小型露天矿山的绿色矿山之路——以张里金矿为例

田臣龙 徐凤琳 刘 康 王 琪

（山东科技大学地质科学与工程学院，山东 青岛266590）

0 前言

中国矿产资源的一个重要特点，就是大型、特大型矿少，中小型矿山多[1]。随着小型露天矿山开发时间的不断持续,开采范围和开采规模的不断扩大,并且小型露天矿山采矿分布点多面广,开采方式多样，对矿区生态环境、水文环境、地质环境的破坏问题日趋突出,这与可持续发展和绿色矿山的理念是矛盾的。

在基本查明张里矿区地质环境条件，基本查明矿区地质环境问题、地质灾害发育现状及造成的危害，产生地质环境问题的背景，分析研究主要地质环境问题的分布规律、形成机理及影响因素，进而对评估区地质环境影响进行评估。根据矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性，结合矿山地质环境影响评估结果，提出矿山地质环境保护与治理恢复分区和矿山地质环境监测方案。

1 小型露天矿区开采对环境影响的分析

矿山的对于环境的影响主要从以下几个方面进行分析。

1.1 矿山地质环境影响评估级别的确定

评估级别是依据评估区重要度、矿山生产建设规模和矿山地质环境复杂程度三个因素（表1）来确定的。

表1 矿山地质环境影响评估精度分级表

张里金矿评估区重要程度分级为重要区，矿山地质环境条件复杂程度为中等，矿山建设规模为小型，确定本次矿山地质环境影响评估级别为一级。

1.2 小型露天矿山的现状评估

1.2.1 地质灾害危险性现状评估

张里矿山开采方式为露天开采，矿体倾角较小、埋藏浅，采场范围基岩裸露，无地下采空区和溶洞，不抽取地下水，矿山开采产生的废石按要求堆放在开采区东北[2]。

综上所述，评估区具备发生崩塌的地质环境条件。因此，确定评估区地质灾害类型为崩塌。评估区内目前尚未发生崩塌地质灾害，现状评估崩塌地质灾害危险性为小。

1.2.2 对含水层破坏现状评估

（1）矿井生产对地下水水质影响

张里金矿生产过程中矿区内主要固体废物为废石，废石中的有害物溶出量很少，且矿石只做短期堆积，对地下水造成污染很小。

（2）矿坑排水对主要含水层水位影响

由于本矿区主要含水岩组为碳酸盐岩裂隙岩溶水，大气降水是主要补给源，开采标高位于当地最低侵蚀基准面以上，不会对含水层造成直接影响。

（3）对矿区地表水体及生产、生活用水影响

根据现场勘查，矿区出露位置较高，区内无常年地表水系，仅发育季节性冲沟，雨季有暂时性水流，矿业活动直接对地表水体的影响不大。

1.2.3 对地形地貌景观现状影响评估

目前，张里金矿矿区无自然保护区、名胜古迹、风景旅游区、生态保护区及重要地质地貌景观和地质遗迹，露天采场开采形成的采空区面积0.0325km2，废石堆放场占压土地面积0.0106km2，矿山道路占压土地面积0.0026km2。

故露天采场、废石堆放场和矿山道路改变了原有的地形地貌，露天采场影响为严重，废石堆放场和矿山道路影响为较严重。

1.2.4 对土地资源影响评估

张里金矿对土地资源影响的评估：

（1）目前矿区开采已形成0.0325km2的采空区，破坏土地类型为其他园地，其他草地及采矿用地，面积分别为0.02hm2，0.05hm2和3.18hm2，故对土地资源破坏为较轻。

1.3 小型露天矿山的预测评估

张里金矿从矿山建设特点和地质环境条件综合分析，工程建设可能引发的地质灾害为崩塌地质灾害。工程建设引发或加剧崩塌地质灾害危险性为中等，评估区内其它区工程建设引发或加剧崩塌地质灾害危险性为小。预测评估采场区内工程建设可能遭受地质灾害的危险性为中等，评估区内其它区工程建设可能遭受地质灾害的危险性为小。

1.4 矿山地质环境影响程度分区

在对地质灾害危险性、地下水含水层破坏、地形地貌景观和土地资源等的影响现状评估和预测评估的基础上，按单元素就高不就低的原则，采用叠加法对矿山地质环境进行影响程度分区。综合考虑危害对象、损失与治理难度，将评估区划分为矿山地质环境影响较严重区和较轻区。

可将张里金矿划分为：

（1）矿山地质环境影响严重区

为矿山开采境界范围，总面积为0.0486km2。矿山开采引发或加剧崩塌地质灾害发生的可能性中等，地质灾害危险性评估为危险性中等；对地下水资源、水环境的影响程度较轻；对区内地形地貌景观的影响严重；影响土地类型为果园、其它园林、其它草地、其它草地和采矿用地，对土地资源的影响程度较轻。

（2）矿山地质环境影响较严重区

主要为废石堆放场和矿区道路，总面积约0.0132km2。矿山开采引发或加剧崩塌地质灾害发生的可能性小，地质灾害危险性评估为危险性小；对地下水资源、水环境的影响程度较轻；对区内地形地貌景观的影响较严重；影响土地类型为其它园林，对土地资源的影响程度较轻。

（3）矿山地质环境影响程度较轻区

系统设计中电源管理模块提供对系统各模块的电源支撑，电源监控模块监控系统各路电源电压电流，避免突发异常损毁设备，而电压参考模块对各级运放提供参考电压，以用于信号多级放大处理。系统通过中央处理单元MPU完成对各模块的控制及实时的数据采集与处理，通过RS422与上位机或上级控制系统进行通信处理。针对系统信号调理模块的设计，其方案如下：

评估区内除矿山地质环境影响程度严重区和较严重区以外的区域，总面积约0.1904km2。矿山开采引发或加剧崩塌地质灾害发生的可能性小，危害小，地质灾害危险性评估为较轻；不会引起矿区及周围含水层水位下降和地表水体流失，也不会影响到矿区及周围居民及矿山生产生活供水，对地下水资源、水环境的影响程度较轻；对区内地形地貌景观的影响较轻；对土地资源的影响程度较轻，矿山地质环境问题的防治难度较小。

2 小型露天矿山治理恢复分区与地质环境保护

2.1 矿山的分区及治理方案

根据“区内相似，区际相异”和“就大不就小”，“整体不分割”的分区原则，结合本矿实际，坚持“以人为本”，在对矿区矿山地质环境影响评估基础上，根据矿区矿山地质环境影响综合评估分区结果，将评估区划分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。

将张里金矿可分为：

（1）重点防治区

分布于矿山地质环境影响评估严重区，为矿山开采结束后形成的露天采场，总面积约0.0486km2。防治措施是：因矿产开采后，露天采场平台面积较大；布置截排水沟，边坡复垦的原则应把握以绿化为主。

（2）次重点防治区

为张里金矿废弃物堆放场和矿区道路，面积分别为0.0106km2和0.0026km2，防治措施是矿山闭坑后，对矿区道路进行修复壤，待其稳定后种植林木，恢复土地使用功能。矿山开采所产生的废料废渣，闭坑后应随即进行矿坑回填，开采过程中废石堆放不宜过高，堆积坡度应小于30°，防止堆积体发生崩塌。同时宜沿废石堆坡脚处修筑排水沟，及时疏排降水。

（3）一般防治区

评估区内除重点防治区和次重点防治区以外的其它区域，面积约0.1904km2。无需治理或稍作平整即可正常使用。

2.2 矿山地质环境防治工程

根据矿山地质环境保护、治理恢复、监测对象和内容，矿山地质环境防治工程主要包括矿山地质环境保护与治理恢复工程和矿山地质环境监测工程。

2.2.1 矿山地质环境保护与治理恢复工程张里矿区主要包括崩塌、含水层破坏和地形地貌景观破坏等。（1）崩塌

主要针对矿山开采结束后形成的露天采场。因矿产开采后，露天采场平台面积较大，因此在林地布置时，应充分考虑排水系统，以免形成内涝。台阶覆土后，易产生水土流失，拦土墙修建可采用矿山的废石渣进行砌筑；内侧应布置小型的截排水沟，布置时可在覆土时预留部分空间形成土质截排水沟。边坡复垦的原则应把握以绿化为主。

（2）矿区含水层破坏防治工程

矿区处于丘陵区，地表无河流通过。主要含水层为碳酸盐岩裂隙岩溶水，大气降水是主要补给源，水文地质条件属简单类型矿山。对区内地下水水位、水质影响较轻，故矿山在生产过程中应设专门水文地质人员对其水文地质变化情况进行监控，使矿坑排水达标排放，发现问题及时通报。

（3）地形地貌景观破坏

①废石堆放场治理恢复工程

包括露天采场剥离废石的运输、存储场地的平整和表土回填。

②矿山道路治理恢复工程

治理前先进行场地硬化路面拆除、平整工作，然后进行表土回填。

矿山开采终了后，对废石堆放场和矿山道路进行综合治理，进行植被覆绿。绿化矿山地质环境。

2.2.2 矿山地质环境监测工程

矿山地质环境监测主要是针对矿区可能发生的地质灾害、水质污染和进行的监测，包括露天采场围岩位移、塌陷范围、地表位移、废水全分析等内容。

3 结论

（1）依据评估区重要程度、矿山生产建设规模和矿山地质环境复杂程度三个因素，确定小型露天矿山地质环境影响评估级别。

（2）在现状评估和预测评估的基础上，综合考虑地质灾害危险性、含水层破坏情况、地形地貌景观影响及土资源破坏程度、危害对象等，将小型露天矿区划分为重点防治区和一般防治区。

（3）本方案的治理范围为采矿区、废石场压占区，针对治理范围内矿山地质环境问题，提出了矿山地质环境的保护方案、治理方案和监测方案。

［1］朱训.关于发展绿色矿业的几个问[J].中国矿业,2013(10):1-6.

［2］国土资源部.地质灾害危险性评估技术要求(试行)[Z].2004-3.