崇义县思顺社官铜矿矿山地质环境问题与治理方案

石常亮，汪江英

（江西省地质局第六地质大队，江西 南昌 330001）

崇义县思顺社官铜矿位于崇义县境内，矿山于1938年开始民采，至今已有84年。矿区主要开采铜矿，一方面铜矿的开采为当地经济发展做出了较大贡献，但同时也对矿山及周边环境造成较大负面影响[1，2]。本文根据现场调查情况，结合前人研究经验[3-7]，对思顺社官铜矿矿山地质环境问题进行现状分析和预测评估，提出了具有针对性的矿山地质环境保护与恢复治理措施和建议。

1 矿区概况

崇义县思顺社官铜矿位于崇义县横水镇北西317°方位，距崇义县城直线距离24km。隶属于崇义思顺乡行政管辖。矿区开采深度为+750m至+400m，矿区面积为0.2556km2。区内交通较为方便，矿区至思顺乡有5km简易公路，思顺乡级水泥公路至县城与赣丰路相接，县城至赣州约61km。

社官铜矿自1938年发现即开始民采。2006年4月，崇义县私营企业合伙取得采矿许可证，矿山采用平硐开拓方式，有轨运输，硐外汽车运输，+718m、+748m中段资源已采完，采空区（总长约86m，宽约3.8m，总高约53m）已封闭，现+718m中段为+675m生产中段的回风中段。

目前矿山正在办理采矿证延续。根据现场调查，矿区地表损毁主要有PD1及周边生产工业场地（含选矿场、废石堆、生活区、矿部、沉砂池等）、炸药库、矿山公路、尾矿库等，损毁面积约1.9093hm2。

2 矿山地质环境现状

2.1 地质灾害现状

2.1.1 已有人工切坡

根据野外实地调查，评估区切坡主要为选矿厂、生活区、矿山公路、炸药库后切坡，尾矿库北东侧切坡，共有五段较高边坡，编号为QP1～QP5（见图1、图2）。五段边坡所处地层岩性均为中粗粒黑云母花岗岩。岩体裂隙较发育，植被发育较好。采用量化评价边坡稳定性（发育程度），确定QP1～QP5稳定性均较差，量化结果见表1。

图1 选矿厂后切坡QP2

图2 尾坝库北东侧切坡QP5

表1 人工边坡稳定性量化评估结果表

2.1.2 废石场稳定性

根据现场调查，废石场位于生产工业场地北东侧，占地面积约0.4074hm2，废石沿山坡堆放，堆高约3m～5m，废石量约1.63万m3，目前矿山未对废石堆采取治理措施，大量废石堆积，在强降雨条件下，有发生滑坡、泥石流的可能性，危险性较大。

2.1.3 采空区

（1）采空区稳定性：采空区主要分布在+718m标高以上部分，矿体顶底板均为燕山期花岗岩，岩石坚硬稳定。根据现场调查，采空区未发现明显的陷落变形现象，未发现地面塌陷，稳定性较好。

（2）岩石移动影响范围：根据区内拟采用的采矿方法、采空区处理方法、采空区面积和埋深，综合考虑工程地质条件、水文地质条件、矿业活动特征等因素，通过采空区地质稳定评判方法表对采空区岩石移动范围内地面进行稳定性判别，矿区采空岩石移动影响范围稳定性较差。

2.2 含水层破坏

+675m中段是矿区的采矿、探矿、运输和排水巷道，矿坑水主要来源于岩层的裂隙水，大气降水是区内地下水的主要补给来源，矿山以平硐为主的开采方式，矿坑正常涌水量为100.80m3/d，雨季矿坑涌水量有所增加，最大涌水量为150.12m3/d左右。在+675m标高及以上的矿坑水均可通过各水平的平硐自然排泄。现状条件下，无迹象表明矿山建设造成了区域和矿区孔隙地下水水位下降，影响当地的农业生产和居民生活，对含水层的破坏和影响较轻。

2.3 地形地貌景观与土地资源破坏

现状对地表地形地貌景观的破坏主要表现为生产工业场 地（1.1429hm2）、炸药库（0.0552hm2）、尾矿库（0.2651hm2）以及矿山公路（0.4461hm2），合计损毁面积1.9093hm2，破坏地类为有林地和采矿用地。根据矿山地质环境影响与土地损毁程度分级，本次破坏林地面积小于2hm2，土地资源破坏程度为较轻。现状评估认为：对土地资源破坏和影响程度较轻，对原始地形地貌景观影响和破坏程度严重。

3 矿山地质环境预测评估

3.1 地质灾害预测评估

（1）废石堆场：除矿山开拓过程中产生的废石外，开采过程中产生的废石很少，生产的废石用于矿山公路维护或堆放于废石场。废石场占地面积约0.4074hm2，沿山坡堆放，最终堆置高度约8m～15m，废石场总的库容约4.5万m3。矿山服务年限为2.02年，废石场的库容能够满足矿山未来开采服务年限内废石存放的需求。预测矿山开采终了后废石场稳定较好，诱发地质灾害的可能性较小，但在强降雨条件下存在诱发地质灾害的可能性，应加强监测。

（2）尾矿库：尾矿库位于矿区南部约450m的山谷处，该尾矿库现状已废弃，尾砂均已处理，后期矿山开采产生的尾砂也将卖作他用，不再堆放于尾矿库中，因此尾矿库诱发地质灾害的可能性较小。

（3）岩石移动影响范围：根据采空区地质稳定性评判方法表对岩石移动影响范围进行预测评估，矿区采空岩石移动影响范围稳定性较差。建议在本次评估所确定的岩石移动影响范围内，矿方应避免新建地面建筑物，防止地面沉陷对其造成危害。如发现地表塌陷，矿山可用废石、粘土及时进行充填，然后采用覆土复垦的方法来治理。预留安全矿柱，满足安全要求，井巷支撑采用水泥拱浇筑，尤其要注意裂隙发育地段且采深采厚比较小的地段，应采取必要的保护措施并加强采矿方法的研究和地质环境的监测工程。采空区地表岩石移动变形对评估区内地质灾害影响程度较严重。

（4）矿山公路：矿山公路沿山坡曲折布置，主要采用削坡修筑，边坡高0.5m～2.0m，坡度5°～10°，多为土质边坡。在强降雨的激发或其它水动力条件作用下，有可能引发小型塑性泥石流、崩塌、滑坡等地质灾害，预测评估地质灾害影响程度为较严重。

3.2 含水层破坏

矿区位于区域水文地质单元中的水量贫乏的基岩裂隙水区，区内不存在岩石溶洞，未发现老窿。坑采充水主要来源于含水层以及断裂构造涌水。矿区周边地表水较发育，赋矿标高高于当地侵蚀基准面59m，F1断裂带有一定的导水性。因此本方案预测评估认为矿山开采对地下水含水层影响属较轻。

3.3 地形地貌景观和土地资源破坏

根据矿山开发利用方案设计，未来矿山开采对地貌景观的影响主要是已有生产工业场地对土地的压占损毁，其他的主要是可能产生的地裂缝及地面塌陷引起的地形地貌景观的破坏。已损毁土地总体上对原生的地形地貌景观影响和破坏程度严重。预测评估认为：对土地资源破坏和影响程度较轻，对原始地形地貌景观影响和破坏程度严重。

4 矿山地质环境保护与治理恢复工程

4.1 矿山地质环境恢复治理分区

根据《江西省矿山地质环境恢复治理与土地复垦方案编制技术要求（试行）》（赣国土资字[2015]86号）附录F附表F.1矿山地质环境保护与恢复治理分区，将刘家滩金矿影响范围划定矿山地质环境恢复治理重点防治区1个、次重点防治区1个和一般防治区1个，如表2。

表2 矿山地质环境恢复治理与土地复垦防治分区表

4.2 矿山地质灾害治理工程

（1）本方案主要对生产工业场地、炸药库上方各修建1条截排水沟，因生产工业场地、炸药库等汇水面积较大，设计截排水沟有利于截水、排水，保证人员安全。

（2）对采空岩石移动范围内的地面塌陷和地裂缝情况进行长期监测，不新建地面建筑物，如发现地面塌陷、产生地裂缝等情况，及时使用废石、粘土等进行填充的方法，避免采空岩石移动范围进一步扩大。

（3）废石场采用“上截下挡”的原则进行防治，矿山应严格按设计要求合理有序地排放废石弃土；废石场堆放坡度不宜超过35°；对于倾斜的基底，清除表面的腐殖土及软弱层，并挖成台阶；对于完整光滑且倾斜较大的岩性基底，采用棋盘式布点爆破，使之形成凹凸不平的抗滑面，以防止岩堆崩塌；周边修建截水沟，两端分别引入天然水道或者沟谷中，衔接处作好防冲等防护措施，以防止形成泥石流物源及消除引发泥石流的水源条件。

4.3 含水层破坏防治工程

在生产工业场地排水沟处修建2个沉砂池。生产生活产生的污水集中排放到沉砂池中澄清处理后排放；废石场淋漓水的治理，废气收集并经沉淀达标后对外排放；生活污水的治理，修建地埋式化粪池，经化粪池处理后对外排放；矿山生产期间应进行污废水监测，确保污废水经处理达标后排放。

4.4 地形地貌恢复治理工程

矿山停采后恢复治理期对各工业场地进行地表构筑物拆除清理、翻耕平整、土壤改良、植树种草、对废石场进行清运覆土、植被恢复，对尾矿库进行覆土复垦，对矿区井口进行封堵等。

地表构筑物拆除清理工程：清理工程工程量主要包括生产工业场地内的矿部、选矿厂、生活区、工棚以及炸药库等构筑物的拆除、垃圾清理，均为水泥浆砌砖建筑。

翻耕平整工程：矿山综采建（构）筑物拆除清运后，清除表土约20cm后对生产工业场地、炸药库进行翻耕平整。

覆土工程：对生产工业场地、炸药库、尾矿库、矿山公路进行覆土，覆土厚度均为0.5m，所需表土量9546.5m3，表土全部外购，覆土后可直接进行植被恢复。

植被恢复工程：①有林地植被恢复：主要针对复垦为有林地的生产工业场地、炸药库和矿山公路。采用乔灌木结合的坑穴方式植树。乔木选择湿地松，灌木选用胡枝子，草种选择香茅草，乔木株行距为4m×4m，灌木株行距为4m×2m，隔行种植，面上撒播草籽。②灌木林地植被恢复：要针对复垦为灌木林地的尾矿库，采用挖土坑客土回填的方案，灌木株行距为1m×1m，面上撒播草籽。

井口封堵：矿区闭坑后，对矿区5个平硐、3个通风井共8个井口进行回填、封堵，做封闭治理。

5 结语

本文在现场调查的基础上，通过对社官铜矿矿山地质环境现状进行全面分析，并预测未来可能发生的地质环境问题，将社官铜矿影响范围划定为地质环境恢复治理重点防治区1个、次重点防治区1个和一般防治区1个，设计修建截排水沟、挡土墙进行地质灾害治理，设计修建沉砂池进行含水层破坏防治，对矿区损毁土地进行植树撒草、井口封堵等达到对矿区全面恢复治理的目的。