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摘要 ：我国矿山地质环境问题由来已久，未进行治理的矿 山易引发多种地质环境问题。本文以卢龙县大佛寺村东 50m 铁 矿矿山为例， 开展了矿山地质环境勘查和测绘工作， 矿区存在的 地质问题包括地质灾害隐患、地形地貌景观的破坏、植被和土地 资源的损毁等问题。针对存在的地质环境问题提出相应的恢复 和治理方案，旨在为类似矿山进行环境恢复治理工作提供参考 借鉴价值。
关键词 ：矿山地质环境,大佛寺村,治理措施
卢龙县大佛寺村东 50m 铁矿位于卢龙县下寨乡大佛寺村东 50m 处，属于责任主体灭失矿山，开采方式为露天开采，形成多 处采坑和废石堆，部分采坑有积水，存在人、畜掉落、溺水的安 全隐患，采坑和废石堆对地貌景观破坏严重，造成土地资源浪 费。为了消除地质灾害隐患，营造和谐的自然景观，改善生态环 境，对矿区开展矿山地质环境恢复治理工作是十分必要的。
1 矿区地质勘查
1.1 地形测绘
地形测量采用RTK和全站仪相结合的方法采集数据，采集 方法严格按照规范要求执行。重点对工程点布置区域、采掘区 域、道路现状及附近地形进行着重测绘。测绘地物、地形点时， 画草图的人员跟随立杆人员实地描绘，对测区内实行变化处多 立点、图上综合取舍的方法进行描绘。室内用 CASS 软件成图， 在地形图室内成图过程中对山坡、山沟等地形变化处都侧重进 行描绘， 真实反映实地的形状。
测量坐标系统采用2000 国家大地坐标系及 1985 年国家高程 系统，中央子午线为 120° E，基本等高距采用 1m，配合地面调 查工作进行。主要工作内容为控制测量、1 ：1000 地形图测量和 1 ：200 剖面测量。
1.2 工程勘察
工程勘察工作包括专项工程地质测量、专项工程地质剖面 测量以及专项环境地质、地质灾害测量。
专项工程地质测量和专项环境地质、地质灾害测量采用手 图的比例尺为 1 ：500.遵循传统地质调查原则。矿山地质环境 调查，路线采用穿越法与追索法相结合，布置合理。测量点的定 位采用RTK结合 1：1000 手图定位， 逐一填写卡片和拍摄， 采坑、 平台、废石堆等地质体采用钢尺量测，倾角、坡角等采用罗盘量 测，2mm 所对应尺寸的地质体均反映在图上。工程地质剖面测 量采用手图的比例尺为 1 ：1000.剖面长度、间距满足工程地质剖面的两端与勘查范围相对应的要求 ;剖面线通过处的地质现 象详细测绘于图中，地层、岩土界线、采坑边坡等重要界线，其 位置误差控制在 0.2m之内，剖面长度误差控制在 0.1m之内，满 足测量工作要求。主要工作内容为 1 ：1000 专项工程地质测量、 专项环境地质、地质灾害测量和 1 ：200 专项工程地质剖面测量。
2 矿区地质、水文、工程、环境地质条件
2.1 矿区地质条件
矿区内地层岩性简单，变质基底是新太古代滦县岩群三门 店组(Ar3sa)，沉积盖层是第四系(Q4)。
新太古代滦县岩群三门店组(Ar3sa) ：主要为黑云斜长变粒 岩，细粒粒状变晶结构，弱片麻状、粒状构造，原岩为凝灰质砂 岩夹粘土质粉砂岩。
第四系(Q4) ：岩性以灰黄色弱固结亚砂土为主，夹有少量 灰黑色、浅棕红色、灰黄色亚粘土和砂土，少数层含有结核，板 状、槽状交错层理发育， 为冲积物。
矿区地处中朝准地台(I2) 燕山台褶带(II22) 山海关台拱 (III26) 西部。矿区内地质构造简单，未见大规模断裂构造及明显 的软弱夹层存在， 矿区所处区域地壳稳定性较好。
2.2 水文地质条件
矿区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水，由大气降水和 地表水入渗补给。地下水主要赋存于第四系松散层中， 流向为自 东南向西北，水力坡度较缓，径流条件差。在雨季有地表径流。 单井单位出水量 5m3/h•m ~ 30m3/h•m， 水化学类型以 HS-C 为 主，矿化度小于 1.0g/L。
矿区以北 1km 为柳家沟水库， 无其他河流和水渠。
2.3 工程地质条件
矿区工程地质条件良好。根据岩性类型和物理力学性质的 差异， 矿区可划分为变质岩类岩组和松散层类岩组。
变质岩岩组 ：主要为矿产开采出露的黑云斜长变粒岩，细 粒粒状变晶结构，弱片麻状、粒状构造，微 - 中等风化，节理裂 隙弱发育。参照工程地质手册该岩组为坚硬岩石，岩石质量好， 承载力高。
松散岩类岩组 ：该岩组主要由第四系冲积物和人工堆积物 构成，主要分布在浅表层，主要为碎石土及人工弃渣。该岩组平 面上分布不均， 厚度差异较大， 工程地质条件一般。
2.4 环境地质条件
矿山开采形成多个采坑，造成大面积土地挖损破坏，采矿产生废石压占、破坏土地和植被，严重破坏了当地植被，改变了原 生地形地貌， 对地质环境影响严重。
3 矿山地质环境问题
卢龙县大佛寺村东 50m 铁矿开采方式为露天开采，经过多 年开采， 矿区内存在采坑2 处、废石堆 1 处。
3.1 采坑
矿区存在采坑2 处，编号为 ：采坑 1、采坑2.
3.1.1 采坑 1
采坑 1 位于矿区北侧，基岩岩性为黑云斜长变粒岩，走向近 南北， 规模较大， 长 318.8m， 宽约 64.4m， 破坏面积 30599m2.坑 壁基岩裸露近似直立，采坑坑顶距水面深度约 32m，坑底积水深 度约 5m。
采坑东侧有两处竖井，经现场调查竖井 1 井口直径为2.9m， 井深 92m， 积水深度为 62m ;竖井2 井口直径为2.9m， 井深 93m， 积水深度为 73m。竖井较深， 存在人、畜掉落、溺水的安全隐患。 3.1.2 采坑2
采坑2 位于矿区南侧，平面形态不规则，长约 103.2m，宽约 111.1m， 占地面积约 29090.2m2.采坑边坡高 14m ~ 23m， 边坡 基岩裸露并分布有少量浮石，边坡坡度约 45°，节理裂隙较为 发育。边坡底部堆放有一处废渣堆，高度约 19m，坡度约 30°， 通过现场统计估算废渣方量约2200m3.
采坑 2 存在 4 级平台，1 级平台位于采坑底部，标高为 165.4m ~ 174.6m， 面 积 为 5266.0m2.平台上可见零星植被发 育 ;2 级 平 台 标 高 为 183.3m ~ 185.5m， 面 积 为 823.3m2 ，平 台上植被不发育 ;3 级平台标高为 184.8m ~ 190.3m，面积为 1968.8m2.平台上植被不发育 ;4 级平台位于采坑 2 顶部，标高 为223.4m ~ 225.7m， 面积为 1309.6m2.平台上植被零星发育。
3.2 废石堆
废石堆位于采坑 1 东侧，由废石和废渣堆积形成，平面基本 形态不规则， 长约 175.4m， 宽约 76.3m， 占地面积 12626.5m2.废 石堆堆积高度约 6m ~ 12m，最终边坡角 32°。废渣粒径大小 不等，粒径大于 10cm含量约占 15%， 粒径2m ~ 10cm含量约占 15%， 粒径小于2cm含量约占 70%。渣堆表面可见植被覆盖。
4 矿山地质环境影响
矿区多年的矿业活动使矿山地质环境和生态环境遭到了极 大的破坏，出现了地质灾害隐患、地形地貌景观的破坏、植被和 土地资源的损毁等诸多地质环境问题。
4.1 地质灾害隐患
矿区内有废石堆 1 处，由废石和废渣组成，粒径大于 10cm， 含量约 占 15%， 粒 径 2cm ~ 10cm， 含量约 占 15%， 粒 径小于 2cm，含量约占 70%。废石堆最终边坡角 32°，堆积高度约 6m ~ 12m， 堆积平均厚度约 8m。根据《工程地质手册》(第五版) 斜坡工程稳定性分析— 自然斜坡类比法—查表法中表 8-4-11 规 定进行了分析，自然状态下，废石堆处于欠稳定状态，但若受到震动或雨水冲刷后可能发生失稳， 形成不稳定坡面。废石堆上游 汇水面积较小， 发生泥石流地质灾害的可能性小。
4.2 地形地貌景观破坏
矿区长时间的矿业活动使区内地貌遭受破坏，取而代之的 是采坑、废石堆， 这些地质环境问题对地形地貌景观破坏非常严 重，严重影响了当地自然景观。
4.3 植被和土地资源的损毁
由于矿业开采活动，大量的原有植被遭到破坏，使基岩、废 石和废渣直接裸露，大量的土地废弃闲置，严重浪费土地资源， 与周边环境形成了巨大的反差。
5 治理原则
5.1 以人为本，消除地质灾害威胁
以人为本，对存在地质灾害隐患的部位进行重点恢复治理， 消除地质灾害隐患， 保障周边村民的生命财产安全， 维护社会稳 定和经济的快速发展。
5.2 结合实际，充分利用原有地形
依托矿区原有地形地貌，充分发挥微地貌的作用，利用原有 地形， 促进治理措施与周围自然环境的融合。
5.3 工程措施与生物措施相结合的原则
针对矿区植被遭受破坏的实际情况，依据工程措施与生物 措施相结合的原则开展治理工作。
5.4 技术可行、经济合理的原则
矿山地质环境治理本着技术可行、经济合理的原则，以利于 获得较好的治理效果。
5.5 多种措施并用，综合治理
矿山地质环境治理必须制定切实可行的实施方案，地质环 境问题治理工作要与当地规划和经济建设相结合，尽可能将矿 山地质环境治理和原有环境有机地结合起来。
6 矿山地质环境恢复治理措施
6.1 清理危岩
对采坑 2 边坡坡面面上的危岩进行清除，消除崩塌隐患， 清除采用机械破碎 + 人工辅助方式，清除的危岩体产生的废 石就近破碎后回填至平台低洼处，并进行分层压实，清理危岩 200m3.清理施工采用自上而下，分区跳段的方式进行，每段施 工长度宜为 15m ;较破碎地带清理可采用人工或者撬棍进行清 理，不得使用爆破方式清理。清理施工时应遵循“信息法”施工 的原则，勤监测、勤巡视，及时反馈信息，根据变化的情况指导 施工。施工应避开雨季、大风等恶劣天气， 安全施工。
6.2 场地平整
废石堆进行场地平整，场地平整面积 12627m2.利用推土机 对废石堆 ±30cm 厚度内就地挖填找平，根据各坐标桩标明该点 挖填高度和设计的坡度数据， 对场地进行找坡， 保证场地内各处 地面都基本达到设计的坡度。根据工地旁存在乡村道路和矿区 道路，确定边缘地带的竖向连接方式，调整连接点的地面标高。还要确认地面排水口的位置， 调整排水沟管底部标高， 使矿区与 周边地面的连接更自然， 排水、通道等方面的矛盾降到最低。
6.3 回填工程
采坑 1 东侧的两处竖井(竖井 1、竖井2) 采用推土机将废石 堆东部的废石进行削坡推运回填至竖井，距离井口 0.5m 处采用 混凝土灌注至井口对其封堵。废石堆削坡后标高与周围地形相 协调， 削坡过程中要随时注意边坡的稳定性。
废石堆和采坑2 边坡底部渣堆开挖工程采用推土机自上而 下推运，采坑 1 东侧清理的废石运至竖井进行回填，竖井下部选 用粒径较大石块回填， 回填土中不能含有树墩、垃圾等污染地下 物质 ;采坑2 边坡底部的废石推运至采坑21 级平台低洼处，回 填时应注意由下而上分层铺填，不得采用大坡度推渣、以推代 压、不分层次和一次推填的方法。
距离两处竖井井口 0.5m 处采用 C30 混凝土灌注，混凝土就 近购买， 运输采用专用车辆， 混凝土混合料运送车辆到达摊铺地 点后，一般直接进行灌注，并用人工找补均匀，如发现有离析现 象，应用铁锹翻拌。用铁锹摊铺时，应用“扣锹”的方法，严禁抛 掷和搂耙， 以防止离析。
6.4 覆土工程
废石堆和采坑2 平台进行客土覆土，废石堆覆土厚度 0.3m， 采坑2平台覆土厚度 0.5m。客土采用自卸式装载车运进矿区，利 用推土机对土进行平整， 后由人工对高低不平地段进行修整， 平 整厚度为 0.3m。土壤土质要求 ：含沙、石量少，颗粒细腻，渗水 速度慢， 保水性能好。
6.5 绿化工程
废石堆进行原场平整及客土覆土后撒播灌、草籽进行绿化， 撒播密度为20g/m2.种类主要有苜蓿、高羊茅、紫穗槐等。
采坑2平台进行客土覆土后挖坑种植紫穗槐进行绿化。紫穗 槐株行距为 1m×1m， 呈品字形栽植， 树坑采用人工开挖， 规格 ： 深0.4m、直径0.5m，紫穗槐选择健壮植株， 株高0.6m，无冠栽植。
采坑2边坡底部客土覆土后，栽植爬山虎，爬山虎选用两年 以上健壮植株，主蔓长度 1.5m ~ 2.0m，种植间距 0.5m，种植沟 规格 0.3m×0.3m(宽 × 深)。
灌、草籽撒播采用JZ-4V 4000L 液压喷播植草机进行施工， 保证其均匀有效。播种前先浇水浸地，保持土壤湿润，稍干后将 表层土粑细粑平，进行撒播，均匀覆土 3mm ~ 5mm 后轻压，然 后喷水。播种应及时喷水，水点宜细密均匀，宜可采用草帘覆盖 保持湿度，至发芽时撤除。撒播草籽后进行幼苗抚育管理工作， 以提高草籽的发芽率。养护期为一年，由专人负责浇水，使其保 持有足够的水分， 若发现有大面积种子不发芽情况， 要进行补充 撒播。
紫穗槐采用人工开挖树坑，人工栽植。爬山虎种植槽位于采 坑2坡底， 采用人工进行开挖。
紫穗槐和爬山虎栽植后进行幼苗抚育管理工作，以提高成 活率。养护期为一年，由专人负责浇水，使其保持有足够的水分 ;若发现有枯萎或生长情形不良者， 予以去除， 进行补植。
6.6 铁丝刺网工程
在采坑 1 顶部外缘2m 处安装铁丝刺网围挡工程。在围挡工 程上安装警示牌， 提高过往人员警惕。铁丝刺网立柱基础岩性为 第四系松散层，需采用人工开挖方法，开挖深度均为 0.5m，开挖 过程中密切注意周边土层稳定性。
铁丝刺网基础采用 C30 混凝土结构，混凝土就近购买，运输 采用专用车辆， 混凝土混合料运送车辆到达摊铺地点后， 一般直 接倒入开挖好的立柱基础内， 并用人工找补均匀， 如发现有离析 现象，应用铁锹翻拌。用铁锹摊铺时，应用“扣锹”的方法，严禁 抛掷和搂耙， 以防止离析。
刺网铁丝采用 Q235 普通低碳钢丝， 规格 12#， 刺距 12.5cm ; 每隔 4m 设立一根水泥立柱，水泥柱断面 10cm×10cm，高度 2.0m，其中基础下埋 0.5m ;两根水泥柱之间拉设刺网绳，从地 面向上间距依次 0.2m、0.3m、0.3m、0.3m 和 0.4m， 立柱埋设应分 段进行， 先埋设两端立柱， 然后拉线埋设中间立柱， 放入立柱后， 用临时支撑固定，填土后压实 ;将刺网铁丝绳用立柱上的挂钩 挂住， 绷紧后将挂钩、弯钩拗死封口固定。
沿刺网设置警示牌，警示牌可选用不锈钢板、铝合金板等耐 久性材料制作，警示牌高 0.6m、宽 0.8m，书写“坑深危险，远离 矿坑”等警示标语。
6.7 标志牌工程
在采坑2 西侧紧邻道路旁设置 1块标志牌。
标志牌由两根镀锌圆管与镀锌铁板焊接制成。竖向两个圆 管直 径 40mm， 壁 厚 5mm， 高 2.5m， 埋深 0.5m， 固定在 C30 混 凝土结构基础内，规格为 ：截面为 0.5m×0.5m 的矩形，埋深 0.5m，基础基坑采用人工开挖 ;管脚处呈“十”字状焊接两块 铁板，铁板尺寸 20cm×5cm，厚度 5mm ;警示牌铁板板面尺寸 1.5m×1.0m，厚度 5mm，板面焊接于竖向圆管之间。牌正面标明 “工程名称、开工时间、竣工时间、建设单位、设计单位、施工单 位、监理单位”等内容。
7 结语
(1) 矿山治理工程可以恢复矿山破坏植被，消除粉尘源，改 善当地空气质量 ;消除地质灾害隐患，恢复原矿区及周边生态 环境，确保村民居住安全， 使周边地区社会安定， 居民安居乐业， 有效提高附近村庄的人居环境。
(2) 矿山治理工程可修复采坑活动及废石堆堆积对地貌景 观的破坏， 使矿山环境与周边环境相协调， 恢复当地环境。
(3) 通过治理工程消除地质灾害隐患，可在一定程度上减少 县镇村每年对地质灾害点在人力、物力及资金上的投入， 还可在 一定程度上提升对外招商引资的影响， 优化全县投资环境， 可间 接提高地方经济发展水平。
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