安徽含山县清溪镇应村建筑石料用白云岩矿矿山地质环境影响和土地损毁研究

魏旭，夏琼，高东升，李磊，颜伟华，江冬明

（安徽省地质实验研究所，安徽合肥 230041）

0 引言

为贯彻落实党中央、国务院关于深化行政审批制度改革的有关要求，切实减少管理环节，提高工作效率，根据《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与土地复垦方案编报有关工作通知》（国土资规〔2016〕21 号），开展矿山地质环境详细调查工作。本次工作主要对含山县清溪镇应村建筑石料用白云岩矿进行矿山地质环境影响和土地损毁综合评价，提出矿山地质环境保护与治理分区，为资源的可持续利用提供理论依据。

1 矿山开发利用情况概述

矿区建筑石料用白云岩矿产于寒武系中上统山凹丁组（Є2-3sh）中，矿区内圈定矿体1个。矿体形态由现采矿权范围圈定，在剖面上呈单斜层状，平面上呈多边形，其矿体形态较为完整。矿体产状与地层产状一致，走向北东，倾向南东，倾角15°。依据采矿权限定的范围和开采深度，矿体长约365m，宽约185m，矿体赋存标高+112m～+40m，矿体最大垂直厚度约72m。

根据开发利用方案，矿山开采方式为自上而下露天开采，开采范围标高+40～+112m，台阶台度15m，最终坡度小于46°。矿山生产规模为5×105t/a。矿山设计资源利用率92.15%。

2 矿山地质环境影响评估

矿区原始地貌为低丘、山前冲积平原，区内最高峰位于矿区东北面，海拔+137.98m，一般海拔+35～+100m，相对高差约+23.0～+137.98m。地形坡度10°～25°。矿区植被多为灌木，局部松木、乔木。矿区经多年开采，在露天采场区域形成了一处较大的开采宕口，地形地貌景观破坏严重。矿区西面清溪河为矿山周边较大溪流，附近有少量人工池塘，均远离矿体。

矿区内土地资源类型依据《土地利用现状分类》（GB/T21010-2007）进行划分，分类级别为二级地类，主要为采矿用地、有林地和其他林地。矿区西南侧为工业场地。矿区采矿运输道路已建成，为土石路面，目前路况良好。矿区露天采场边坡岩体较碎裂，边坡基本稳定，未发现崩塌、滑坡等灾害。废弃土石堆积在南侧老采场内，堆放高度3m左右，现状调查未发现崩塌、滑坡等地质灾害。

矿区及周边200m 范围内无自然保护区、风景旅游点、文物古迹和地质遗迹等需要特殊保护的环境敏感目标。

2.1 评估级别

依据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范（DZ/T0223-2011）》，综合分析评估区重要程度、矿山地质环境条件复杂程度、矿山生产建设规模等确定矿山评估级别。评估区重要程度按照《评估区重要程度分级表》（附录B）划分属较重要区；矿山设计生产规模500000t/a，据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范（DZ/T0223-2011）》附录D《矿山生产建设规模分类表》，该矿山生产建设规模属大型矿山；矿区水文地质条件简单，断裂构造不发育，岩石工程地质稳定性较好，地形条件简单。依据《编制规范》附录C表C.2，矿山地质环境复杂程度简单。

综上所述，根据《编制规范》附录A《矿山地质环境影响评估分级表）》，确定本矿山地质环境影响评估级别为一级。

2.2 矿山地质灾害现状分析与预测

矿山开采形式为露天采矿，露采场平面呈椭圆形，长轴约307m，短轴约178m。露采场开采段由西向东已形成3 个生产台阶，挖损破坏土地面积4.9hm2。现状调查北矿区内边坡多为斜交坡、反向坡为主，未发现崩塌、滑坡地质灾害，地质灾害危害程度中等，危险性小。

矿区露采场边坡引发崩塌、滑坡预测评估采用查表法和工程地质分析法分析，判断引发崩塌、滑坡地质灾害危险性。

(1)查表法。对照《工程地质手册》（第四版）中的“岩石边坡坡度与高度参考数值”，对于此类岩体，边坡高度在15m以内，坡度允许值为1∶0.2～1∶0.3，即坡度为73°～63°。台段边坡满足参考要求，由此判断露采台段边坡总体基本稳定。

(2)工程地质分析法。矿区露采场设计开采台阶高度为15m，最低开采标高+40m，最高开采标高+90m，设计最终边坡角46°，生产台阶坡面角为65°。岩层产状148°∠15°，主要发育两组优势节理裂隙，①270°∠70°；②340°∠50°，节理间距2m，节理长度＞2m。利用赤平极射投影分析法将宕口终了边坡分成AB、BC、CD、DE、EF 五段边坡分别进行分析。EF 段边坡为顺向坡，地层产状与设计边坡为同向坡，但地层倾角小于边坡倾角，边坡稳定性较好，矿山地质灾害发育程度弱，危害程度小、危险性小（图1）。

图1 矿区露采场终了边坡稳定性分析Figure 1. Stability analysis of ending slope of open pit in the mining area

矿山老采场呈“漏斗”状，北宽南窄。采场四面为直立岩质边坡面，矿山前期剥离的废石堆放在老采场内，堆放高度低，边坡植被生长较好，边坡较稳定。预测后期边坡基本与现状相同，产生崩塌、滑坡地质灾害的可能性较小。

堆土场位于矿区西北部，沿斜坡自然堆放，高度一般在2～3m，已自然覆绿，坡度一般小于30°，边坡稳定性较好。未来该区域自然边坡将不再被破坏，随着植被的生长，稳定性将继续增强。因而，一般情况下堆土场边坡产生崩塌、滑坡可能性小，危险性小。

综上所述，预测未来露天采边坡局部坡段、老采场及堆土场等局部边坡矿山地质灾害发育程度弱，危害程度小、危险性小。

2.3 矿区含水层破坏现状分析与预测

矿区内地表水系不发育。采场最低开采标高高于当地侵蚀基准面标高。矿山开采虽然造成了地形的破坏，导致矿区降水形成径流的自然流向有所改变，但未改变矿区及周边整体地形，大气降水排泄通畅，多以地面径流形式汇向周边的池塘、山沟排出区外，因此矿山开采对矿区及周边地表水自然流向影响轻微。预测采矿活动将对矿区地表水及矿区周边地表水自然流向影响轻微。

矿区地下水主要是碳酸盐岩岩溶裂隙水，矿床地表仅见溶沟溶槽，深部岩溶不发育，矿山生产用水源于周边池塘及在山顶修建高位水池蓄水，矿山开采不存在抽排地下水。所以，矿山现状开采对水资源影响一般。预测采矿活动将对矿区地下水的补给造成轻微影响，但不会改变矿区及周边地下水径流的整体方向；不会导致区域地下水水位下降和地下水资源枯竭；对采区附近居民生产生活用水基本不会产生影响。

综上所述，预测矿山开采对矿区含水层破坏与影响程度较轻。

2.4 矿区地形地貌景观破坏现状分析与预测

评估区内没有自然保护区、旅游景点、地质遗迹、人文景观等，采矿活动对此无影响。

矿山开采方式为露天开采，现状矿山开采对地形地貌景观破坏主要表现在露天采场对地形地貌的挖损损毁和工业场地大面积压占土地资源，其中露天采场（包含老采场）已挖损损毁土地面积约5.9hm2，矿区工业场地、办公区、堆土场和道路压占损毁土地面积约3.16hm2。据现状调查，前期的采矿活动造成了植被破坏、大面积岩石裸露，对地形地貌景观的影响和破坏程度严重。

采矿权范围内将继续对矿体进行大规模剥离，进一步破坏原有地形地貌，预测露天采场（包含老采场）将总计挖损损毁土地面积8.19hm2；工业场地将继续压占大量的土地资源，压占损毁土地面积不会进一步增加，对地形地貌景观将继续造成压占破坏。

综上所述，未来矿山活动对矿区内的地形地貌造成的影响和破坏将进一步加剧，地形地貌景观的影响和破坏程度仍为严重。

2.5 矿区水土环境污染现状分析与预测

矿山土壤类型以石灰土为主，植被类型以乔木、灌木为主，矿区地表水体不发育。白云岩矿无有毒有害元素，现状情况下对水土环境影响较小。

本次调查取样为矿区附近小水塘，其检测项目有pH、CODcr、氨氮、铜、铅、锌、镉、砷。其检测结果如表1。

表1 B1地表水检测结果（2019年8月）Table 1. Surface water test results of B1 (August 2019)

根据取样结果分析，矿区水样达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类标准，水质较好。

土样样品采样地点为采坑宕口和排土场各1 处，采样深度0.2m 处，检测项目有镉、铅、铜、镍、汞、钴、钒、锑，检测结果见表2。

依据《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）GB36600-2018》对矿区土壤质量进行评价，将土壤质量划分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级4 个级别。对比现场取样结果分析，土壤达到一级筛选值标准，土壤质量良好，矿山生产对矿区及周边土壤环境影响轻微。

矿山开采矿石为白云岩（非金属矿），不含有毒有害元素。根据矿区水土环境影响的评价结果对未来矿山生产活动、对矿区及周边水土环境造成的影响进行预测：矿山未来生产活动继续使用现有的破碎设施，封闭式破碎加工生产线能够降低粉尘对周边水土环境的影响，影响程度基本与现状相同。采矿活动因场地整平，破坏了土壤的原生结构，使土壤变得贫瘠，不利于植被的生长，这种影响将会持续一定的时间，但这种影响相对较小，待矿山全面的生态修复后将会得到一定程度的恢复。因此，预测矿山未来生产活动对矿区水土环境影响较小。

3 矿山土地损毁预测与评估

3.1 土地损毁环节与时序

矿山各区块土地损毁时序如图2所示。

图2 矿山土地损毁时序区位图Figure 2. Mine land damage location map for different time sequences

3.2 已损毁各类土地现状

本矿山历史开采过，后来根据技改方案和开发利用方案基建，目前刚完成基建，开始生产。目前矿山开采已压占挖损区域有办公区、堆土场、工业广场、露天采场、废石堆场（老采场）和矿山道路。经调查统计矿山已损毁土地面积9.06hm2，各矿区工程的土地类型、面积及土地损毁方式、强度详见表3。

表2 土壤检测结果Table 2. Soil test results

表3 矿区已损毁土地情况一览表Table 3. List of damaged land in the mining area

根据矿山目前实际生产情况及后期生产计划，矿山工业场地已能满足矿山现状及后续开采需求，未来不会再进一步扩大，因此矿区压占损毁土地面积将不会再进一步增加。露天采场南侧区域矿产资源已枯竭，后续不会再继续开采，因此不存在二次挖损破坏。根据开发利用方案，矿山未来开采主要集中在矿山设计的采矿境界内，露天采场拟破坏区域为北侧边坡，拟挖损面积约2.29hm2，拟挖损土地利用现状为有林地。

综上所述，矿区未来总计将损毁土地面积约11.35hm2，矿区土地总计损毁情况见表4。

3.3 拟损毁土地预测与评估

表4 矿区最终损毁土地情况一览表Table 4. List of the final land damage in the mining area

4 矿山地质环境治理分区与治理研究

4.1 矿山地质环境保护与恢复治理分区

在矿山地质环境影响现状评估和预测评估的基础上，结合《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》（DZ/T0223-2011）附录F 矿山地质环境保护与恢复治理分区表，对矿山地质环境保护与恢复治理区域进行划分。根据矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性，矿山地质环境影响现状及预测评估结果，划分为露天采场挖损损毁土地破坏地形地貌景观重点防治区（Ⅰ）、工业场地压占损毁土地破坏地形地貌次重点防治区（Ⅱ）、矿山外围地质环境影响一般防治区（Ⅲ）3个区。

4.1.1 露天采场挖损损毁土地破坏地形地貌景观重点防治区（Ⅰ）

本区位于矿区露天采场和老采场区，总面积8.19hm2。原始地貌为低丘，土地类型为有林地和采矿用地。地面标高+40～+112m。区内矿山现状地质环境问题主要为露天采场矿山开采挖损土地资源，破坏地形地貌景观。工程防治方案为：在露天采场各台段边坡平台种植灌木，对采场边坡进行种植攀援植物，在采场底盘种植乔木，恢复为有林地。同时对因矿山开采形成的高边坡进行削坡和危岩清理，布置相应的矿山地质环境监测工作。其防治难度大，防治费用高。

4.1.2 工业场地压占损毁土地破坏地形地貌次重点防治区（Ⅱ）

矿区工业场地包括办公区、堆土场、工业广场、矿山道路等，总面积约3.16hm2。原始地貌为低丘，土地类型为有林地及采矿用地。地面标高+35～+80m。区内矿山现状地质环境问题主要为工业场地压占土地资源，破坏地形地貌景观；局部废土石堆场边坡存在小规模崩塌、滑坡地质灾害隐患。工程防治方案为：对该区植被覆盖率较低的边坡进行植被一般客土喷播复绿，在较平坦的区域种植乔木及灌木，恢复为有林地。同时，对存在崩塌、滑坡隐患的边坡进行治理，布置相应的矿山地质环境监测工作。其防治难度较大，防治费用较高。

4.1.3 矿山外围地质环境影响一般防治区（Ⅲ）

该区为评估区内上述影响区外的全部区域，总面积11.63hm2。矿业活动对该区土地资源、植被资源、地形地貌景观、地下水均衡、水环境质量、土壤环境质量等的影响程度均为一般。工程防治方案为：保护与恢复治理工程主要是监测水土环境质量，其防治难度小，防治费用低。

4.2 保护与治理建议

结合矿区已有的治理工作，建议对矿区露天采场后续开采拟挖损的采场边坡进行治理。设计采用清理边坡浮石，对局部陡立面边坡及采坑内孤峰进行爆破整修，整修后边坡完整稳定，边坡清理产生的土石方运至废石堆场堆放，以备复垦时回填露天采场凹坑用。

溢洪道设计在采场较低位置，水通过溢洪道外排。为了防止污水、雨水中挟带的泥砂进入下游河道，在截洪沟进入总排水沟前设置沉淀池1座，沉淀池兼消力池用。矿区开采平台外坡修筑挡土墙及排水沟。矿山闭坑后，对矿区工业场地建（构）筑物进行拆除及清理。

根据《开发利用方案设计》矿山最低开采标高+40m 为凹陷开采，矿山开采中遇暴雨期间，凹陷坑采取机械疏干方式排水，开采结束后不再使用机械疏干排水。由于矿山开采区低于地面2.5m 以上，复垦难度大，因此本方案本着因地制宜的原则将+40～+55m凹陷区域复垦为人工湖，面积约为4hm2。人工湖治理完成后即可美化周边环境，又可作为农用蓄水池，意义重大。同时为防止溺水事件发生，应在人工湖周边安装隔离网防护措施，设计在+55m 台阶上安装高速公路常用的浸塑隔离网。

5 结论

通过对含山县清溪镇应村建筑石料用白云岩矿矿山地质环境详细调查，得到下列结论：

（1）综合评定矿区属较重要区，生产建设规模为小型，矿山地质环境复杂程度属简单类型，矿山开采对地质环境破坏作用大。本矿山地质环境影响与土地损毁评估级别为一级。

（2）矿山主要的地质环境问题为露天采场采矿活动及工业场地切坡形成了大量边坡，存在小规模崩塌滑坡灾害，对地形地貌的破坏程度严重，对矿区及周边水土环境有轻微影响，对含水层破坏程度较轻。根据矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性，矿山地质环境影响现状及预测评估结果，将矿区划分为露天采场挖损损毁土地破坏地形地貌景观重点防治区（Ⅰ）、工业场地压占损毁土地破坏地形地貌次重点防治区（Ⅱ）和矿山外围地质环境影响一般防治区（Ⅲ）3 个区，并提出了矿山地质环境保护与治理对策与建议。