辽宁某菱镁矿山破损山体治理工程研究

辽宁某菱镁矿山破损山体治理工程研究
辽宁省大石桥市南楼区陈家菱镁一矿距省级公路1500米，属生产矿山，破损山体未经治理，地形地貌景观及土地资源破坏严重，是“青山工程”的重要内容。

本文通过对该菱镁矿矿山地质环境的研究，综合分析矿区内存在的地质环境问题，提出破损山体治理工程实施方案。

标签：菱镁矿；破损山体；地质灾害；矿山地质环境
一、项目基本情况
辽宁省大石桥市南楼区陈家菱镁一矿位于大石桥市东南（10.5°）直距5.3km，营口南楼经济开发区北偏东（3°）直距1.8km。

行政区划隶属辽宁省大石桥市南楼经济开发区陈家村。

矿山开采矿种为菱镁矿，开采方式为露天开采，矿山开采规模为4万吨/年。

矿山二十余年开采已造成原生地形地貌景观挖损、山体表面植被损毁。

二、矿山主要地质环境条件
1、地形地貌
矿区所处位置属千山山脉南延部分，为剥蚀丘陵地貌，类型单一，附近最高海拔标高80.50m，最低海拔标高48m，最大高差32.50m。

山坡多为直线坡，坡角一般为5°～10°。

丘坡植被不发育，基岩裸露。

第四系残坡积物分布局限，一般厚度0.30～0.80m，局部低凹处可达1.50m。

2、地层岩性：
矿区地层区划属华北地层区辽东分区营口—宽甸小区，出露地层主要为下元古界辽河群大石桥组三段一层及第四系残坡积物。

大石桥组三段一层：分布整个矿区。

暗灰色中—薄层状细粒白云石大理岩，其厚>118.9m。

地层总体倾向170°～225°，倾角13°～54°。

第四系：主要分布于矿区丘坡，岩性为粉质粘土、含碎石粉质粘土、局部偶夹碎石透镜体，厚度0.30～0.80m，局部低凹处可达1.50m。

3、构造
矿区所处大地构造单元为中朝准地台、胶辽台隆、营口～宽甸台拱、凤城凸起的西缘。

褶皱构造：评估区位于区域析木—草河口复向斜的北翼。

区内见一轴向近东
西的层间背形构造，核部由绿泥片岩夹薄层菱镁矿或薄层菱镁白云石大理岩构成。

北翼岩层产状：倾向330°～15°，倾角20°～40°，北翼为倒转岩层；南翼岩层产状：倾向155°～175°，倾角22°～35°。

4、水文地质条件
矿区水文地质单元位于补给区，区内地表水系不发育，只分布有季节性冲沟，旱季干枯，只雨季有水。

按地下水賦存条件划分二种地下水类型：
①第四系孔隙潜水含水层
该含水层分布于矿区外南北部沟谷中，水位埋深1.0-1.5m，含水层厚度一般1.2～1.5m，由含碎石粉质砂土组成。

据民井抽水试验，水位降深1m，涌水量0.0015—0.002L/s，渗透系数0.06—0.08m/d。

含水层富水性微弱，受大气降水、基岩岩溶裂隙水补给，动态变化较明显。

水化学类型：HCO3·Cl—Ca·Mg。

②基岩岩溶裂隙潜水含水层
含水层主要岩性为菱镁矿大理岩、白云石大理岩，分布于整个矿区。

岩层裂隙发育有2种：（a）风化裂隙：该裂隙集中分布在近地表处，无定向规律，随深度的增加而减弱，风化裂隙发育深度3～8m。

该部位标高较高，多形成透水而不含水层位。

（b）构造裂隙：大理岩层受区域构造的影响，构造裂隙发育中等；构造裂隙为矿床的主要含水层。

白云石大理岩与菱镁矿的裂隙含水性极不均匀，但普遍含水较弱，水位埋深50m±，渗透系数为0.0223m/d。

5、工程地质条件
根据矿区岩层组合，岩体结构及岩石的物理力学性质，将岩体划分为三个地质工程岩组。

即第四系松散岩岩组、坚硬岩-半坚硬岩组、软岩岩组。

①第四系松散岩岩组
主要分布于矿区丘坡，出露面积较小，岩性为粉质粘土、局部夹碎石，稍湿，可塑，一般厚度0.30～0.80m，局部低凹处可达 1.50m。

承载力特征值150～180Kpa。

②坚硬-半坚硬岩组
岩体由白云石大理岩、菱镁矿大理岩组成，岩石呈中～微风化状态，致密坚硬，岩体抗压强度：平行层面125～282.00MPa，垂直层面59.3～101.1MPa，内摩擦角平均55.79°，粘聚力平均5.48MPa，弹性模量7.13MPa，泊松比0.16。

岩体稳定，整体性强度较高，岩体完整～较完整，岩体基本质量等级为Ⅱ～Ⅲ级。

③软岩岩组
岩体由呈强风化状态白云石大理岩、菱镁矿大理岩及绿泥片岩组成。

强风化岩厚度3～8m，岩石呈碎块状，分布较普遍；绿泥片岩，呈中风化状态，较破碎、揉皱较发育，分布局限。

该岩组为破碎～较破碎，岩体饱和单轴抗压强度10～15.00MPa，整体性强度较低，岩体基本质量等级为Ⅴ。

三、矿山地质环境问题
1、地质灾害
根据现场实地调查，本矿山受其地质环境条件和人工采矿活动影响主要存在崩塌地质灾害。

一是菱镁大理岩、白云石大理岩，岩石致密坚硬，岩体较完整，属稳固性岩层，对矿床开采的工程地质条件有利；而地表强风化岩石、绿泥片岩夹层分布地段岩石破碎，属不稳固岩层，在矿床开采过程中易产生边坡岩石崩塌，滑落。

二是层间断裂、构造裂隙带分布地段是工程地质稳定性最差部位，往往沿层间断裂、构造裂隙带走向产生崩塌，而裂隙切割岩块易坠落。

三是由于矿山的不合理开采，开采边坡超高，坡度角较陡，爆破后的矿石未得到及时清理，有外凸危岩及岩块易崩落造成较严重危害。

根据矿山开采现状，矿区范围内总体为一个露天采场，开采三个台阶，崩塌灾害主要分布于露天采场台阶边坡，台阶边坡平均高9.19～18.98m，单台阶边坡最高32.48m。

边坡角多在65°～80°。

由于采场边坡高而陡，处于边坡顶部的风化岩土体和爆岩后未及时清除的松散危岩在重力、降雨作用下，稳固性降低，失去应力平衡，势必产生向临空面滑落，造成岩土体脱落引起的崩塌，规模1.0～5.0m3。

本次环境恢复治理区内边坡为废石堆积形成，边坡体表面有直径0.1-0.5m 的块状岩体，呈松散堆积状态，在雨水冲刷或爆破震动的情况下易发生滑塌地质灾害。

另外治理区内平台地形较平整，略有起伏，平台靠近边坡脚处有废石堆积，规模较小。

2、土地资源破坏
采矿活动对土地资源的损毁为采矿的挖、采形成的采坑和边坡，面积4.1254hm2，损毁土地类别为采矿用地，采矿活动对土地资源的损毁和影响较轻。

3、地貌景观破损严重
该矿山为露天开采，采矿活动破坏了原生地形地貌景观，主要为采矿的挖、采形成的采坑和边坡，露天采场对原生地形地貌景观挖损面积为41254m2。

对原生地形地貌景观影响和破坏程度较大，影响程度较严重。

四、治理工程措施
1、邊坡坡面清理工程
治理区内边坡平均坡度30°，并且在边坡表面局部存在脱离母岩的块石，另有部分崩塌堆积体堆积在边坡坡脚处，不利于边坡自身稳定和后期开展种植工程，因此本次治理工程对区内露天开采形成的边坡进行坡面治理。

由于治理区内边坡堆积较松散，稳定性属较稳定，因此治理工程先用人工清除边坡表面的活石和松散堆积物，再用机械的方式进行平整。

坡面治理工程应注意采用削高补低的原则，尽量减小削坡的土石方量，以最大限度的保护原有的自然地形地貌和植被资源。

2、平台平整工程
治理区内平台进行高挖低填，为满足治理区内种植工程场地地形要求，对治理区内平台高低不平的废渣堆积体进行挖填方整平，并对场地进行夯实碾压，恢复植被的基本立地条件。

首先将平台治理区内平整标高设计为50.00m，采用挖掘机挖土石后利用推土机进行平整，然后对回填区进行夯实碾压，最后将剩余土石方运送至排土场，并且利用推土机进行平整。

3、客土工程
客土场的选择以不得造成生态环境破坏并且就近的原则。

取土场位于高庄村，客土运距为5.9km。

治理区内地表被废石覆盖，基本不具备植物立地条件，因此对治理区采用全面覆土。

平台区客土厚度为0.5m，坡面客土厚度为0.3m。

客土后对场地进行平整，使其满足种植工程要求。

4、植被恢复工程
植被恢复应与周边环境协调一致，根据附近的植物种类确定树种和草种。

客土平整后在平台单元中种植刺槐。

刺槐选择胸径6cm裸根，刺槐种植间距1.5m×1.5m，坑穴规格采用0.5m×0.5m×0.5m；边坡单元种植紫穗槐，紫穗槐种植间距为1m×1m，坑穴规格采用0.3m×0.3m×0.3m。

五、结束语
本地质环境项目旨在对矿山地质环境进行生态等综合治理的工程，其性质是公益性的。

通过本项目的实施将会在营口市矿山环境治理工作中产生重大影响，并极有利于推进环境治理工作，为建设“绿色矿山”“和谐营口”、“和谐辽宁”做出贡献。

参考文献：
[1] DZ/T0222-2006，地质灾害防治工程监理规范[S].
[2] DZ/T0218-2006，滑坡防治工程勘察规范[S].
[3] DZ/T0220-2006，泥石流灾害防治工程勘察规范[S].。