安徽丁家山建筑石料矿矿山地质环境问题及治理措施浅析_阮小语.pdf

安徽丁家山建筑石料矿矿山地质环境问题及治理措施浅析阮小语(安徽省地质环境监测总站 安徽省 合肥市 2 3 0 0 0 1)作者简介阮小语(1 9 9 1年),女,汉族,安徽蚌埠人,研究生,助理工程师,主要从事水工环地质研究工作。摘 要 丁家山建筑石料矿因历史原因,客观存在“先生产,后治理”的现象。本文对安徽丁家山建筑石料矿矿山地质环境问题进行分析,在此基础上设计治理措施,治理效果显著,希望为周边矿山地质环境治理提供依据。关键词 丁家山;地质环境;治理措施 1.项目概况淮南市丁家山建筑石料矿矿山地质环境治理项目位于八公山国家地质公园东部,八公山区政府西南侧约3 0 0 m。研究区属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区淮南地层小区。区域地层由老到新依次有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和第四系。大地构造单元属于中朝准地台南缘的淮河台坳与江淮台隆的复合部位,近东西向构造与北北东向构造的复合、叠加奠定了本区的基本构造格局。丁家山原有9家采石场,均属无证开采的建筑石料矿,开采时间主要在二十世纪八九十年代,采石场乱采滥挖,形成众多的高陡边坡、危岩、孤石和深大采坑。其中规模较大的有八公山区石料厂、亿万达公司石料总厂等,采石场对当地经济发展起着举足轻重的作用,但长期无序开采,使得研究区内的丁家山千孔百疮,地貌景观破坏严重。2 0 0 0年左右关停闭坑成为报废矿区,现采矿权灭失。设计项目治理范围(图1)为丁家山山体南部、西部及北部区域。土地类型为采矿用地,土地权属为国有土地。总面积为0.5 2 2 k m2。图1 研究区各破坏单元相对位置示意图2.研究区矿山地质环境问题研究区内山体残缺,矿山开采对地表形态生态环境造成了严重破坏,极大地威胁周边群众的生活生产安全,研究区存在多处废弃塘口,研究区内矿山地质环境问题主要有:地形地貌景观破坏、遗留不稳定斜坡和废弃渣石堆。根据现状矿山地质环境问题,将其划分为、五个区。2.1研究区北部塘口()根据野外实地调查,该塘口位于研究区北部,面积约0.1 1 1 k m2,塘底标高5 37 6 m。塘口边坡最大垂高约2 3 m,开采造成的边坡角6 5 7 8,局部接近垂直,陡崖林立;边坡岩性为寒武系中统张夏组厚层状白云岩灰岩组成,层位较稳定,岩石的抗压强度较大,坚硬、力学性能好。根据现场调查、测量,赤平投影图(图2)对四个边坡面进行稳定性分析,由赤平投影图可以看出,边坡坡向与岩层结构面呈斜交关系,该边坡较为稳定(图3);、边坡坡向与地层结构面呈内倾关系,即该边坡为稳定边坡,滑动可能性较小。采石塘口留有大小不一的渣石堆。图2北部塘口边坡赤平投影图 图3 研究区北部塘口边坡2.2研究区中部东侧塘口()该塘口位于研究区中部东侧,塘口面积0.2 0 9 k m2,塘底标高7 2 8 7 m,塘口边坡最大垂高2 5 m,开采造成的边坡角6 5 7 9,局部接近垂直,边坡岩性为寒武系中统张夏组厚层状鲕状白云质灰岩、含白云岩灰岩组成。由赤平投影图可以看出,边坡坡向2 4 2 2 9 2,与地层结构面呈内倾关系,即该边坡为稳定边坡,070DOI:10.16631/15-1331/p.2022.06.025滑动可能性较小。边坡坡向与结构面呈内倾关系,且斜夹角较大,边坡较为稳定。东侧边坡坡向与岩层结构面呈内倾关系,该边坡较为稳定。西侧边坡坡向与结构面呈外倾关系,且结构面倾角小于坡面角,该边坡不稳定,易发生滑动(见图4)。图4研究区中部东侧塘口东侧边坡2.3研究区中部西侧塘口()该塘口位于研究区中部西侧,呈南北向条带状,塘口面积0.0 3 1 k m2,塘底标高6 17 0 m,塘口边坡最大垂高7 m,开采造成的边坡角6 7,局部接近垂直,边坡岩性为寒武系中统张夏组厚层状鲕状白云质灰岩、含白云岩灰岩组成。由赤平投影图可以看出,、边坡坡向与地层结构面呈内倾关系,即该边坡为稳定边坡,滑动可能性较小。塘口堆积的废弃渣石堆。2.4研究区南部塘口()该塘口位于研究区西南部,塘口面积0.0 5 1 k m2,、为采石塘口,塘底标高5 1 m,塘口边坡最大垂高5 m,开采造成的边坡角6 5,局部接近垂直,边坡岩性为寒武系中统张夏组厚层状鲕状白云质灰岩、含白云岩灰岩组成。为采石坑塘,深约3 m,面积1 5 0 0 m2。坑塘曾有牲畜掉落事件,威胁人民群众生产生活安全。2.5其他区域()该区除以上4个区域以外的部分,面积为0.1 2h m2,地形地貌遭到轻微破坏,根据实地调查,前期采石场剥离的表层残坡积土,堆积在该区域。3.治理原则及目标3.1治理原则3.1.1资源化原则:矿山开采破坏的土地,通过挖方、填方、场地平整等工程手段进行综合治理,使其再度具有经济价值,恢复原有资源功能,有利于投资环境改善和经济可持续发展。3.1.2技术可行,经济合理的原则:设计的质量方案在现行经济技术条件下须做到技术简便可行,施工工艺简单,经济合理,可操作性强。3.1.3全面规划、重点突出、逐步进行的原则:矿山地质环境治理设计应与淮南市城市总体规划、矿山地质环境保护规划、八公山区土地利用总体规划相一致。3.1.4因地制宜的原则:结合当地土地利用总体规划及土地复垦规划,按照“宜农则农,宜林则林,宜水则水,宜建则建”的原则,对研究区进行统筹规划,综合治理。3.1.5经济效益服从社会效益和环境效益的原则:矿山地质环境治理应以社会效益、环境效益优先,并尽可能做到社会效益、环境效益、经济效益相协调。3.2治理目标通过对研究区地质环境现状的调查和分析,对存在地质灾害隐患的部位进行治理设计,采取有效工程措施治理矿山地质灾害、环境污染和生态破坏,保护和改善矿山地质环境。同时,通过治理可使研究区宝贵的土地资源得到恢复,成为可利用的建设土地,使不稳定斜坡及崩塌隐患得以消除,减少了对当地居民生命财产的威胁。研究区在八公山土地利用总体规划中以采矿用地和林地为主,通过治理基本恢复成建设用地,符合八公山区土地利用总体规划,恢复建设用地0.5 2 2 k m2。4.治理措施4.1工程总体部署本 研 究 区 共 分 为 五 个 治 理 区 块,总 面 积0.5 2 2 k m2。区位于研究区北部,面积0.1 1 1 k m2,该区为矿山开采遗留的采石塘口和开采活动形成的起伏地面,主要的治理方法为清理宕口危岩、降低坡体角度、清理废弃渣石堆、回填部分宕口低洼地区、平整起伏地面和坡顶修建截水沟等。区位于研究区中部东侧,该区面积0.2 0 9 k m2,设计按+8 0 m标高进行消除整平。该区为矿山开采遗留的多处塘口,存在崩塌、滑坡危害,采取削高垫低的方式,采用机械凿眼,爆破挖方,回填低洼宕口,平整采矿活动造成的起伏地面治理措施和工程。对边坡按高1 5 m,角度6 5 设计进行削坡,清除危岩、坠石,对边坡进行绿化,坡顶设置截水沟。区位于项目中部西侧,面积为0.0 3 1 k m2,采取清理宕口危岩、清理废弃渣石堆、回填低洼宕口、平整起伏地面。区位于项目东南部,面积为0.0 5 1 k m2,采取清理宕口危岩、清理废弃渣石堆、回填低洼宕口、平整起伏地面。区除以上4个区域(、)以外的部分,面 积 为0.1 2 h m2,按 照 原 地 形 地 势 整 理,植 被绿化。4.2治理措施现状下,研究区内遗留多处废弃塘口,塘壁陡峭,存在崩塌、滑坡等地质灾害,地质环境问题严重。研究区根据地形制定简单可行的设计方案,、和170 水文地质、环境地质、工程地质区主要治理工程为对不稳定边坡清除危岩、清理废弃渣石、回填低洼宕口等简单场地平整工程措施。区以+8 0 m为底盘标高进行爆破挖方、回填平整,对现状不稳定的边坡清除危岩、坠石等工程措施,消除地质灾害隐患。将研究区分为五个区域进行治理,分述如下:(1)治理区主要分布于研究区北部区域,可恢复建设用地0.1 1 1 k m2,该区域塘口标高为三级台阶状约5 5 m、6 5 m、7 5 m,根据现状采场塘口标高,最大限度的减少挖方量,利用塘口附近的废弃渣石堆,清理回填低洼宕口,分层碾压整平,恢复成建设用地。边坡按6 5 的边坡角进行削坡整治,台阶高度1 0 m,安全平台宽度4 m。(2)治理区分布在研究区中部东侧区域,可恢复建设用地0.2 0 9 k m2,该区域标高7 28 7 m。治理区西高东低,把西部挖方爆破,回填东部低洼塘口。边坡按6 5 的边坡角进行削坡整治,台阶高度1 5 m,安全平台宽度4 m。1)削坡方式:结合目前塘口情况,为便于挖方、运输,设计首 先 对区 西 部 边 坡 山 体 上 部 标 高 大 于+8 0 m进行剥离,回填至东部低洼区域。采用横向采剥方法,采剥工作线一般沿矿层走向或原塘口边线布置,纵向推进。工作帮台依次轮流开采;生产过程中采用K S-1 0 0型潜孔钻机,采用中深孔内、外微差相结合的爆破方式,孔内、外均采用双发非电导爆管雷管,爆破采用乳化炸药,高能脉冲起爆器起爆。爆破后岩块松散,可用机械铲装。爆破产生的大块岩石用机械破碎;剥离物由装载机装入运输车直接外运。2)边坡绿化:采场平台宽度4 m,平台可种植藤蔓植物,挖穴栽培,施工时需控制好行距、株距及坑的面积和深度。藤蔓植物利用其上爬下挂的特点遮盖采场高陡边坡,悬垂及攀缓植物如爬山虎和常春藤。坑穴开凿覆土:在台阶内侧开凿坑穴,坑穴断面采用正方形。研究区共开凿坑穴2 6 1 6 m。穴底宽0.5m,深0.5 m,共凿岩覆土3 2 7 m3。边坡绿化工程:由于边坡经过削坡之后,坡度角为6 5,区内绝大部分为灰岩,软弱结构面不发育,总体较稳定,设计采用爬山虎攀援复绿方式治理边坡,爬山虎按照5 m的株距进行种植,共需要种植爬山虎1 3 0 8株。3)截水沟:依据山体地形,削坡后坡顶设计截水沟,防止坡顶雨水冲刷平台土体,截水沟最终汇入丁家山冲沟排向低洼区。截水沟断面采用梯形,在基岩上直接凿岩,下底宽0.5 m,上口宽0.8 m,深0.5 m,截水沟侧边和底部采用2 0 mm厚的砂浆抹面,砂浆水灰比为1:2.5。截水沟修建2 7 1 0 m。具体尺寸如(图5)。图5 截水沟工程设计断面图(3)治理区分布 于 研 究 区 中 部 西 侧,可 恢 复 建 设 土 地0.0 3 1 k m2,该区域平均标高约6 5 m左右,设计平台坡底标高+6 5 m。利用塘口附近的废弃渣石堆,清理回填低洼宕口,分层碾压整平,恢复建设用地。(4)治理区分 布 于 治 理 区 西 南 部,可 恢 复 建 设 土 地0.0 5 1 k m2,该区域平均标高约5 5 m,设计平台坡底标高+5 5 m。地势高的挖方爆破,利用塘口附近的废弃渣石堆,清理回填低洼宕口,分层碾压整平,恢复建设用地。(5)治理区分布于4个治理区外的区域,面积0.1 2 h m2,地形地貌遭到轻微破坏,根据实地调查,前期采石场剥离的表层残坡积土,堆积在该区域,厚0.30.6 m,局部达1 m,依据坡体地形简单平整,就能达到植树绿化要求。该区自然复绿程度较好,适当补种,绿化植树按行距5.0 m、株距5.0 m,种植马尾松等植物,共需种植4 8 0 0株。植被养护管理是植被护坡工程的重要环节之一。为了营造目标植物群落并发挥其功能,必须按照工程技术要求对护坡植被加强养护管理。第一是浇水,根椐土壤水分调节与控制水量,了解植物的耗水量,合理安排浇水时间和浇水量,把握浇水质量标准;第二是追肥,根据五大肥料类型,分门别类施肥,一般采用人工、叶面喷施二种方法;第三是做好病虫害防治。5.结论研究区内存在严重的崩塌滑坡地质灾害隐患。淮南市八公山区政府开展研究区内矿山地质环境恢复治理工程,并委托安徽省地质环境监测总站承担该治理项目的设计工作。严格按照文件和相关规范要求进行勘查设计工作,对研究区进行了地形测量,水文地质、工程地质和环境地质调查工作;收集了相关资料;最终进行综合分析研究,完成勘查设计工作。本项目主要采用土石方开挖、填方、场地平整等防治措施对边坡和其他场地进行综合治理。拟消除地质灾害,保障人民群众生命财产安全。本次工程拟投入项目资金8 7 0.5万元。本项目所产生的经济效益、