废弃采石场矿山地质环境问题及恢复治理方案

根据边坡极限平衡法的稳定性系数计算公式，
计算得出 1# 边坡削坡至坡面角为 55°时，稳定性系数
可达到 1.23，2#边坡削坡至坡面角为 60°时，稳定系数
可达到 1.23。
所以设计 1#、2#边坡分别削坡至 55°和 60°，3 号边
坡仅进行排水、绿化处理。各削坡工程见图 2~图 4。
塌、滑坡等地质灾害的可能；3 边坡处于稳定状态。
安排专人专管，防止人畜危害，时间为 2 a，包括草区
截排水沟布置遵循横截、纵排的原则，一般沿各
206
养护；⑦做好追肥工作，第一年钙镁磷 1.84 kg/hm2、有
机肥 16.75 kg/hm2，第 2 年复合肥 0.67 kg/hm2、钙磷镁
总 第 624 期
2021 年 4 月 第 4 期
现代矿业
多次小规模的崩塌、滑坡等地质灾害。为防止更大
育。第四系（Q4）主要发育腐殖土层、粘土砂质层，岩
规模的地质灾害，需对 3 处边坡进行稳定性分析。根
性为粘土、砂质粘土，均由残坡积层形成；厚度一般
据现场测量，各边坡相关情况如下。
为 0.5~2 m。矿区内未见明显的断裂构造出露，仅在
岩石中发现裂隙构造和层间裂隙构造。
见表 2。
3. 1. 3
3. 1. 3. 1
复绿工程
松树种植
在矿区采场平台种植松树并人工洒播草籽。松
3. 1. 2
截排水工程
3. 1. 2. 1
排水沟设计
因采场剥离区水土流失较少，再综合考虑土地
平整后的实际情况，整体规划治理区排水系统，做到
水流通畅、分流合理。同时考虑工业用地以后的排
水量较大，适当将水沟的过水断面放大，以避免短期
2
业带来损失。
矿山主要地质环境问题
根据现场调查，矿山主要地质环境问题包括 2 个
采石场位于石城县城南部，直线距离约 4km，属
方面：一是土地资源和植被破坏问题，二是边坡失稳
石城县琴江镇花园村管辖。紧邻项目区东部有水泥
所造成的地质灾害问题。
公路通往县城，交通便利。矿区由 4 个坐标拐点组
2. 1
2
成，面积为 0.975 km ，开采深度为 263~322 m，开采时
虑到土的综合利用，椰式草毯覆土全部采用坡面削
方工程的表面土，不采用外购土，工艺如下。
（1）边坡处理。人工清理边坡，削除杂物，覆 10
cm 厚土于整平的坡面上，洒水湿润。
（2）铺设椰式草毯。将草毯沿坡面由上至下铺
于坡面上，网与坡面之间保持平顺结合。
（3）喷播。将草籽（按每平方米 30 g 左右）和促使
为 0.6 m，深度为 0.75 m，壁厚 0.15 m。方案中截排水
沟的总长度达 367 m。
3. 1. 2. 2
截排水沟施工流程
排水工程施工应与设计要求符合，排水沟断面
形式为矩形结构，施工程序为测量放样→沟槽开挖
→石块、水泥、砂、水等备料→石料洒水湿润→拌制
砂浆→模板支护→混凝土浇灌→养护→拆模→沟侧
内重复建设［7］。根据冲沟汇流面积和当地水文资料
树 种 植 区 域 面 积 为 1346.6 m2，设 计 种 植 密 度 为 2.0
m×2.0 m（株距×行距）。松树种植主要工序为整地
→挖穴→返穴回填、施有机肥→定植（补植）→抚育
管理［9］。技术要点：①在土地平整阶段完成整地，同
时需要完成截排水系统；②以 2 m×2 m 的间距挖鱼
鳞坑（打穴），种植穴长 0.7 m，宽 0.7 m，深 0.7 m；③挖
穴后每穴施有机肥 4 kg，利用削方区表层土作为种
来估算排水流量，确定排水系统规模，从而确定截排
植穴回填土，先回填下层土后放入肥料，使肥料与土
水沟的设计参数。水沟的过流能力和相关计算参数
充分拌匀，依次回填中、上层土，回填成馒头形，高
（3）保养成活期为 1 个月，日常管养日期为 3 个
月。根据长势情况及时补种和施肥，草坪密度不低
于 90%，灌木生长势良好、无病虫害。
3. 2
矿山地质环境监测工程
矿山进行地质环境监测保证矿山地质环境管
理、治理工程正常运行的基础。通过定期进行环境
3. 1. 3. 2
洒播草籽
在松树未长成时，为了对该地块的环境快速恢
复，进行洒播草籽。草籽选择混合型草籽，以矿区自
然成长较好的芦积、马尾巴草、茅草和当地常见的青
草籽混合喷播。洒播草籽 20 g/m2，撒播面积 1 346
m2，先进行机械耙平后，再翻耕土壤，翻耕深度不低
于 0.3 m，对松树株间隙洒播草籽。洒前用少量泥沙
和磷肥拌种，每公斤草籽掺和肥料 2 kg，撒播后覆细
矿区地层发育前震旦系（Z）青灰色、灰色、黄褐
色变余长石石英砂岩和板岩，中厚层—厚层状，产状
为 246°∠27°；岩石硬度较大，强风化层厚度为 1~3 m，
裸岩陡坡，极大影响了旅游集散中心的整体景观。
2. 2
采场边坡地质灾害问题
该废弃矿山共形成 3 条采场边坡（图 1），已发生
节理裂隙发育，半风化层结构致密，节理裂隙不发
石城县琴江镇下茶坑采石场属于露天开采，矿
水含水层，含水层厚度小，约为 1.5 m，富水性较弱。
区及周边地质环境遭到了一定程度的破坏。矿山紧
变质岩石材矿体结构致密，且节理、裂隙不发育，又
邻赣州市石城县旅游集散地，对旅游集散地的整体
处于当地侵蚀基准面之上，为弱含水层［1-2］。
景观产生了严重影响，长此以往，会给石城县旅游产
根 据《滑 坡 防 治 工 程 设 计 与 施 工 技 术 规 范》
（DZT 0219—2006），当 Fs=1.00~1.05 时，滑坡处于整
体暂时稳定—变形状态；当 Fs=0.95~1.00 时，滑坡处
于整体变形—滑动状态。
#
#
跟据计算结果，1 边坡和 2 边坡处于整体暂时稳
定—变形状态，在特定外部条件下有发生小规模崩
Serial No. 624
April.2021
现
代
矿
业
总 第 624 期
2021 年 4 月 第 4 期
MODERN MINING
废弃采石场矿山地质环境问题及恢复治理方案
王宇飞 1
李定华 1
郑
翔 23
（1. 江西应用技术职业学院资源环境与珠宝学院；
2. 江西应用技术职业学院立达科技开发总公司）
摘 要 未得到有效治理的废弃采石场容易引发地质和环境问题。以江西省石城县下茶坑废
5.0 m。
（2）2# 边坡坡向为 89°，坡度为 72°，坡高为 16 m，
坡长为 35 m；残坡积层厚 1~1.5 m，强风化层厚 1.0~
2.5 m。
（3）3# 边坡坡向为 48°，坡度为 61°，坡高为 10 m，
坡长为 40 m；残坡积层厚 0.8~1.2 m，强风化层厚 1.0~
王宇飞（1985—），男，工程师，硕士，341000 江西省赣州市。
见表 3。
出地面 10~15 cm；④裸根苗定植时要沾黄泥浆，塑
料容器苗要拆袋，宜选择阴天或雨天后，做到苗木根
系自然舒展，栽植深度高出嫁接口 1~2 cm 为宜，发
现因苗木质量问题未能成活时，应及时补种；⑤造林
当年 5—6 月进行松土培蔸，9—10 月份除草 1 次；第
2 年开始每年除草 2 次，松土浅垦 1 次；⑥造林后应
土 2 cm，雨季播种。工程量详见表 6。
监测，可以及时发现问题，以便让相关部门尽早地解
决问题，从而有利于监督各项环保措施的落实，并根
据监测结果适时调整环境保护计划。
矿山地质环境监测包括地质灾害监测、地质地
貌景观、土地复垦与植物绿化效果的监测。监测工
作由主管部门负责并组织实施，成立专职机构，加强
对本方案实施的组织管理和行政管理，并接受当地
0.37 kg/hm2、尿素 0.23 kg/hm2、有机肥 15.48 kg/hm2；⑧
病虫害防治方法为以防为主，药饵诱杀。
（2）种植时间。必须在当地气候条件下选择适
宜的时间种植，施工前应得到业主和设计师的确定。
矿区松树种植总量为 337 株（幼苗，苗高 40~60
mm，胸径 4~6 mm），工程量详见表 5。
矿产资源管理部门的监督［10］。
3. 2. 1
斜坡稳定性监测
对 1#、2#、3#边坡的监测应采取全面巡查和重点监
测相结合的原则进行。在工程实施过程中和实施后
均进行检测，主要监测内容和工作如下。
（1）相对位移监测。监测斜坡重点变形部位，如
3. 1. 3. 3
椰式草毯绿化
采场边坡削方区域都用椰式草毯绿化坡面。考
3
年生产规模约为 40 000 m 。
1
土地资源及植被破坏问题
该矿山开采对土地资源和植被造成的破坏主要
区域包括工业场地、露天采场和矿山道路等［3］。据现
矿区地质环境
场调查，矿区挖损土地、植被投影面积达 2 432 m2，其
矿区属侵蚀低丘地貌，地势总体呈中部高东西
中采场平台 1 359 m2，采场边坡投影面积 1 073 m2；此
为削坡+截排水+绿化+监测。
3. 1
边坡防治方案设计
3. 1. 1
削坡工程
采用挖掘机、推土机等机械施工的方式对项目
区采场边坡进行整治。土石方工程实施过程中，应
严格控制设计标高和坡度，尽量避免对周边原始地
貌、植被的影响和破坏［6］。
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王宇飞
李定华等：废弃采石场矿山地质环境问题及恢复治理方案
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区内仅山沟小溪常年流水，周边水系呈树枝状
展布，矿区以东 0.5 km 处有 1 条河流，流向自北向南，
河宽为 36~92 m，地表水受大气降水和山上潜水补
给。含水层主要为第四系冲洪积、残坡积物孔隙潜
（1）1#边坡坡向为 192°，坡度为 68°，坡高为 25 m，
坡长为 80 m；残坡积层厚 1~1.5 m，强风化层厚 3.0~
两侧低，地形坡度一般在 25°~35°，山顶标高为 224~
外间接影响面积达 7 732 m2。同时形成大片裸岩陡
363.2 m，相对高差 119.2 m，山脉整体走向呈北—北
坡，裸岩坡高达数十米。矿山以东约 1 km 处即为石
北东向。植被覆盖率约 90%，以灌木、松树为主。
城县旅游集散中心，在集散中心可清楚看到大面积
斜坡坡顶布置横向截水沟，不同高程水平的多级平
台边缘布置纵向联络排水沟，治理区内地表径流通
过纵横交叉的截排水网络最终排向地势低洼处的管
网或自然沟谷；排水沟主要设置在坡脚和道路内侧。
截排水沟采用 C20 混凝土浇灌，砌筑前先用人工
打夯机夯实基底，夯实系数不小于 0.95；水沟沟底设
5 cm 厚的 C15 混凝土垫层。截排水沟为矩形断面，宽
每天 1 次，合计约 300 次。
3. 2. 2
测
（1）监测内容。监测植被非自然死亡、退化的情
按一定比例混合搅拌，形成均匀混合液，通过液压喷
播机均匀喷洒于坡面上。
地形地貌景观、土地复垦与植物绿化效果监
况。
（4）养护管理。喷草施工完成之后，必需定期进
回填［8］。
具体施工方法：首先根据图纸测量放线方法确
定排水沟位置，然后人工开挖沟槽，开挖完成后进行
削方工程量主要利用 MAPJIS 软件计算各剖面
削方面积，再乘以各边坡宽度得出。经计算，共需开
必要的修整、夯实，再进行支模、混凝土浇灌，浇灌时
先浇沟底，再浇侧墙。截排水沟工程量见表 4。
挖土石方量为 9 524.8 m3。各地块挖、填方工程量详
弃采石场矿山为例，通过现场调查，总结分析矿山土地资源、植被破坏以及地质灾害等问题。针对
各问题提出相应的恢复和治理方案，包括复绿、边坡治理、截排水、监测等工程。研究成果对类似矿
山环境治理具有参考价值。
关键词 采石场 废弃矿山 地质环境问题 恢复治理
DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.04.052
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1.5 m。
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现代矿业
综合各边坡的几何要素、裂隙水深、抗剪强度
对安全系数的影响，将极限平衡状态整理为无量纲
结 合 当 地 相 关 的 岩 土 体 参 数 ，计 算 各 边 坡 的 稳 定
性，见表 1。
形式，根据现场调查的边坡几何要素和边坡尺寸，
各边坡坡顶建截水沟，坡脚建排水沟，坡面选择椰式
3
草毯绿化。
#
矿山地质环境恢复治理方案
针对该矿山地质环境与存在的主要问题，因地
制宜，紧密结合当地规划，对矿山地质环境进行治
理，实现矿区地貌与旅游集散地景观统一和谐；并消
除矿区内地质灾害隐患，确保人民群众的生命财产
安全［4-5］。方案总治理面积为 0.11 km2，总体方案措施
其生长的附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水
裂缝、崩滑面（带）等两侧点与点之间的相对位移量，
测量出变形量及变形速率。
（2）监测点布设。可在坡顶处设置骑缝式简易
观测标志，如打入木桩或钉钉拉绳、画线或水泥砂浆
贴片等观测坡体滑移变化情况。
（4）监测频率。每 15 d1 次，若监测发现边坡较
稳定，可每月 1 次；在汛期、雨季、防治措施施工期宜