浅析清城区矿山地质环境问题及防治措施

（广东省有色金属地质局九四〇队，广东 清远 511520）

清城区露天开采矿山众多，主要开采矿种有建筑用砂岩、陶瓷土、等等，共设置采矿权95个，核定开采总面积6.06km2。矿业活动造成植被破坏、地形地貌景观破坏、土地资源压占和破坏、水土流失、地质灾害等矿山地质环境问题。

1 矿山地质环境背景

清城区属珠江流域北江水系，兼有山区、丘陵与平原等地貌。属中亚热带气候为主的湿润性季风气候，年均降雨量为2215.7mm，年均气温22℃。矿山主要分布于城区北、东和东南部地区。地表花岗岩残坡层厚度3m～15m。矿山均采用露天开采方式，水文地质条件为简单—中等。开采形成高陡边坡，矿体及围岩裂隙节理较发育，稳定性较差，工程地质条件为中等—复杂。露天开采破坏原地形地貌景观，剥离土较多，易产生水土流失或泥石流灾害，环境地质条件为简单—中等。

2 矿山地质环境问题

矿山露天开采过程中由于表土剥离、废土石渣堆积、地下水疏干等活动，造成山体大片植被及表土严重破坏，并产生一系列与采矿活动密切相关的次生地质灾害。城区矿山剥离表土堆积有73处，总堆积量约2500万m3。沿沟谷坡面排放，堆积高陡，高度在10m～60m，坡度超50°，结构松散，无防护措施。在强降雨条件下易诱发崩塌、滑坡、泥石流等矿山地质灾害。全区共有87个矿山存在微型的崩塌、滑坡和泥石流灾害，占矿山总数的92.6%。崩塌和滑坡主要对采场、排土场和道路造成威胁；泥石流冲刷淤积沟谷田地。

（1）泥石流。矿山开挖产生的废石（土）、尾矿等固体废弃物堆放于山坡或沟谷坡面上，为泥石流的发生提供了丰富的物源；丘陵地貌区沟谷发育，具备了泥石流发生的产汇流条件；在强降雨作用下极易发生泥石流灾害，影响下游人民生命财产安全。

（2）崩塌。矿山开采过程中，为施工方便和节约成本，绝大多数矿山没有按开发利用方案规定的台阶数及坡率进行生产，闭坑或开采后期，形成高陡的不稳定人工边坡。崩塌开挖形成的坡度大于45°的人工陡坡，岩石节理裂隙发育，坡体的工程力学平衡状态被破坏，加上人工爆破、运输车辆震动和雨水长期冲涮影响，陡坡岩土体突然下坠造成崩塌。

（3）滑坡。矿山滑坡多发生于坡度25°～45°的人工陡坡或自然坡体，特别是在堆土场地加载严重或存在软弱结构面的情况下更易发生滑坡灾害。在强降雨的情况下，岩土体饱水，自重加大，抗剪强度降低，易引发滑坡灾害。遇水易软化形成泥化夹层，为潜在的滑动带，其稳定性差，极易发生顺层滑坡。

（4）地形地貌景观破坏及水土流失。清城区境内有较多高速、高铁等交通干线及北江航道。主要交通干线两侧一定范围内和江河流域临江第一重山列为禁止开采区，对自然地质景观要求较高。清城区矿山均为露天开采，采矿前需破坏地表植被并剥离表土，排放废土石，造成山林土地植被裸露，并改变原有地形标高，露天采坑、排土场及其它等对自然景观的肢解及蚕食相当严重，采矿后形成裸露陡峻石壁，严重破坏自然地质景观。同时大面积松散、裸露的堆积体，被雨水冲刷走，形成泥沙与径流，严重影响原有土壤营养环境、破坏生态环境、容易造成农田沙化、堵塞河流、污染水环境等造成水土流失。

（5）土地资源压占与破坏。据估算统计，区内目前占用和破坏土地资源面积约为798.068hm2。其中露天采场造成原地面标高的降低及植被的破坏，开采边坡高度为10m～240m，单个矿山采场面积约0.413hm2～40.794hm2，全区露天采场占用和破坏土地资源面积约540.891hm2；排土场及其它设施多沿沟谷坡面或山坳设置，使原地形地貌标高升高约10m～60m，单个排土场及其它破坏面积0.293hm2～25.510hm2，全区排土场面积257.177hm2。

3 矿山地质环境防治措施

矿山地质灾害问题由于多在山区，人口较少，在矿山恢复治理层面，首先考虑的是矿山地质环境的修复，以复绿工程为主。

（1）复绿。复绿之前，首先要消除采矿活动留下的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害隐患，对高陡边坡进行截排水、护坡、削坡和挡墙等工程治理措施；然后采用景观美化改造工程进行复绿。最关键的环节则是对裸露岩面进行绿化，首先应格构筑基，再人工喷土，给草木提供生存的土壤环境，再通过后期养护，让植被自然生长，完成从草皮到灌木林的过渡。

（2）工程治理。矿山的工程治理自上而下可分为后山截排水，高陡边坡削坡分级、撬毛石，坡底反压等。后山截排水：根据地形地貌和降雨条件进行截排水系统设计，使水体能顺利排出坡体。截排水沟要用浆砌块石（砖）构筑，水泥砂浆填缝，防止水体漏失。高陡边坡削坡分级：据坡体的坡度和岩性进行削坡和分级，即坡率法。使每级边坡高度和坡度在安全范围内，坡体能达到自身稳定形态。对于岩质边坡，每级高度不超过8m，坡度在60°以下，同时撬落松动毛石；对于土质边坡，每级高度不超过5m，坡度在45°以下。坡底反压：在深挖矿山，可将采掘面上部易产生崩塌、滑坡的不稳定岩土体或弃石（土）挖填回坑内，一是为了减少上部的不稳定岩土体的重量，减小了滑动力，提高了坡体稳定性；二是为了强化底部岩土力学性能，不易产生滑动面。对于存在积水采坑，应用牢固的栅栏围蔽，并树立警示标志，标明水坑深度。

（3）拦砂坝。拦沙坝能减缓坝上游沟床坡降，减小水深、加宽沟底，流速及其冲刷力，起到抬高坝址处的侵蚀基准作用。同时拦截泥石流或山洪中的泥沙（包括块石），减轻对下游的危害。拦沙坝的坝址选择应考虑地形条件、地质条件、水文地质、上游集水区土壤侵蚀情况和施工条件是否方便等。

（4）监测。除上述措施外，城区政府尚应组建矿山地质环境监测系统，在查明各矿山易发生崩塌、滑坡、泥石流点段的基础上，采用人工或机械自动监测设备，对各种灾体进行监测，判断其发展趋势，进行地质灾害预报或进行工程治理。

4 结论与建议

清城区露天开采的矿山地质环境问题主要有矿山地质灾害，自然地质景观破坏、土地资源压占与破坏等。建议矿山地质环境恢复治理措施主要为复绿、工程治理、拦砂坝和对矿山进行监测等。