抚松县碱场沟废弃石灰岩矿矿山地质环境特征及治理恢复措施

原 野，庞香多

吉林省水文地质调查所，吉林 长春 130012

1 矿山自然环境概况

1.1 自然地理概况

抚松县碱场沟废弃石灰岩矿矿山治理恢复区位于抚松县城东南2 km 处的山沟中，地理坐标为：东经127°17′20″～ 127°17′42″ 北纬42°19′04″～ 42°19′15″，工作区总面积为35 933 m2。

该矿山地貌地处长白山北麓低山区，地形总的趋势为南部、东部、北部高、西中部低，最高点位于东北部山顶上，海拔标692.60 m，最低点位于抚松镇，海拔标高431 m，相对高差为261.60 m，地形起伏较大。

该区气候属寒温带大陆性季风气候，四季分明，春季干燥多风，夏季湿润多雨，秋季温和凉爽，冬季寒冷漫长。根据多年气象资料记载，多年平均气温4.5 ℃，多年平均降水量765 mm，降水多集中于6、7、8 月份，多年平均蒸发量1 000 mm，无霜期125 天，最大冻结深度1.80 m。

矿区内无常年地表径流，汛期短暂降水沿沟谷排走。地表水受季节影响较大，以地表径流为主，排泄条件较好，最终汇入矿区南部的头道松花江支流无名河。

1.2 矿区地质环境条件

1.2.1 地层

区内地层底部主要由上元古界震旦系中统万隆组、八道江组灰、黑灰色厚层状灰岩、粉砂岩、页岩组成；中部由中生界侏罗系中统四道沟组凝灰质砂砾岩、酸性熔岩、凝灰岩及凝灰角砾岩组成；上部由新生界第四系冲积层亚粘土、砂砾石组成，

1.2.2 岩浆岩

主要以燕山期花岗岩（γ51）为主。岩石为花岗岩、花岗斑岩。风化严重。岩石表面已成碎石和砂状。

1.2.3 地质构造

本区大地构造地处中朝准地台（Ⅰ），辽东台隆（Ⅱ），太子河—浑江褶陷断束（Ⅲ），浑江上游凹褶断束（Ⅳ）区。区内断裂构造发育，主要断裂有松江河断裂和汤河断裂，两组断裂复合部位集中在抚松镇内。而治理工程区主要为碱场沟断裂，为次一级的东西向断裂，位于两组断裂复合部位的内三角区中。

1.2.4 水文地质条件

区内地下水类型主要有松散岩类孔隙潜水、碎屑岩类孔隙裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水三种类型。

松散岩类孔隙潜水：主要赋存于第四系全新统砂砾石层中，含水层厚度一般为3 m，水位埋深为1.5～ 2.0 m，水量中等，涌水量按降深5 m 计算，单井涌水量100～500 m3/d，地下水化学类型为重碳酸钙钠型，矿化度小于0.5 g/L。

碎屑岩类孔隙裂隙水：主要赋存于侏罗系凝灰质砂岩孔隙裂隙中，由于砂岩呈凝灰质胶结，富水性差，水量贫乏，涌水量按降深20 m 计算，单井涌水量小于100 m3/d。地下水化学类型为重碳酸钙型，矿化度小于0.5 g/L。

碳酸岩盐类裂隙溶洞水：主要赋存于震旦系石灰岩裂隙溶洞中，由于石灰岩裂隙溶洞较为发育，富水性好，水量丰富，单井涌水量为1867.90 m3/d（降深4.53 m），地下水化学类型为重碳酸钙钠型，矿化度大于1.0 g/L。

1.2.5 工程地质特征

根据区内岩土体的成因、结构、力学性质及成岩作用，划分为岩体组和松散土体组两种类型。

坚硬岩分布于低山区，主要岩性为花岗岩、灰岩，岩石完整呈块状，单轴抗压强度大于60 MPa。

较软岩分布于低山区，主要岩性为强风化花岗岩和灰岩，岩石呈碎块状，岩石饱和单轴抗压强度15～20 MPa。

极软岩分布于低山区，主要岩性为凝灰质砂岩、粉砂岩，岩石呈层状，岩石饱和单轴抗压强度3～5 MPa。

松散土体组主要分布于沟谷地带，岩性主要为第四系全新统冲积砂砾石层，为饱和密实状态，承载力特征值为180～300 kPa。

2 矿山地质环境现状及发展趋势

2.1 矿山地质环境现状

抚松县碱场沟废弃石灰岩矿开采历史悠久，自20 世纪70 年代开始至80 年代停产闭坑。以生产石灰为主，矿山开采方式为露天开采，由于采矿活动极大的破坏了山体植被和地貌景观，使矿山地质环境遭到了严重破坏，特别是闭坑后遗留下来的崩塌、不稳定边坡和矿渣等。给人民的生产生活带来了很大困难，对人民的生命财产安全构成了严重威胁。

2.1.1 开采区

多年来由于采矿活动影响，植被和地貌景观破坏严重。形成大面积基岩裸露，边坡陡缓不一，在强降雨作用下，造成边坡失稳 ，形成崩塌地质灾害两处，崩塌堆积物体积为450 m3。现将崩塌段地质灾害特征叙述如下：

B1 崩塌地段∶该段位于山麓地带，地理坐标：东经127°17′38″，北纬 42°19′10″。岩性为石灰岩，地层产状50°∠51°，崩塌地段坡脚标高509 m。坡角85°，坡向180°，坡高35 m，崩塌点岩体厚度大于50 m，岩体结构呈碎裂状，节理裂隙发育，产状①120°∠72°，②65°∠86°，③50°∠51°。坡下分布有崩塌堆积物，为块石碎石，属小型崩塌。崩塌主要毁坏林地，破坏自然景观，威胁公路过往行人及车辆的安全。

B2 崩塌地段∶该段位于山麓地带，地理坐标：东经127°17′31″，北纬42°19′10″。岩性为石灰岩，地层产状70°∠27°，崩塌地段坡脚标高491 m。坡角82°，坡向210°，坡高33 m，崩塌点岩体厚度大于50 m，岩体结构是碎裂状，节理裂隙发育，产状①170°∠72°，②265°∠76°，③70°∠27°。坡下分布有崩塌堆积物，为块石碎石，属小型崩塌。崩塌主要毁坏林地，破坏自然景观，威胁公路过往行人及车辆的安全。

2.1.2 矿业活动影响区

由于无序开采，矿业活动影响区部分表土被剥离，地表植被破坏严重，区内凌乱分布的矿渣对地表植被造成了很大的危害，生态环境受到了不良影响，造成草木无法生长的土地面积达19 620 m2。此外在活动区还分布有废弃石灰窑一座，废旧厂房6 座，占地面积约200 m2。

2.2 矿山地质环境发展趋势

本矿山已经闭坑，矿山环境已经失去人工维护，残留的危岩在强降雨、地震等外力作用下，再次发生崩塌地质灾害的可能性很大。一旦再次发生崩塌地质灾害，将严重威胁附近道路及过往车辆、行人的安全。生态环境会进一步恶化。因此，必须及时进行矿山地质环境问题治理恢复工作，避免上述地质环境进一步恶化。

3 矿山地质环境治理恢复措施

为了尽快消除地质灾害隐患，达到改善当地人居环境，有效避免因矿山地质灾害的发生而危及当地人民生命财产安全；恢复土地的利用功能，防止水土流失，改善当地生态环境，使规划区内山青秀美，生态效果显著，并创造出良好的经济效益和生态环境效益。为此，首先应针对刻不容缓的人民群众生命财产安全和区内生态环境治理恢复进行综合治理，建议采取的治理工程措施有清理崩塌段上的危岩、喷浆固坡、修筑挡石墙。拆除砌体建筑物。修复地面形态，覆土绿化。

3.1 工程量布署

3.1.1 陡坡危岩治理工程

对崩塌段陡坡危岩体进行坡面清理，清理面积为12 162 m2，清理碎石量3 638.6 m3。

对清理后的危岩坡面进行喷浆固坡，喷浆面积为12 162 m2，喷浆486.4 m3。

砌筑挡石墙：由于废弃石灰岩矿崩塌段顶部危岩体距离公路较近，为防止零星碎石滚落到路基上，在台阶处修建一道浆砌石挡石墙，挡石墙长380 m。地基深20 cm，底座宽1.2 m。

3.1.2 采场区内治理工程

砌体拆除：对现有废弃的石灰窑和废弃建筑面积进行拆除，占地面积200 m2。拆除砌体工程量150 m3。

场地平整：工业场地废弃物拆除后，对其场地进行平整和废弃物外运，平整面积19 620 m2。

覆土回填：工业场地平整后，进行覆土回填，回填覆土工程11 576 m3。全部需要外部购买。

植树种草：首先对工业场地进行乔木栽植，共植树4 905 株。然后，在崩塌段危岩体斜坡底部栽植灌木爬山虎。在树与树之间种草，绿化面积19 620 m2。

通过对该矿山的治理，将有效的恢复当地生态环境，恢复土地使用功能，把废弃矿山建设成为生态环境良好，人居安全的人文景区。

[1] 庞俊华,等.吉林省抚松县碱厂沟废弃石灰岩矿矿山地质环境治理恢复实施方案[R]. 吉林省地质工程勘察院.