219528770_涌山铜多金属矿矿山地质环境问题及防治对策

2023年 4月上 世界有色金属169
涌山铜多金属矿矿山地质环境问题及防治对策
王 明1，廖 华2
（１．江西省地质调查勘查院地质环境监测所，江西　南昌　３３０００６；２．江西应用技术职业学院，江西　赣州　３４１０００）
摘 要：
通过对涌山多金属矿矿山地质环境背景和现状调查，对矿山开采引发的矿山地质环境问题进行预测，分析矿区可能产生的矿山地质环境问题，主要从矿山地质灾害、地形地貌景观影响、土地资源破坏及含水层影响等问题进行现状评估和预测评估，评估了矿山开采遭受矿山地质环境的影响和矿山开采加剧矿山地质环境问题。

对矿山地质环境影响进行分区，并提出主要防治对策有：对不稳定边坡进行切坡治理，修建排水沟；对矿山开采的井口进行封堵；利用土地复垦的手段恢复被破坏的土地的原始功能。

本文的讨论对于矿山地质环境的保护具有重要的意义。

关键词：
多金属矿；矿山地质环境；防治对策中图分类号：Ｘ３２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：
１００２－５０６５（２０２３）０７－０１６９－３Geological Environment Problems and Prevention Countermeasures of Yongshan Copper Polymetallic Mine
WANG Ming 1, LIAO Hua 2
（１．Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３０００６，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇａｎｚｈｏｕ　３４１０００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｙｏｎｇｓｈａｎ　
Ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｍｉｎｅ，　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｉｓａｓｔｅｒｓ，　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｌａｎｄｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｌａｎｄｓｃａｐｅ，　ｔｈｅ　ｄａｍａｇｅ　ｏｆ　ｌａｎｄ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ａｑｕｉｆｅｒｓ，　Ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｎ　ｍｉｎｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｇｇｒａｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｍｉｎｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅ　ａｓｓｅｓｓｅｄ．　Ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｉｓ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｚｏｎｅｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｓ　ｆｏｌｌｏｗｓ：　ｃｕｔ　ｔｈｅ　ｕｎｓｔａｂｌｅ　ｓｌｏｐｅ　ａｎｄ　ｂｕｉｌｄ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｄｉｔｃｈｅｓ；　Ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ｔｈｅ　ｗｅｌｌｈｅａｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ；　Ｒｅｓｔｏｒｅ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄａｍａｇｅｄ　ｌａｎｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｌａｎｄ　ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅ
Keywords:　ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃ　ｏｒｅ；　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ
收稿日期：
２０２３－０２作者简介：王明，男，生于１９９０年，汉族，江西余干人，本科，研究方向：水工环地质。

涌山铜多金属矿位于乐平市北东26公里的涌山镇月形村东北1公里，属乐平市涌山镇管辖。

研究区属亚热带季风气候，气候温暖湿润，雨量充沛，四季分明。

区内主要地表水体为石峡河，月形河。

区内总体地势南、北高，中部低，南北两侧属构造侵蚀丘陵地形，中部为河谷冲洪积平原。

冲洪积平原区相对高差小，坡度平缓，丘陵区相对高差较大，地形坡度相对较大。

评估区内沟谷短浅，谷底平坦。

1 矿山地质环境问题及影响评价
1.1 矿山地质环境现状评价1.1.1 矿山地质灾害
（1）不稳定斜坡。

根据研究区地形特征及矿山建设工程的布局，对矿山工程安全与稳定有影响的自然斜坡主要为矿区南部的XP3。

人工切坡仅在生活服务区北侧及主井平台下方分别见有人工切坡(QP 1、QP 2)。

矿区南部的XP3：岩性主要为中元古界板溪群千枚岩，地层产状330°∠50°，强风化层厚度5m~7m，节理裂隙较发育，残积层厚度约5m。

斜坡高约45m，坡度13°，坡向343°，斜坡结构类型为顺向坡。

在自然条件下发生崩滑
的可能性较大，但距离矿区较远，危险性较小。

生活服务区北侧QP 1：所处自然斜坡坡高约115m，坡度22°，上覆残坡积层厚约4m，下伏石炭系壹天群上部大理岩，岩层产状318°∠35°，强风化层厚2m~4m。

人工切坡高约5m~10m，切坡宽度约56m，切坡坡度60°~80°不等，坡体稳定性较差。

主井平台下方QP 2：所处自然斜坡坡高约120m，坡度约20°，上覆残坡积层厚约6m，下伏石炭系壹天群上部大理岩，岩层产状317°∠37°，强风化层厚3m~5m。

人工切坡高约7m~10m，切坡宽度约63m，切坡坡度70°~85°不等，坡体稳定性较差。

（2）岩溶地面塌陷易发性。

研究区曾发生过多次岩溶地面塌陷，区内灰岩分为裸露型、覆盖型等二类。

裸露型灰岩主要分布于矿区西北侧的评估区内，面积约92.02公顷。

覆盖型灰岩主要分布于评估区内的将军庙--月形--木材厂以及石峡--林头村一带。

岩性上部为黄褐色、棕红色粉质粘土、粘土，呈可塑—硬塑状，厚度一般2.5m~8.0m，含10%~20%碎石，下部为黄褐色砂及碎石，碎石直径2mm~40mm，含量40%~60%，成份以灰岩、砂岩为主，厚度0.5m~10.0m，面积约292.42公顷。

根据第四系覆盖层岩性、厚度，下伏基岩岩性，地面塌陷发育程度，浅部岩溶发育强度，地下水位等地质条件进行分析，一旦区内自然平衡状态遭到破坏，如地下水位大幅下降或剧烈波动、地面强烈震动等，覆盖型灰岩分布区极易发生地面塌陷。

研究区覆盖型灰岩分布区的岩溶塌陷易发程度为易发区，主要位于评估区内的将军庙--月形--木材厂以及石
峡--林头村一带，面积292.42公顷，该区由于抽排地下水或爆破震动而引起地面塌陷的可能性大。

1.1.2 含水层影响
根据宏大矿业地下开采设计变更，目前矿山仅开采帷幕范围内-20m以上矿体。

2008年6月完成帷幕注浆后对帷幕内外观测孔进行了水位观测，认为：帷幕形成后，帷幕内外水位差明显，注浆堵水率（-20m中段）达到了60%的设计要求。

矿区帷幕范围内疏干排水对含水层影响大，目前未对周边环境产生明显影响。

1.1.3 地形地貌景观影响
矿区采用地下开采方式，由于现阶段矿山主要进行巷道的开挖，未见有选场、废石场、矿山公路等，目前矿区已有矿山工程主要有工业场地、生活服务区、临时转运场等，对原生的地形地貌破坏较大。

1.1.4 土地资源破坏
矿区采矿活动对土地资源造成一定程度的压占和破坏，其中工业场地压占破坏林地约0.42公顷，生活服务区压占破坏林地约0.93公顷，临时转运场压占林地约0.75公顷，尾矿库压占利用林地约0.78公顷；工业场地、生活服务区、临时转运场及尾矿库对土地占用和破坏程度较大。

1.2 矿山地质环境预测评价
1.2.1 地质灾害危险性预测评价
（1）矿山移动盆地的危险性预测。

移动盆地范围的确定：
本矿山拟开拓2个中段，分别为-20m及+10m（回风），其中-20米为设计开采底板，地下开采将产生地表移动盆地。

本次预测评价按照设计底板-20m中段进行计算移动盆地的地面影响区半径，根据计算公式：γ=H/tanβ(H为矿体开采深度，β为移动角)。

确定矿山岩石移动角β取75度，松散层中的移动角ψ为45度。

本次地表移动盆地预测评价以设计开采底板-20m为开采深度基线估算，总面积约0.017km2。

移动盆地危险性预测：
移动盆地主要分布于帷幕范围内及帷幕外北部的局部地区，总面积约0.017km2。

受移动盆地内地面变形或地面塌陷等影响的有：主井、风井及地表临时废石堆场等。

由于开采扰动可引起采空区上覆岩体应力变化，使应力重新分布，随着开采深度的拓展，采空区面积不断扩大，可能引发地表变形、地裂缝、下沉、塌陷等到地质灾害，从而影响到移动盆地范围内矿山设施及矿山人员的安全，其危害程度较严重。

（2）地下开采诱发井巷冒顶的危险性预测。

本矿区开采方式为竖井开采方式，采矿方法为向上进路填充采矿法。

随着矿山开采延伸，采空区的不断扩大，从而破坏顶底板岩石的完整性，围岩的力学强度逐渐降低；矿区顶板为碳酸岩，岩溶发育，顶板的完整性较差，属于易冒落的顶板，在井巷重叠地段和断层构造发育地段开采矿体时，易造成井巷坍塌或井巷冒顶，威胁矿山采掘人员安全，危害程度严重。

（3）地下开采诱发岩溶塌陷的危险性预测。

矿区开采范围为帷幕墙范围内Ⅰ矿体和Ⅶ矿体的-20m 以上部分，该部分全部处于覆盖型岩溶分布区，属岩溶地面塌陷易发区。

根据矿山开采方式，采掘移动盆地及采空区均位于开采范围内，随着开采活动的进行，疏干排水量的加大，地下水活动将会加剧，疏干降压措施会导致岩溶发育地带的第四系地层失去水的浮托力，从而产生疏干塌陷。

据矿山布局可知主井、新风井、废弃的原竖井、东风井以及临时转运场等均在疏干塌陷危险区范围内，对矿山的安全生产构成极大威胁。

1.2.2 矿山开采对地下含水层的影响预测评价
矿山在生产过程中产生的废水较少，且根据矿石多元素分析及同类型矿山生产经验，矿物本身无可溶性的有害物质产生，只含有少量由矿石颗粒和岩石颗粒等形成的悬浮物，不含有害元素。

因此，采矿废水经沉淀处理后水质达到《污水综合排放标准》一级标准，除部分返回生产用水外其余部分直接汇入地表水系，其影响程度较轻。

矿山仅开采帷幕范围内-20m以上矿体，由于帷幕墙的存在，帷幕周边地下水位下降较小，但矿区帷幕范围内疏干排水对含水层影响大。

1.2.3 矿山开采对地形地貌景观的影响预测评价
矿区采用地下开采方式，矿区地表基建工作已基本完成，但工业场地、生活服务区、临时转运场等对原生的地形地貌破坏较大。

评估区内无自然保护区、人文景观、风景旅游区等。

1.2.4 矿山开采对土地资源破坏的影响预测评价
矿区地表基建工作已基本完成，不增加占用土地资源，但工业场地、生活服务区、临时转运场及尾矿库对土地占用和破坏，其中工业场地压占破坏林地约0.42公顷，生活服务区压占破坏林地约0.93公顷，临时转运场压占林地约0.75公顷，尾矿库压占利用林地约0.78公顷；工业场地、生活服务区、临时转运场及尾矿库对土地占用和破坏程度较大。

2 矿山地质环境防治分区及对策
2.1 分区原则及方法
依据矿山地质环境评价结果，进行矿山地质环境保护与恢复治理分区。

按相关规范，兼顾以矿山开采对地质环境的影响为主，突出矿山地质环境问题现状，以及矿山环境恢复治理难易程度，将评估区划分为矿山地质环境保护与恢复治理重点防治区、次重点防治区和一般防治区。

2.2 防治分区及防治措施
2.2.1 矿山地质环境保护与恢复治理重点防治区
该区域面积约为0.021km2，主要为竖井、风井及采空移动盆地影响范围。

主要地质环境问题与防治措施分述如下表1。

2.2.2 矿山地质环境保护与恢复治理次重点防治区
该区域面积约为0.042km2，主要为地表工程活动强烈，主要治理对象为工业场地、生活服务区及尾矿库地质环境问题的防治。

主要地质环境问题与防治措施分述如下表2。

2.3 防治对策
2.3.1 矿山地质灾害防治
（1）地面塌陷及地裂缝。

①矿山开采时应留足保安矿柱、废石尽量充填采空区，防止或减少顶板下沉对地表的影响；
②地面塌陷治理应根据地面塌陷的类型、规模、发展变
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化趋势、危害大小等特征，因地制宜，综合治理；
③对开采沉陷区，未达到稳定状态的，宜采取监测、示警及临时工程措施，消除安全隐患；
④达到稳定状态的，应采取防渗处理、削高填低、回填整平、挖沟排水、植被重建综合治理。

⑤地裂缝治理应根据地裂缝的规模和危害程度采取不同的措施。

采用土石填充并夯实，防渗处理等措施；规模和危害程度较大的，可采取填充、灌浆等措施。

（2）崩塌、滑坡、泥石流。

对稳定性较差的人工切坡主要是清理松散岩土体，对切坡采用分台阶降坡，且做好坡面防护与防排水设施；对稳定较差的自然斜坡进行监测；评估范围内的冲沟为泥石流低易发冲沟，在强降雨时加强地面巡视与监测。

结合本矿实际情况，矿山主要对人工切坡进行治理，边坡治理措施以简易的削坡+坡改梯方式进行治理(详见图1)：
图1 人工切坡治理示意图
2.3.2 含水层破坏防治
根据前述，由于帷幕墙的存在，帷幕周边地下水位下降较小，但帷幕内疏干排水对含水层影响严重。

矿区水文地质条件复杂，随着矿山开采掘进面的增加和深度的延深，矿坑排水量必然会比预测的要大。

含水层破坏防治措施：
（1）修筑排水沟、引流渠、防渗漏处理等措施，防止有毒有害废水污染地下水。

（2）揭穿含水层的井巷工程，应采取止水措施，防止地下水串层污染。

（3）采用帷幕注浆隔水、灌浆堵漏、防渗墙等工程措施，堵截含水层中地下水进入矿坑，减少矿坑排水量，保护地下水资源。

（4）加强地下水的井下观测，建立长期有效的观测机制，及时掌握地下水的动态变化情况。

2.3.3 地形地貌景观破坏防治
地形地貌景观破坏防治主要是合理堆放固体废弃物，选用合适的综合利用技术，加大综合利用量，减少对地形地貌的破坏；同时做到边开采边治理，及时恢复植被；以尽量减少采矿活动对矿区地形地貌景观的破坏。

生活服务区、工业场地及尾矿库，矿山闭坑后，应及时进行复垦，恢复植被，以防止水土流失。

主要技术措施可采用复绿工程措施进行生态重建，可采用覆土整平，种植耐贫瘠植物。

3 结语
矿山地质环境治理是采矿工程的延续和组成部分，通过防治措施的实施，不仅能适时地保护和恢复自然生态环境，也能有效消除矿业活动带来的地质灾害隐患，增加土地利用面积和效能，提高土地再利用价值，对当地生态环境改善、实现矿山可持续发展起到示范作用，为将来工、农业发展创造良好的社会环境，因而社会效益显著。

[1] 汤中立，李小虎等.矿山地质环境问题及防治对策[J].地球科学与环境
学报,2005，02(001).
[2] 郭东杰.矿山地质环境综合治理与土地复垦工程设计[J]．能源与环
保,2020,42(3):13-16.
[3] 沙珉.武宁县东坪矿区矿山地质环境问题及防治对策[J].东华理工大学
学报：自然科学版,2020,2.
表1 主要地质环境问题危害性及防治措施一览表
场地名称主要地质环境问题及危害性防治措施备注
主井
1、竖井及风井井口位于移动盆地影响范围
内。

2、破坏地形地貌景观，破坏植被。

1、进行地面监测工作。

2、闭坑后，对竖井及风井进行回填封堵，对场地进行整平覆土，恢复植被措施。

新风井
原竖井废弃东风井废弃
采空移动盆地1、移动盆地影响范围内易发生沉陷、地裂
缝、地面塌陷等地质灾害，威胁矿山人员及
设施安全。

2、破坏地形地貌景观，破坏植被。

1、矿山严格按设计的开采工艺进行开采，矿体及围岩不稳
固地段采取留设矿柱、充填采空区等措施。

2、对地面形成的塌陷区采取回填整平、恢复植被措施。

3、进行监测工作。

表2 主要地质环境问题危害性及防治措施一览表
场地名称主要地质环境问题及危害性防治措施备注
工业场地1、生活服务区北侧及主井下方切坡稳定
性较差，对矿区生产生活构成一定的威
胁；
2、破坏地形地貌景观，破坏林地。

1、对稳定性较差的斜坡进行定期监测；
2、矿山闭坑后拆除临时建筑物，进行场地平整、覆土，恢复植被；
3、进行地面监测工作。

生活服务区
临时转运场1、破坏地形地貌景观，破坏林地。

1、矿山闭坑后进行场地平整、覆土，恢复
植被。

移动盆地范围外的临时转运场
尾矿库1、破坏地形地貌景观，破坏林地。

2、坝基处于岩溶地面塌陷易发区，存在
发生溃坝的可能性。

1、闭坑后对尾矿库进行场地平整、覆土，
恢复植被；
2、在坝基处布置监测点进行动态监测。

2023年 4月上 世界有色金属171。