礦山地質(zhì)環(huán)境治理設(shè)計(jì)思路研究范文

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摘要：我國的許多廢棄礦山和老舊礦山由于開采原因造成環(huán)境非常惡劣，崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隨時(shí)有可能發(fā)生，對周邊人民的生活環(huán)境造成極大的影響，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來一定的威脅，亟須對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合治理。本文以實(shí)例探討礦山地質(zhì)環(huán)境的綜合治理，為礦山地質(zhì)環(huán)境的治理提供更科學(xué)，更合理，更安全的治理設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)環(huán)境治理；邊坡穩(wěn)定性；綠化；截、排水溝

治理區(qū)原系關(guān)閉露天采石場，現(xiàn)屬無主礦山。閉坑前主要生產(chǎn)水泥用灰?guī)r、建筑用石料，由于原礦山開采技術(shù)和設(shè)備落后，開采不合理，致使治理區(qū)內(nèi)的礦山地質(zhì)環(huán)境非常惡劣，崩塌、滑坡、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害隨時(shí)有可能發(fā)生，且該處地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重影響新城區(qū)及鐘馗文化園的景觀，亟待對該處礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合治理。

1.礦山地質(zhì)環(huán)境治理目標(biāo)與任務(wù)

消除礦山地質(zhì)災(zāi)害和改善不良環(huán)境地質(zhì)問題，使礦山地質(zhì)環(huán)境向良性發(fā)展。根據(jù)靈璧縣新城區(qū)的規(guī)劃，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，項(xiàng)目治理以恢復(fù)山體邊坡和邊坡綠化為主，通過治理，盡可能的恢復(fù)山體原貌，改變治理項(xiàng)目區(qū)周邊臟、亂、差環(huán)境，生態(tài)環(huán)境得到改善。山體恢復(fù)治理后，可以為建設(shè)鐘馗文化園添一道美麗的風(fēng)景，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造良好的投資環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)、健康發(fā)展。

2.治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

2.1地形地貌條件

治理區(qū)地處皖北低山丘陵區(qū)，山脈呈串珠狀，北東向分布，平山最高64.34m，坡洪積裙環(huán)山分布，逐漸向平原過渡，山上無植被和建筑物。水系不發(fā)育，山間沖溝淺、短，為季節(jié)性干溝，流向與坡向一致，治理區(qū)西有鳳河，向南流入新汴河。

2.2地層特征及構(gòu)造條件

治理區(qū)可視地層為震旦系倪園組（Zn），主要為灰色中厚層含燧石結(jié)核泥質(zhì)、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、夾灰黃色頁片狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r，微細(xì)層理發(fā)育。九頂山組（Zjd），主要為灰色中厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，中下部為塊狀灰?guī)r，底部產(chǎn)迭層石。第四系（Q），主要為淺棕色、棕紅色粘土，含碎石，鈣質(zhì)結(jié)核主要分布在山間凹地及山前平原。平山為單斜構(gòu)造，斷層不發(fā)育。

2.3水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件

治理區(qū)內(nèi)采石場采用露天開采，礦床開采底板標(biāo)高位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，地表水徑流條件好；區(qū)內(nèi)巖石裂隙不發(fā)育，礦床充水因素主要為大氣降水，地形坡度相對周圍較大，有利于大氣降水的下滲和排泄。故屬水文地質(zhì)條件簡單類型。治理區(qū)地層呈單斜產(chǎn)出，構(gòu)造簡單，巖層完整，強(qiáng)度高，風(fēng)化作用和巖溶作用均較弱，致密狀灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r巖石堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙發(fā)育。工程地質(zhì)條件屬于簡單。

3.治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題

治理區(qū)內(nèi)因歷史原因無序開采，礦山閉坑后，遺留大量堆積的廢渣石，采掘形成的大片基巖裸露區(qū)域，植被遭到嚴(yán)重破壞，礦山開采對治理區(qū)地貌景觀和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，棄土、廢石零亂堆放，基巖裸露，因緊鄰新城區(qū)其礦山地質(zhì)環(huán)境與四周極不協(xié)調(diào)，一方面嚴(yán)重影響新城區(qū)的景觀，給人們生活造成視覺污染；另一方面導(dǎo)致山體坡度增大，在降水作用下，造成嚴(yán)重的水土流失及環(huán)境污染。治理項(xiàng)目區(qū)原地形坡度一般15°~30°，巖石為中厚層白云質(zhì)灰?guī)r，產(chǎn)狀傾向330°，傾角40°，節(jié)理裂隙發(fā)育。零星分布有危巖，在自然條件下，風(fēng)化程度將進(jìn)一步加深，預(yù)測引發(fā)崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性較大。

4.治理設(shè)計(jì)原則及技術(shù)路線

通過項(xiàng)目的治理消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。設(shè)計(jì)的主要原則為：安全原則；統(tǒng)籌規(guī)劃、因地制宜的原則；實(shí)事求是，因地制宜的原則；治理與保護(hù)并重原則；技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理原則。

5.邊坡穩(wěn)定性分析

由于歷史原因，開采秩序混亂，作業(yè)不規(guī)范，沒有遵循自上而下、分水平、分臺階開采，致使原地形地貌破壞嚴(yán)重，產(chǎn)生多處地質(zhì)災(zāi)害隱患。目前，分析礦山巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定與否，一般多采用結(jié)構(gòu)面赤平投影方法分析邊坡巖體穩(wěn)定性。綜合分析未進(jìn)行治理的坡面高度大、坡度陡，人為地改變了坡體的自然穩(wěn)定平衡狀態(tài)，使邊坡的應(yīng)力重新調(diào)整，坡面上裸露的巖土體產(chǎn)生卸荷和拉張松弛；由于坡體巖體的上述變形，在降雨及其他外荷載作用下，邊坡隨時(shí)會發(fā)生沿節(jié)理裂面剝落、掉塊和巖石失穩(wěn)形成的局部崩塌，邊坡的整體穩(wěn)定性受到影響，采石場邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性差~較差。

6.治理方案設(shè)計(jì)

本礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程主要采用工程技術(shù)手段和生物治理技術(shù)手段兩種方法。

6.1邊坡治理工程

邊坡治理中，坡形坡率設(shè)計(jì)很大程度上決定了邊坡的穩(wěn)定性與工程費(fèi)用。因項(xiàng)目區(qū)內(nèi)原山體坡緩，按照坡長來區(qū)分，只有中長邊坡，其余均為短邊坡，治理難度相對較低。本次邊坡治理工程采用土石方回填及削坡工程等工程技術(shù)手段，一方面通過削坡改變坡體形態(tài)降低坡角來增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性，削坡平整后的山體與周圍山體標(biāo)高相協(xié)調(diào)；另一方面挖除頂部廢石、廢渣，用于填平采坑達(dá)到綜合利用的目的

6.2綠化工程

治理區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境得到最終改善和保護(hù)，綠化是治理成效的關(guān)鍵。結(jié)合本地條件，本次治理將采用木本植物與草本植物結(jié)合的方式進(jìn)行綠化，草本植物用于近期水土保持，木本植物綠化山地邊坡以樹種、草種的選擇需要因地制宜。因松樹種植的適應(yīng)性強(qiáng)，常綠樹種，樹形美觀，耐干旱瘠薄，抗風(fēng)，抗大氣污染，故木本植物選擇松樹。草本植物百喜草是著名的多用型水土保持草種，對土壤選擇性不嚴(yán)，生長迅速，根系發(fā)達(dá)，能夠形成稠密的草皮，有效限制其他雜草的侵入，耐旱性、耐暑性極強(qiáng)，耐寒性尚可，從而具有較強(qiáng)的防止土壤沖刷和固土護(hù)坡的能力，尤其在緩坡地上表現(xiàn)出相當(dāng)好的水土保持效果。綠化過程中要科學(xué)布局，種植前應(yīng)對場地進(jìn)行整治，改善立地條件，提高種植成活率促進(jìn)植被生長。修建蓄水池，做好種植區(qū)的管護(hù)工作。

6.3截水溝及排水溝設(shè)計(jì)

（1）截流溝：治理區(qū)為風(fēng)化剝蝕丘陵地貌，地形坡度較緩，坡度一般15°~30°，自然排泄條件差。設(shè)計(jì)在回填邊坡上方開挖截水溝，緩解雨水對邊坡的沖刷破壞。截水溝采用漿砌片石澆筑,嵌入于地表開挖溝槽中，設(shè)計(jì)橫斷面呈倒梯形，大小應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。（2）排水溝：為防止雨季地表徑流對回填坡面沖刷破壞，對西部回填治理邊坡穩(wěn)定性造成影響，設(shè)計(jì)在回填邊坡上方開挖排水溝，引導(dǎo)坡頂截水溝和自然小沖溝來水至坡腳，排水溝采用預(yù)制混凝土U型管修筑。

7.施工順序

根據(jù)各單項(xiàng)工程的施工特點(diǎn)，以及各分項(xiàng)工程量、相互干擾因素和施工難度，建議各分施工項(xiàng)目按以下程序進(jìn)行：巖體削坡—邊坡浮土、浮石，危巖清理—平整—分層碾壓—土石方回填邊坡—砌筑簡易道路—修筑后緣截水溝、排水溝—修筑蓄水池—覆土綠化。施工過程中對整個(gè)治理區(qū)采坑的危險(xiǎn)區(qū)域要做標(biāo)識、清理、穩(wěn)定、隔離的工作。

8.結(jié)論及建議

本次治理方案主要是對破損的山體進(jìn)行回填，局部不穩(wěn)定巖體基本恢復(fù)自然坡形、坡率，對植被破壞嚴(yán)重的邊坡進(jìn)行覆土綠化，恢復(fù)平山地質(zhì)環(huán)境原貌。建議：施工隊(duì)伍要具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，能夠在復(fù)雜災(zāi)害地質(zhì)條件下保證施工質(zhì)量。地質(zhì)災(zāi)害具有復(fù)雜性和不確定性，因而邊坡穩(wěn)定治理總體設(shè)計(jì)是一次完成的，細(xì)部設(shè)計(jì)則需要在施工過程中不斷完善和修正。當(dāng)施工過程中揭示出的地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)時(shí)有出入時(shí)，要及時(shí)反饋設(shè)計(jì)，從而調(diào)整設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)意圖的準(zhǔn)確落實(shí)。因施工場地離居民區(qū)較近，在施工前必須設(shè)置警戒線，施工中注意施工人員、居民、行人的生命安全。施工要盡量避開雨季，確保施工安全。

參考文獻(xiàn)：

［1］《靈璧縣靈城鎮(zhèn)平山礦山地質(zhì)環(huán)境治理設(shè)計(jì)》報(bào)告[R].淮北：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì),2012.

作者：杜學(xué)建 單位：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)