的影响较小。
④人类工程活动
矿区内煤矿开采始于上世纪六十年代，为国有制煤矿，预计保有储量为30万吨，以平硐方式开采，人工采矿，年生产能力为3万吨，属于小型煤矿。由于开采前期矿山地质环境保护意识的淡薄，形成了连续数年的乱采乱挖局面，不仅造成矿产资源浪费，也破坏了当地的矿山地质环境，2003年对该煤矿按程序实施了关闭，目前堆积在山坡中的矿碴均产生于这一时期。
矿区内煤矿2003年关闭后，随即在煤矿矿洞南侧处开采玄武岩矿，为露天开采，开挖形成长200m，底宽30m，高30～100m的开挖槽，开挖槽形成了多处60～80°的陡边坡，开采面积约1.8万m2。另外，玄武岩矿开挖的矿碴在洞口东侧的平台处堆积，堆积方量约6万m3，玄武岩矿也已于2009年初关闭。
2 矿区地质环境问题及危害
（1）矿山开采诱发的地质灾害
①玄武岩矿为露天开采，形成了开挖槽，开挖槽边坡高陡，虽为岩质边坡，整体稳定性较好，但在风化等外力作用下局部会发生零星碎块崩落。
图1 玄武岩矿开采后留下的坑槽
②煤矿开采的松散矿碴和修建机耕道开挖的弃土堆积于沟谷斜坡处，在降雨等条件下，松散物质易冲刷至临近的沟道内，可能形成泥石流，威胁沟道下游附近的居民和道路。
（2）矿山开采对地形地貌景观的破坏
①玄武岩露天开采，破坏了山体植被，形成长大的开挖槽和弃碴场，严重的影响了附近的生态环境。
②煤矿、玄武岩矿以及矿碴堆积在公路旁，破坏了原有植被，严重影响该区域的美观和环境，制约了经济的发展。
（3）矿山开采对土地资源的破坏
矿山开采的矿碴无序堆放，侵占了宝贵的土地资源，经调查：
①煤矿矿碴堆积于公路内侧山体缓坡处，占用林地面积2.3万m2。
②玄武岩露天开挖破坏山体及矿碴堆积，占用林地面积5.5万m2。
3 矿区边坡稳定性评价
针对矿区开挖形成的边坡以及矿碴堆积体边坡分别进行了稳定性分析和评价，土质边坡采用极限平衡法进行分析、岩质边坡在赤平投影定性分析的基础上采用平面滑动法进行计算和评价。
经计算：矿区内矿碴堆积区整体稳定性较好，在天然或降雨状态下，煤矿矿碴堆积体均处于稳定状态，而玄武岩矿碴在降雨作用下有失稳下滑的可能，但下部为荒地，失稳不会威胁到居民的生命财产安全。
4 恢复治理方案
针对矿山地质环境问题的不同实施相应的治理措施。
（1）矿碴治理措施
主要采用矿碴转运的方式，对废弃矿渣进行处理。矿碴堆积于机耕道外侧，位于冲沟边上，在强降雨等作用下，易产生垮塌，形成泥石流。通过自卸汽车将冲沟旁的矿碴转运到附近低洼地带填埋压实处理。
（2）土地复垦治理措施
①客土开挖
将矿区范围内适合种植的表层残积土进行收集，该层黏粒含量高，适宜植被生长，可作为矿区绿化恢复的客土来源。
②植被恢复
对矿碴转运后的边坡坡脚种植藤蔓植物进行绿化，藤蔓采用当地的葛麻藤；对其它煤矿、玄武岩矿矿碴堆积体种植易于生长的竹子进行绿化，竹子采用当地的优势植被白夹竹。
（3）灌溉保障措施
灌溉工程主要针对种植期间及种植后短期内对植被的定期浇水，并针对降雨情况的不同对植被进行浇水。
5 工程效益
矿山恢复治理项目属公益性、社会性项目，其价值具有间接性、潜在性和长久性的特点。治理工程的实施，将恢复被破坏的土地、消除地质灾害隐患，使矿山地质环境得到明显改善，有力保障群众生命财产安全，为当地人民生产、生活创造良好的生态环境，社会效益和经济效益显著。并且治理工程实施后，可改善当地居民的生活环境，缓解矿山企业与周围居民的矛盾，有利于社会稳定和区域经济持续发展。
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论文作者:史振兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/24
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