关于露天矿的地质环境恢复与治理工程勘查研究

曹宗权

（广东核力工程勘察院，广东 广州 510800）

1 矿山地质环境概况

广宁县潭布镇某矿场位于S350省道南侧50m，自90年代以来陆续有民采、盗采行为，盗挖、无序开采形成了高陡危险边坡及松散堆土坡，造成了生态环境的严重破坏，并形成了严重的地质灾害隐患。

2 勘查设计目的、任务

（1）勘查目的。通过收集分析现有资料、综合地质调查、勘探等手段，查明区内地质灾害的特征，对相关地质灾害的稳定性和危害性作出评价，为该瓷土矿场矿山地质环境恢复治理工程设计提供所需的工程地质资料。

（2）勘查任务。根据工程项目特点并结合现场实际情况，针对该露天矿山地质环境治理提出如下任务：①在充分收集区域地质、工程地质、水文地质、气象、地震及人类工程活动等资料的基础上，开展矿山地质环境调查，结合调查结果分析确定区内的环境地质条件；②查明区内的地形地貌、地层结构矿物特征，提供各矿层的地质构造特征及物理力学性质指标，查明地下水类型、迳流、腐蚀性等；③查明区内地质灾害的类型特征、分布范围、形态规模等；④根据边坡的工程地质条件划分边坡的安全等级；⑤对区内地质灾害的稳定性做出合理评价，并提出合理的矿山恢复治理对策及方案建议。

3 勘查工作评述

（1）勘查工作依据。①《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T 0218-2006）；②《岩土工程勘查规范》（GB 50021-2001）（2009年版）；③《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T 0219-2006）；④《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T 0220-2006）；⑤《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2013）；⑥《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）；⑦《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）；⑧《土工试验方法标准》（GB/J 50123-1999）；⑨《工程岩体试验方法标准》（GB/T 50266-2013）；⑩《工程岩体分级标准》（GB/T 50218-2014）。

（2）勘查等级。根据现行《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T 0218-2006）[1]规定，区内地质灾害危害对象等级为Ⅱ级。根据现行《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T 0219-2006）[2]，该边坡地质灾害防治工程分级为Ⅰ级。综合分析，区内边坡安全等级为Ⅱ级。

4 矿山地质环境现状及主要地质灾害

（1）矿山地质环境现状。本次治理区范围包含旧采区、堆土区及已发生滑坡区：①旧采区位于矿场西南侧，区内植被破坏严重，区内存在一个已堆满排土堆及土质高陡边坡，在长期雨水冲刷下，沟壑纵横，水土流失严重。本段边坡长约113.3m，边坡倾向约172°～259°，倾角约60°～近直立，边坡坡脚高程约266.63m～279.61m，坡顶高程约275.60m～307.42m，相对高差约8.97m～27.81m。坡体及坡脚堆填崩坡积土层，主要由砂土、块石及碎石组成，厚度不均，土质不均匀。②堆土区位于矿场东南侧，排土堆坡度较平缓，植被破坏及水土流失严重。坡长约80.32m，边坡倾向约259°，边坡坡脚高程307.94m～328.71m，坡顶高程339.47m～348.02m，相对高差约10.76m～40.08m。③已发生地质灾害区域位于矿场中北侧，该区内东部山体发生山体滑坡，在强降雨的作用下引发泥石流，边坡高陡，边坡后缘出现裂缝。坡长约120m，边坡倾向约0°～139°，边坡坡脚高程约307.90m～319.99m，坡顶高程约311.85m～343.45m，相对高差约5.23m～33.21m，北侧低，南侧高。坡体由人工开挖山体及人工堆积填土构成，主要由矿山表层剥离土堆填而成，厚约5.75m～10.32m。

（2）主要地质灾害。区内内已发地质灾害类型为崩塌和滑坡。区内内矿山开采形成危险斜坡，主要表现为边坡上部坡残积土、强风化花岗岩及表层松散土体崩落，矿体物理力学性质差，边坡裸露，在降雨、渗流及自身重力作用下易发生崩塌、滑坡地质灾害。

（3）矿层特征。矿层自上而下主要包括：①层崩塌堆积层。褐黄色，松散，干～稍湿，主要由砂土、碎石土及部分粘性土组成，厚度一般2m～17m；②人工填土层。褐黄色、灰黄色，松散～稍压实，干～稍湿，厚度约10m；③砂质粘性土层。褐红色、褐黄色稍湿，可塑～硬塑状，为火山岩风化残积土，厚度1.20m～29.80m。

5 边坡稳定性分析评价

（1）边坡稳定性分析的原则。边坡稳定性分析采用以定性分析为基础，以定量计算为辅助手段，进行综合评价的原则。

（2）边坡工程安全等级。计算边坡一般工况和暴雨工况下的稳定性计算结果如下。

表1 边坡稳定性系数计算成果表

由分析结果得知区内区边坡一般工况下安全系数在1.057～1.649之间，边坡处于基本稳定～稳定状态。边坡在暴雨工况下安全系数在0.858～1.215之间，边坡处于不稳定～基本稳定稳定状态。总体上边坡安全系数小于规范要求，边坡出现滑坡、崩塌的可能性较大。

6 防治方案建议

①消除边坡安全隐患。对于区内危险斜坡，可采取放坡平整或是格构锚固措施。对边坡进行放坡平整，放坡坡率宜根据坡体分布情况确定，建议坡率为1∶1～1∶1.5，放坡每级高5m～10m，每级平台宽2m～3m。采用格构锚固措施，锚固体长度、间距应根据地层情况、锚固体所能承受的拉力等进行经济比较后确定。②完善截排水系统。在坡顶、坡脚修建有效的截、排沟，根据地形条件沿坡面布置急流槽，坡脚增设排洪渠，下游修建溢洪道，完善截排水系统。③进行植被复绿。对于治理后的边坡及坡脚堆积区进行植树、植草复绿，坡面可采用三维网喷播绿化、草皮绿化、喷混植生或植生袋等措施，对于坡脚堆积区宜进行平整、覆土，采用植树植草绿化。具体治理方案宜根据矿床特性、坡高、坡率等确定。

7 地质灾害防治效益评估

①社会效益。对矿山的地质环境通过以工程控制、复垦复绿的方式进行治理，能增强人们环保意识，能有效减少因矿山生产活动而带来的地质灾害，是促进人类与环境和谐发展的重要举措。②经济效益。通过治理有效控制矿山地质灾害的发生，大大降低矿山地质灾害隐患，减少下游地区地质灾害防治费用，节省了大量的搬迁费用；同时破坏的地形地貌景观得到恢复，土地的使用价值增加了，经济效益明显。③环境效益。通过治理复绿之后，展现在人们面前的将是一幅青山绿水、花草山水融合、矿产资源开采与矿山环境保护相协调、人为景观与原生态自然景色交相辉映的美丽画面。