基于固阳县乱石架-后海流铁矿矿山地质环境恢复治理的探究

武琳 马跃武 周越 唐海燕

摘 要：通过矿山地质条件分析及现场调查，查明了矿山开采造成的滑坡、崩塌、土地挖损等矿山地质环境问题，因地制宜提出了具体的矿山地质环境恢复治理方案及相应的土地复垦措施，为其它露天开采的矿山地质环境恢复治理工作提供了参考。

关键词：矿山地质环境;地面塌陷;综合治理;土地复垦

1 引言

由于铁矿资源的开采造成地表塌陷、土地压占、地形地貌景观不协调等一系列地质环境问题，给国家经济建设及土地资源利用带来巨大危害， 矿山地质环境保护与治理工作日益受到政府和社会各界人士的关注。目前研究人员针对乱石架-后海流铁矿矿山地质环境恢复与治理开展了大量研究工作，并在实践中取得了良好的效果。乱石架-后海流是一个小型的金属矿山，其在生产过程中产生了一系列地质环境问题，较大影响了矿区周边的生态环境、社会环境。本文通过对乱石架-后海流铁矿矿山地质环境现状调查与评估，查明矿山存在的主要地质环境问题及潜在危害，因地制宜提出矿山地质环境综合治理措施，使乱石架-后海流铁矿矿山地质环境能够得到基本恢复，同时也对其它小型地下开采铁矿矿山地质环境恢复治理工作具有较好的参考意义。

2 矿山概况

乱石架-后海流铁矿位于内蒙古自治区包头市固阳县金山镇东偏南60km处，矿区面积1.3248km2，乱石架-后海流铁矿分两个采区，开采标高分别为2081～1949m和2055～1963m。矿区内的矿体均属急倾斜矿体，呈似层状产出，矿床水文地质条件简单，矿岩稳定性好。

矿山采用平硐方式开采，开拓方案主要由平硐、风井及运输巷道组成。在上阶段布置一条走向平硐，平硐口位于1号矿体的北部，沿1号矿体走向掘进。在下阶段布置一条垂直走向平硐，平硐布置在1、2号矿体之间的无矿带，垂直矿体走向掘进，到达1、2号矿体预定位置后，分别向两翼掘进脉内阶段运输巷，并通过穿脉与1-1号矿体和1-2号矿体连通。平硐承担矿石、废石及设备、材料的运输任务。在矿体的南北两翼各布置1条通风井，承担采区的通风任务，并兼做安全出口。考虑运量不大，运距较短，采用人推0.75m3翻斗矿车运输，矿石装汽车运往选矿厂，废石运往井口附近的废石场排弃。

3 矿山开采对地质环境的影响

该铁矿长期开采活动恶化了矿区生态环境，严重破坏了矿区的土地资源，造成了天然牧草地面积的逐年减少，对地区经济的可持续发展产生了不良的影响。对土地资源的破坏主要有二方面：一是工业场地及废石堆放占壓土地;二是由于铁矿开采引起的地表塌陷破坏土地资源。乱石架-后海流铁矿在持续的生产过程中，由于受采动影响，采空塌陷范围还将进一步加大、加深。根据对铁矿开采情况及顶底板岩土体变形特征，预计铁矿闭坑时将形成的土地资源破坏仍将时土地占压和地表塌陷，其中占压土地面积维持在6.6hm2，形成的地表塌陷影响范围约14.95hm2。

4 矿山地质环境综合治理措施

4.1 治理分区及主要工程

根据该铁矿矿山地质破坏情况、可能采用的主要治理措施，将矿区综合治理划分为以下几个区。

4.1.1 地面塌陷治理区

该区分布于铁矿及其北部，地面塌陷影响面积0.1495km2。地下开采形成塌陷坑，塌陷坑治理面积14950m2。主要的矿山地质问题是地面塌陷地质灾害，危害对象为采矿工作人员，危害程度较严重;对土地、植被资源的影响程度较严重。地面塌陷一开始产生的塌陷坑处于不稳定状态，井工开采仍在进行，因此在生产过程中对开采巷道、采空区应注意保护。确定为近—远期治理区。采取主要措施为在开采过程中注意采空区与巷道的支护;采矿过程中边开采边对塌陷坑进行回填、平整。

4.1.2 工业场地治理区

矿区范围内有三个平硐和一个竖井、三个风井井口及临时生活场地， 其影响面积1800m2。平硐与竖井、风井及临时生活场地的建设对地表进行开挖及占用，对地表土地植被的影响较轻，地质灾害危害程度小，治理难度小，确定为中——远期治理区。采取主要措施为矿开采结束后，将井口利用部分废石进行回填，然后用块石与混凝土进行封井;对临时生活用地进行拆除、清理、恢复植被。

4.1.3 废石场治理区

乱石架废石场面积15000m2，后海流废石场面积3600m2。废石场对矿山环境影响程度较轻;危害程度较轻;治理难度小。乱石架废石场确定为远中期治理区;后海流废石场确定为远期治理区。采取主要措施为乱石架采区废石场的废石、废土用来治理乱石架采区的塌陷坑与露采坑，后海流采区废石场的废石、废土用来治理后海流采区的塌陷坑与井口。废石场地清理后，恢复植被。

另外进矿道路为山间自然路，对地表的植被造成一定程度的碾压，可采取自然恢复的方式，经风吹、雨水和滋润，草地自然恢复。

4.2 土地复垦措施

针对矿区采空塌陷治理分区，由于塌陷深度较小，土地类型为天然牧草地，因此土地复垦主要采用平地机直接就地碾压整平模式整平，主要复垦为草地;针对废石场治理分区，本区块的土地复垦主要是对废石场进行覆土、整平，最后恢复植被;针对工业场地治理分区，本区块的土地复垦主要是拆除地面生产用房，进行土地整平;对局部地洼场地等应先用废石、建筑垃圾等充填，充填至地表设计标高下0.60m左右覆一层表土层， 复垦使其成为草地。

4.3 综合治理效益分析

矿山地质环境治理工作需投入一定的费用。但是矿山地质环境治理方案实施后，可有效的控制水土流失，提高土地利用效益，恢复被破坏的地形地貌景观，消除地质灾害隐患，保障矿区及附近居民生命财产的安全; 并且矿山地质环境综合治理后，将矿区周边的固体废弃物用于塌陷区的回填复垦，不仅使塌陷区土地资源得以修复，而且还处置利用了固体废弃物，具有变害为利的双重环境效益。总之，矿山地质环境综合治理方案的实施，可实现矿区可持续发展，具有显著的社会、经济和环境效益。

本文通过对乱石架-后海流铁矿矿山地质环境现场调查，查明了矿山存在的主要地质环境问题及潜在的危害，对整个矿区的地质环境影响进行了综合评估，并探讨了矿山地质环境综合治理方案及具体复垦措施，对恢复矿山地质环境，实现矿区可持续发展提供了可靠依据。

参考文献：

[1] 赵德深，范学理，刘文生.采煤区覆岩与地表沉陷控制技术研究及展望[J].中国安全科学学报，1998，（3）：51-54.

[2] 黄铭洪，骆永明.矿区土地修复与生态恢复[J].土壤学报，2003，40（2）：161- 169.

[3] 匡文龙，邓义芳.采煤塌陷地区土地生态环境的影响与防治研究[J].中国安全科学学报，2007，17（1）：116-120.

[4] 黄学满.我国小煤矿灾害事故原因剖析及防治对策研究[J].矿业安全与环保，2008，35（6）：76-79.

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