重庆市大足某锶矿地质环境保护和生态修复

崔凤霞

（河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南 郑州 450016）

开展矿山地质环境调查，是评估矿山地质环境影响程度，设计矿山恢复治理和土地复垦的基础工作[1]，针对矿区存在的地质环境问题，本文进行了预测评估，并提出了矿山地质环境保护和生态修复措施，可避免和减少矿区地质灾害的发生，为矿业经济和社会经济的可持续发展服务。

1 矿山概况及地质环境条件

1.1 矿山概况

矿区位于大足区境内，矿区面积0.1444km2，开采标高：+445m～+320m，开采矿层为三叠系下统嘉陵江组二段一亚段下部1 号锶矿体，矿山采用地下开采方式，矿井开拓方案采用平硐加暗斜井。矿山年产锶矿石3 万吨/年，属小型矿山。矿山的工程分布主要包括地面工业广场、主井口、风井口、矿山公路、废渣场、生活区等基础设施[2]。

1.2 矿山地质环境条件

1.2.1 自然地理

矿区地形东南高北西低，为溶蚀槽谷型地貌。矿区属亚热带季风气候，矿区范围内植被类型以次生林业植被为主，其次为农田植被。项目区土壤以黄棕壤为主。

1.2.2 地层岩性和地质构造

矿区地层以三叠系下统嘉陵江组为主，其次为中统雷口坡组、上统须家河组，在槽谷的低处有第四系分布。矿区赋矿层位为嘉陵江组二段。矿区位于华蓥山帚状穹褶束之西山背斜北东段东翼，地层呈单斜产出，矿区未见断层及次级褶皱，地质构造简单。

1.2.3 水文地质条件

矿区属华蓥山穹褶束山地间隔盆地裂隙岩溶水副区，赋存碳酸盐岩裂隙溶洞水，矿区侵蚀基准面标高＋387m，矿区地下水位标高394.0m～462.94m。

2 矿山地质环境现状影响程度评估

评估区属重要区，小型矿山，地质环境条件中等复杂，矿山地质环境保护与恢复治理精度定级为一级[3]。矿山处于地质灾害低易发区，根据野外调查，现状条件下，矿区范围内及周边未发现滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝等不良地质现象，地表现状总体基本稳定，评估区内矿山发生地质灾害的可能性中等，损失小，危险性小，矿山开采对嘉陵江组二段含水层破坏较严重，对其它含水层影响较轻，矿山排水锶元素轻微超标，对地形地貌景观影响严重，对地表建（构）筑物影响较轻，相邻矿山之间互相影响较严重，对地质环境影响程度严重。

3 矿山地质环境预测影响程度评估

3.1 采矿活动引发地质灾害预测评估

采空区：随着采空区范围持续增大，预测发生地表变形开裂等地质灾害的可能性大。渣石场：预测开采末期渣石量总计2398m3，由于渣石是自然堆积，预测在暴雨等不利工矿条件下失稳可能性大。矿石堆放场：预测矿山品位低于40%的锶矿石最终方量71182m3，预测最终将在老采石场1区北侧靠近出口处形成最高约3m 的矿石边坡，预测在暴雨等不利工矿条件下失稳可能性大。爆破振动影响：矿区采深120m～315m，放炮对地表影响较轻，但由于矿层处于嘉陵江组二段，放炮对嘉陵江组二段含水层影响严重。

3.2 采矿活动引发地表变形预测评估

根据概率积分法预测模式对地表变形进行计算和分析。矿山服务年限为18.1 年，划分为四个阶段，第一阶段、第二阶段、第三阶段分别为5 年，第四阶段3.1 年，分阶段预测。地表移动与变形的预测结果见表1。

表1 地表下沉、移动与变形预测结果

表2 矿山生态修复措施

井下开采引起地表发生移动变形，到最终形成稳定的地表沉陷区域，这一过程是渐进而相对缓慢的，地表的移动是在工作面推进一定距离后才发生的。根据计算，地表沉陷区地表移动的延续时间约1 年半，因此井下开采完后1 年半内应该纳入到企业的监测、复垦服务年限内。据类似地下开采矿区实际开采情况，水平变形值为6mm/m 时，地表可能会出现大而深的裂缝。本矿区最大水平变形值为5mm/m，因此锶矿开采后，矿区内可能会出现大而深的地表裂缝，预测采矿活动对地表影响较强烈，矿山开采导致的地表变形引发采空塌陷的可能性大，对地表建（构）筑物破坏严重。

3.3 采矿活动引发含水层破坏预测评估

矿区冒落带高度（Hm）为34.20m，导水裂隙带高度（Hli）为63.74m。矿层顶部无隔水层，冒落带及导水裂隙带直达嘉陵江组二段碳酸盐岩溶含水层，预测矿山开采对嘉陵江组二段及嘉陵江组三段下部含水层影响严重，对嘉陵江组一段、三段中上部、四段及雷口坡组含水层影响较严重，对须家河组二段含水层影响较轻。该区域相邻矿山密集，含水层地下水疏降是几个矿山共同作用的结果。矿山排水中锶含量11.54mg/L，属轻微超标，预测矿山如果不经处理直接排放，对水环境会造成一定污染。综上所述，预测条件下，矿山采矿活动影响较强烈，诱发地面塌陷、地裂缝地质灾害的可能性大，矿山地质环境影响严重；矿山开采对嘉陵江组二段及嘉陵江组三段下部含水层影响严重；对地形地貌景观破坏影响严重；对地表建（构）筑物的影响较大；相邻矿山之间互相影响较严重；预测矿山采矿活动对矿山地质环境影响严重。

4 矿山地质环境保护和生态修复措施

4.1 地质环境保护措施

严格按开采设计开采，留足房柱，严禁开采房柱，并采用料石砌碹支护；编制应急预案；采取监测措施，对开采可能出现的沉陷区采取监测、示警措施，消除安全隐患；修建污水处理池，对矿井水、生产生活污水经过净化处理后再排放，加强水环境质量监测；在矿区渣石场四周修建截排水沟，并修建挡渣墙，监测渣石场稳定性；设立水文监测点，监测泉井水流量、水质变化情况；加强矿井涌水量的实时监测，并编制应急预案，对勘探钻孔进行全孔封闭处理，防止地表水、地下水经钻孔疏漏；对因矿山开采所产生的地质灾害及环境问题，进行边生产、边恢复治理，使整个矿区生态环境得到明显改善和治理；闭坑期对矿区工业广场建构筑物进行拆除，并对工业广场进行复绿；矿山开采过程中加强对矿区地表变形及巡视监测；矿山开采应严格控制每次放炮药量，并布置放炮警戒等。

4.2 生态修复措施

根据复垦适宜性评价结果，结合土地利用总体规划、生态环境保护规划，从矿区的实际出发，通过对自然因素、社会经济因素、政策因素和公众资源的分析，确定矿山生态修复的方向和措施。

5 结论

本文在查清矿区的地质环境问题基础上，提出了该矿山的地质环境保护和生态修复措施，项目建设可以大幅度增强项目区的抗灾能力，项目区矿山地质灾害危险性中等，地质灾害防治难度小，按此方案实施后，基本可达到地质环境保护与生态修复的预期目标。通过生态修复措施可使项目区原来的水域和未利用地成为旱涝保收的稳产高产田，光、热、水资源利用率得到提高，相关的农田基础设施将满足现代化农业的要求，预计可以达到较好的经济、生态、社会效益。