论文部分内容阅读
[摘要] 辽宁省兴城市南陀矿业有限公司钼矿矿山建设可能引发、加剧地质灾害和环境问题，解决这些问题方法措施主要有：设立警示牌、治理废水坑、植被恢复等。边开采边治理，保护环境，造福子孙。
[关键词]井巷坍塌冒顶；地面塌陷；地裂缝；矿井突水；滑塌；治理措施
中图分类号： TDl67 文献标识码： A 文章编号：
一、地理位置
辽宁省兴城市南陀矿业有限公司钼矿位于兴城市华山镇东南部，距华山镇政府约2.0km。兴城市至杨家杖子公路从矿区西2.0lm处通过，有村路直通矿区，交通较便利。行政区化隶属于华山街道办事处西羊草村。
二、 矿山生产可能引发加剧的环境问题
（1）井巷坍塌冒顶
井巷开挖前，岩土体一般处于天然应力平衡状态，井巷形成后，便破坏了这种天然应力的平衡状态。下面从影响井巷围岩稳定性的几个影响分析：
本次矿山地下开采的矿体为铅锌矿，围岩为灰岩，受后期岩浆作用影响，在与燕山花岗岩接触带附近，灰岩矽卡岩化、大理岩化蚀变发育。围岩表层风化较强烈，裂隙较发育，碎裂结构，易发生剪切松动，引发井巷坍塌地质灾害。
根据开发利用方案，地下开采采用浅孔留矿法，最后要大量放矿，使围岩失去支撑。
综上所述，矿山在开采过程有引发井巷坍塌冒顶地质灾害的可能性。直接危害井下安全生产和人员生命。
（2）地面塌陷、地裂缝
地面塌陷、地裂缝形成主要原因是由于矿体开采形成较大范围的采空区。由于采空使其顶板地应力场发生变化，围岩在脆弱带处受到破坏，使天然应力场平衡状态失衡。根据开发利用方案，该矿山为小型复采矿山，日伪时期就有探矿和采矿。前期采矿遗留了废弃巷道和采空区。目前开采60～-40m标高的矿体，以往开采巷道和采空区应位于60m标高以上，距地表约70-80m，埋藏较浅。
其次根据矿体赋存特征和类似矿山的实际经验，设计M-1、M-2、M-3、M-4、M-5五条矿体采用浅孔留矿法作为矿山的主要采矿方法，根据浅孔留矿法的采矿特点，最后要大量放矿，也会使围岩失稳。其顶板围岩强度不足以抵抗上覆岩体重力，超过围岩抗拉张强度时，使岩体在采空区首先崩落坍塌。顶板坍塌临空后，受重力拉张及围岩节理裂隙或断裂破碎带的影响，进一步形成裂隙发育带并使岩体下沉，波及地面形成塌陷。塌陷有的呈整体塌陷，有的呈局部塌陷，在塌陷坑内或边缘形成地裂缝。其规模和分布与采空区空间形态、采空区埋深、采空区顶部围岩岩性、地层产状，岩石完整性即节理、裂隙、断裂发育程度有关。所以矿山建设有引发地面塌陷地质灾害的可能性，在引发地面塌陷地质灾害的同时在塌陷区的边缘有引发地裂缝地质灾害的可能性。地面塌陷、地裂缝地质灾害的产生将影响地下采矿活动，危害井上下人员的生命安全。
（3）矿井突水
评估区主要地下水类型为基岩裂隙水和岩溶裂隙水，富水性不均匀。根据开发利用方案，坑内涌水量不大，排水量为0.2m3/d。根据现场调查，已有平硐水量较小，但矿区往深部开采，可能会遇岩溶裂隙水，岩溶裂隙水富水性不均，前期开采形成了一些采空区，采空区内可能积聚了老窿水。矿山建设有引发矿井突水的可能性。直接危害井下安全生产和人员生命，矿井突水的危害程度中等，地质灾害危险性为中等。
（4）滑塌
东竖井南侧堆放了一处规模较大的渣堆，呈阶梯状堆放。渣堆分三级堆放，一级顶部标高为151m，二级顶部标高为141m，三级顶部标高为135m。渣堆长约100m，宽约8m，总高度约为16m，边坡角度50-60°。坡面目前虽没有残坡积物和腐植土，随着地下开采工作的展开，在降水、风化、重力、采矿爆破振动的作用下，容易使废渣堆疏松，甚至形成软弱面，加之采矿废渣堆积高度的增加，使废渣堆穩定性变得更差，在强降水和采矿爆破等因素的影响下，有引发滑塌地质灾害可能性。由于矿区附近无居民，滑塌地质灾害主要危害对象是运输道路和运输设备。
（5）占用和破坏土地植被资源
该矿山经过整合之后，地面建筑设施均已齐备，并完全能够满足生产需要，无须增加扩建，生产活动场所亦有所减少和集中，矿山废石集中排放，矿石均运至选矿厂，属临时占地。综上所述，该矿山未来占用破坏土地范围不会增加。待矿业活动结束后，通过复垦措施可以有效恢复植被。
（6）水资源及水环境的影响分析预测
多年地下采矿活动已经造成了地下水均衡的破坏，地下水位下降，随着采矿活动的延续，这种破坏性影响也将持续，并很难得到有效的解决，只能待矿山闭坑后自然缓慢地恢复，因此矿业活动对水资源的影响较严重。
2、矿山建设可能遭受的地质灾害危险性
矿山建设可能引发、加剧的地质灾害有滑塌、地面塌陷、地裂缝、矿井突水、井巷坍塌，同时矿山建设也存在遭受这些地质灾害的危险性。
3、预测评估结果
预测工程建设可能引发遭受的地质灾害为井巷坍塌冒顶、地面塌陷、滑塌、地裂缝、矿井突水。
1）、井巷坍塌冒顶：矿山建设有引发遭受井巷坍塌地质灾害的可能性和危险性，危害性中等，地质灾害危险性为中等。
2）、地面塌陷、滑塌、地裂缝：矿山建设有引发遭受地面塌陷及地裂缝地质灾害的可能性和危险性，危害性小，地质灾害危险性为小的。
3）、矿井突水：矿山建设有引发遭受矿井突水地质灾害的可能性和危险性，危害性中等，地质灾害危险性为中等。
三 治理措施：
1、设立警示牌
对防护区及火药区采取设立警示牌10块，警示牌高2m，宽1.5m，书写如“危险止步，请绕行等”以免人畜进入发生危险，以保护人民生命财产安全。严格按照设计进行爆破、开采等作业，严禁采用大爆破；对矿山工程建设期间产生的危岩、危石，及时进行清楚或削坡处理（边开采边进行）。防止产生崩塌及不稳定斜坡。 矿区负责人及指定的专职安全员定期对矿区进行安全检查，有灾害迹象及时预警并提出防治措施，同时上报矿业主管部门和领导。
2、矿坑废水治理
为避免坑内排水造成的污染，按开发利用方案设计要求，矿山应在生产坑口旁修建废水处理池，废水池规格为（长×宽×高）：4m×4m×2m，池体为砖混结构，表面用C20水泥沙浆抹面，坑口根据最大排水量决定水池数量。
3、生活垃圾治理
矿山开采后，每年产生大量的生活垃圾。应在生活区建一个10m3的防渗垃圾池，将垃圾集中堆放，每月一次将垃圾运至垃圾填埋场填埋处理。在生活区建一个防渗厕所，加强管理，厕所污物每月一次集中清理，运至垃圾场填埋处理。矿山闭坑后拆除地面上所有的废旧建筑设施，运至采场回填回复原始地貌。
4、植被恢复区治理
（1）土地平整
土地平整主要针对矿山办公区域附近的广场及采矿生产形成的弃渣区。待矿业活动结束后，拆除临时性建筑，清理垃圾；对坑口废渣区及办公生产区的废石进行井下回填或外运，恢复初始地貌后，进行场地平整。
（2）穴状整地
针对植被恢复区，场地平整后，进行穴状整地，乔木：穴径为60cm，穴深50cm。灌木：穴径为40cm，穴深40cm。
（3）客土
穴状整地结束后，穴坑内填少量的山皮土，以保证林木栽植成活率。单坑客土量0.05m3，总计客土量1200m3。
（4）植被恢复
树种的选择：灌木选择本地树种——紫穗槐。
造林方法：選择人工造林，时间可选择在春秋两季。
物种配置及密度：林木株行距为1m×2m。
栽植技术：定点时，使相邻行的定植点错开，整体成品字形排列。定植时苗干要竖直，深浅要适当，填土后踩实，最后覆上虚土。栽植深度应略超过苗木根颈，栽植后应及时浇水，保证造林成活率。
抚育管理：为保证造林成活率，达到植被恢复最佳效果，栽植后必须进行抚育，主要是浇水、松土和看护，其中以浇水最为重要，视干旱程度适度浇水，做到不旱、不涝，并加强进行病虫害防治，确保苗木成林。
5、矿山环境监测方案
（1）、地质灾害预防监测，针对长期监测区，为避免采矿活动引发地质灾害的发生，采用高精度测量仪器，依照测量规范对地表岩移进行观测，每月定期观测一次，认真做好记录，及时发现岩石变化情况，如发现岩移情况发生应增加观测次数。观测时限至矿山闭坑后延长一年。
（2）、定期对警示标志 检查维护，保持完好。
四、结论
辽宁省兴城市南陀矿业有限公司钼矿矿山建设可能引发、加剧和遭受的地质灾害有：地面塌陷、滑塌、地裂缝、矿井突水、井巷坍塌，其危险性中等。引发、加剧的环境问题有：占用和破坏土地植被资源，其影响严重；矿业活动引发的水资源和水环境问题影响较严重。解决这些问题方法措施主要有：设立警示牌、治理废水坑、植被恢复等，边开采边治理，保护环境，造福子孙。
[关键词]井巷坍塌冒顶；地面塌陷；地裂缝；矿井突水；滑塌；治理措施
中图分类号： TDl67 文献标识码： A 文章编号：
一、地理位置
辽宁省兴城市南陀矿业有限公司钼矿位于兴城市华山镇东南部，距华山镇政府约2.0km。兴城市至杨家杖子公路从矿区西2.0lm处通过，有村路直通矿区，交通较便利。行政区化隶属于华山街道办事处西羊草村。
二、 矿山生产可能引发加剧的环境问题
（1）井巷坍塌冒顶
井巷开挖前，岩土体一般处于天然应力平衡状态，井巷形成后，便破坏了这种天然应力的平衡状态。下面从影响井巷围岩稳定性的几个影响分析：
本次矿山地下开采的矿体为铅锌矿，围岩为灰岩，受后期岩浆作用影响，在与燕山花岗岩接触带附近，灰岩矽卡岩化、大理岩化蚀变发育。围岩表层风化较强烈，裂隙较发育，碎裂结构，易发生剪切松动，引发井巷坍塌地质灾害。
根据开发利用方案，地下开采采用浅孔留矿法，最后要大量放矿，使围岩失去支撑。
综上所述，矿山在开采过程有引发井巷坍塌冒顶地质灾害的可能性。直接危害井下安全生产和人员生命。
（2）地面塌陷、地裂缝
地面塌陷、地裂缝形成主要原因是由于矿体开采形成较大范围的采空区。由于采空使其顶板地应力场发生变化，围岩在脆弱带处受到破坏，使天然应力场平衡状态失衡。根据开发利用方案，该矿山为小型复采矿山，日伪时期就有探矿和采矿。前期采矿遗留了废弃巷道和采空区。目前开采60～-40m标高的矿体，以往开采巷道和采空区应位于60m标高以上，距地表约70-80m，埋藏较浅。
其次根据矿体赋存特征和类似矿山的实际经验，设计M-1、M-2、M-3、M-4、M-5五条矿体采用浅孔留矿法作为矿山的主要采矿方法，根据浅孔留矿法的采矿特点，最后要大量放矿，也会使围岩失稳。其顶板围岩强度不足以抵抗上覆岩体重力，超过围岩抗拉张强度时，使岩体在采空区首先崩落坍塌。顶板坍塌临空后，受重力拉张及围岩节理裂隙或断裂破碎带的影响，进一步形成裂隙发育带并使岩体下沉，波及地面形成塌陷。塌陷有的呈整体塌陷，有的呈局部塌陷，在塌陷坑内或边缘形成地裂缝。其规模和分布与采空区空间形态、采空区埋深、采空区顶部围岩岩性、地层产状，岩石完整性即节理、裂隙、断裂发育程度有关。所以矿山建设有引发地面塌陷地质灾害的可能性，在引发地面塌陷地质灾害的同时在塌陷区的边缘有引发地裂缝地质灾害的可能性。地面塌陷、地裂缝地质灾害的产生将影响地下采矿活动，危害井上下人员的生命安全。
（3）矿井突水
评估区主要地下水类型为基岩裂隙水和岩溶裂隙水，富水性不均匀。根据开发利用方案，坑内涌水量不大，排水量为0.2m3/d。根据现场调查，已有平硐水量较小，但矿区往深部开采，可能会遇岩溶裂隙水，岩溶裂隙水富水性不均，前期开采形成了一些采空区，采空区内可能积聚了老窿水。矿山建设有引发矿井突水的可能性。直接危害井下安全生产和人员生命，矿井突水的危害程度中等，地质灾害危险性为中等。
（4）滑塌
东竖井南侧堆放了一处规模较大的渣堆，呈阶梯状堆放。渣堆分三级堆放，一级顶部标高为151m，二级顶部标高为141m，三级顶部标高为135m。渣堆长约100m，宽约8m，总高度约为16m，边坡角度50-60°。坡面目前虽没有残坡积物和腐植土，随着地下开采工作的展开，在降水、风化、重力、采矿爆破振动的作用下，容易使废渣堆疏松，甚至形成软弱面，加之采矿废渣堆积高度的增加，使废渣堆穩定性变得更差，在强降水和采矿爆破等因素的影响下，有引发滑塌地质灾害可能性。由于矿区附近无居民，滑塌地质灾害主要危害对象是运输道路和运输设备。
（5）占用和破坏土地植被资源
该矿山经过整合之后，地面建筑设施均已齐备，并完全能够满足生产需要，无须增加扩建，生产活动场所亦有所减少和集中，矿山废石集中排放，矿石均运至选矿厂，属临时占地。综上所述，该矿山未来占用破坏土地范围不会增加。待矿业活动结束后，通过复垦措施可以有效恢复植被。
（6）水资源及水环境的影响分析预测
多年地下采矿活动已经造成了地下水均衡的破坏，地下水位下降，随着采矿活动的延续，这种破坏性影响也将持续，并很难得到有效的解决，只能待矿山闭坑后自然缓慢地恢复，因此矿业活动对水资源的影响较严重。
2、矿山建设可能遭受的地质灾害危险性
矿山建设可能引发、加剧的地质灾害有滑塌、地面塌陷、地裂缝、矿井突水、井巷坍塌，同时矿山建设也存在遭受这些地质灾害的危险性。
3、预测评估结果
预测工程建设可能引发遭受的地质灾害为井巷坍塌冒顶、地面塌陷、滑塌、地裂缝、矿井突水。
1）、井巷坍塌冒顶：矿山建设有引发遭受井巷坍塌地质灾害的可能性和危险性，危害性中等，地质灾害危险性为中等。
2）、地面塌陷、滑塌、地裂缝：矿山建设有引发遭受地面塌陷及地裂缝地质灾害的可能性和危险性，危害性小，地质灾害危险性为小的。
3）、矿井突水：矿山建设有引发遭受矿井突水地质灾害的可能性和危险性，危害性中等，地质灾害危险性为中等。
三 治理措施：
1、设立警示牌
对防护区及火药区采取设立警示牌10块，警示牌高2m，宽1.5m，书写如“危险止步，请绕行等”以免人畜进入发生危险，以保护人民生命财产安全。严格按照设计进行爆破、开采等作业，严禁采用大爆破；对矿山工程建设期间产生的危岩、危石，及时进行清楚或削坡处理（边开采边进行）。防止产生崩塌及不稳定斜坡。 矿区负责人及指定的专职安全员定期对矿区进行安全检查，有灾害迹象及时预警并提出防治措施，同时上报矿业主管部门和领导。
2、矿坑废水治理
为避免坑内排水造成的污染，按开发利用方案设计要求，矿山应在生产坑口旁修建废水处理池，废水池规格为（长×宽×高）：4m×4m×2m，池体为砖混结构，表面用C20水泥沙浆抹面，坑口根据最大排水量决定水池数量。
3、生活垃圾治理
矿山开采后，每年产生大量的生活垃圾。应在生活区建一个10m3的防渗垃圾池，将垃圾集中堆放，每月一次将垃圾运至垃圾填埋场填埋处理。在生活区建一个防渗厕所，加强管理，厕所污物每月一次集中清理，运至垃圾场填埋处理。矿山闭坑后拆除地面上所有的废旧建筑设施，运至采场回填回复原始地貌。
4、植被恢复区治理
（1）土地平整
土地平整主要针对矿山办公区域附近的广场及采矿生产形成的弃渣区。待矿业活动结束后，拆除临时性建筑，清理垃圾；对坑口废渣区及办公生产区的废石进行井下回填或外运，恢复初始地貌后，进行场地平整。
（2）穴状整地
针对植被恢复区，场地平整后，进行穴状整地，乔木：穴径为60cm，穴深50cm。灌木：穴径为40cm，穴深40cm。
（3）客土
穴状整地结束后，穴坑内填少量的山皮土，以保证林木栽植成活率。单坑客土量0.05m3，总计客土量1200m3。
（4）植被恢复
树种的选择：灌木选择本地树种——紫穗槐。
造林方法：選择人工造林，时间可选择在春秋两季。
物种配置及密度：林木株行距为1m×2m。
栽植技术：定点时，使相邻行的定植点错开，整体成品字形排列。定植时苗干要竖直，深浅要适当，填土后踩实，最后覆上虚土。栽植深度应略超过苗木根颈，栽植后应及时浇水，保证造林成活率。
抚育管理：为保证造林成活率，达到植被恢复最佳效果，栽植后必须进行抚育，主要是浇水、松土和看护，其中以浇水最为重要，视干旱程度适度浇水，做到不旱、不涝，并加强进行病虫害防治，确保苗木成林。
5、矿山环境监测方案
（1）、地质灾害预防监测，针对长期监测区，为避免采矿活动引发地质灾害的发生，采用高精度测量仪器，依照测量规范对地表岩移进行观测，每月定期观测一次，认真做好记录，及时发现岩石变化情况，如发现岩移情况发生应增加观测次数。观测时限至矿山闭坑后延长一年。
（2）、定期对警示标志 检查维护，保持完好。
四、结论
辽宁省兴城市南陀矿业有限公司钼矿矿山建设可能引发、加剧和遭受的地质灾害有：地面塌陷、滑塌、地裂缝、矿井突水、井巷坍塌，其危险性中等。引发、加剧的环境问题有：占用和破坏土地植被资源，其影响严重；矿业活动引发的水资源和水环境问题影响较严重。解决这些问题方法措施主要有：设立警示牌、治理废水坑、植被恢复等，边开采边治理，保护环境，造福子孙。