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编制江西省《矿山地质环境保护与恢复治理方案》应注意的若干问题

2013-01-28王瑞苹

资源节约与环保 2013年3期
关键词:含水层岩溶矿山

王瑞苹

(江西地勘局赣西地质调查大队江西南昌 330001)

1 编制“方案”的资料依据

应收集矿山及区域地质、区域水文地质等资料,主要包括:①有效采矿证或扩界(划定)矿区范围的批复;②与采矿证或扩界矿区范围相对应的、经相关部门评审备案的储量报告(详查、核实、核查均可),其它的不能作为编制本方案的矿山资源储量的依据(如动态检测报告等);③与储量报告、采矿证或扩界矿区范围批复对应的经相关部门评审备案的开发利用方案。④矿山环境评价报告、矿山水患报告等。其中,①②③为必备资料,缺一不可。

2 对矿山开采历史及现状的描述

开采历史包括以往生产规模、开采层位、开采方式、采矿方法、开采范围;开采现状包括目前矿山剩余资源量、生产规模、开采层位、开采方式、采矿方法、开采范围、剩余的服务年限,开采对矿山及周边地质环境条件已产生的影响、已采取的治理工程、治理效果。

3 开发利用方案概述

主要包含:矿山资源储量、矿山建设规模,设计生产规模、服务年限、开采范围、主采矿层、采矿方法、开采方式、中段划分、采区划分、矿山总平面布置,占用土地类型、面积等;矿山固体废弃物和废水的排放量及处置情况。有选矿厂的需介绍选矿工艺流程。有露天采场的需介绍首采、终了境界以及标高、台阶高度、台阶数、台阶坡面角、最终边帮角、平台宽度等。

4 矿区地质环境条件

主要包含:气象水文,地形地貌,地层岩性,含矿地层及矿体特征,地质构造,含水层与隔水层,对可溶岩应较为详细地描述岩溶发育程度及特征,如岩溶发育的范围、岩溶率、见洞率等,如矿区水文资料较欠缺,可参照周边及区域水文地质资料。野外应注意的问题:查清矿山地面工程分布情况;矿山开采对土地资源、地形地貌及植被的破坏情况;已发生的地质灾害点的调查验证;地层岩性、产状、构造的观察(与收集到资料的核对);矿山及周边其它人类工程活动情况的调查;了解周边矿山与本矿山在地形地貌上的分布特征,尤其是地表松散堆积物的堆放处与矿山之间关系,在降雨条件下是否可能诱发崩滑流灾害;调查采、选产生的废水排放、以及对下游是否有污染情况。

5 矿山地质环境影响评估级别的确定

评估级别的确定主要根据评估区重要程度、矿山规模、矿山地质环境条件复杂程度来综合确定。矿山生产建设规模、地质环境复杂程度按附录C、附录D可以确定。而对评估区重要程度的确定,就涉及到评估区范围的确定,《规范》中提到“评估区范围应根据矿山地质环境调查结果分析确定”,没有明确具体的范围大小,因此就可能出现以下问题:一是,为了简化评估内容、或降低评估级别,而将评估区范围画得很小,避开地质灾害点、避开居民集中居住区、避开重要工程建筑设施、避开耕地或重要水源地等等,从而降低评估区的重要程度。二是,对于有灰岩分布的岩溶较发育-发育区域,评估区范围的确定没有完全包含采矿可能引发或加剧的疏干排水造成地面塌陷以及地下水受影响范。三是,对于地表有大量松散堆积物,尤其是露天开采方式的矿山,排土场、废石堆的堆积量大,评估区范围的确定没有完全包含堆体所处沟谷、或坡体的下游可能影响的范围。

尽管《规范》没有具体规定评估区范围的划定距离,应参照地质灾害危险性评估中规定的“外扩1千米”来确定,一般外扩800-1000米,特殊情况按实际情况适当扩大或缩小,缩小的最低限度要考虑到一个汇水单元,扩大范围应能涵盖矿山开采活动可以影响到的范围。

6 矿山地质环境影响评估

6.1 现状评估:对目前矿山开采标高作出相应的地质环境影响评估

6.1.1 矿山遭受地质灾害威胁的可能性评估

⑴矿山工程遭受崩、滑、流地质灾害威胁的可能性评估。①评估区范围内已发生的崩塌、滑坡对矿山的影响分析;②评价与矿山地面主体、配套工程有相关的自然斜坡,首先评估其稳定性,然后还要对其威胁对象和范围以及危害程度进行分析评价。③泥石流的易发性评价,评价与矿山地面工程有关的沟谷泥石流的易发性。要特别注意矿山地面工程所在位置的沟谷上游或坡面上松散堆积物在强降雨情况下诱发滑坡、泥石流的可能性分析。

⑵矿山工程遭受地面塌陷威胁的可能性评估。露采矿山,不存在采空地面塌陷;有可溶岩分布的,只需评估岩溶地面塌陷。地采矿山,有可溶岩分布的,需评估岩溶地面塌陷和采空地面塌陷;没有可溶岩分布的,只需评估采空地面塌陷。在评估时应注意:①已发生的地面塌陷对矿山工程的影响程度分析;②“可溶岩”除泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系的灰岩,还要考虑白垩系、第三系砾岩中的砾石成份是否为灰岩,在灰质砾岩分布区,岩溶往往也是很发育的,也是岩溶地面塌陷易发区-较易发区;③对有灰岩分布的区域进行岩溶地面塌陷易发性的量化评价,并明确矿山地面工程遭受岩溶地面塌陷的可能性和受威胁范围;④采空塌陷:按现状开采标高、选取合适的移动角,利用矿区勘探线剖面资料圈出地表移动盆地范围,并明确有哪些矿山地面工程位于移动盆地范围内,以及危险性分析。

6.1.2 现状条件下采矿活动对地下含水层的影响或破坏情况

在矿山开采过程中,能够自然排水的,采矿活动对地下含水层(不考虑水质)影响很小;需要机械排水时,应针对不同的矿山水文地质条件加以分析:⑴矿山含水层类型主要为基岩裂隙水的弱含水层:岩性主要为沉积、变质、岩浆岩,富水性较差,局部含水,不会形成一个完整的含水层,矿坑涌水量也较小,开采对地下含水层的影响可在“较轻-较严重”范围内考虑,影响也是局部的,一般不会造成大范围的地下水位下降、含水层疏干等现象。⑵矿山含水层类型中有碳酸盐岩类岩溶强含水层:需考虑疏干岩溶水引起的地下水位下降,对含水层影响可在“较严重-严重”范围内考虑。

6.1.3 现状条件下,采矿活动对地形地貌景观影响或破坏:按《规范》要求作定性判断。

6.1.4 分析评估现状条件下,采矿活动对土地资源的影响或破坏情况

主要以影响或破坏的面积计算:主要是移动盆地范围内的面积、矿山地面工程占用面积或由本矿山引起的地质灾害破坏的面积之总和减去重叠部分的面积,再按附录E进行分级。

6.2 预测评估

6.2.1 人工边坡的稳定性评估

对与矿山地面工程相关的人工边坡的稳定性、威胁对象、威胁范围作出预测评估。主要是人工切坡,少数还有填方边坡。斜坡主要分为土质坡、岩土混合坡、岩质坡。需要说明的是自然斜坡和人工边坡量化评价标准表只能针对岩土混合边坡;土质坡、岩质坡的人工切坡的稳定性评估应根据《工程地质手册》中边坡坡率允许值来判定,岩质边坡还应考虑结构面产状与人工边坡切坡角的关系。

6.2.2 排土场、废(矸)石场的稳定性预测评估

包括四个方面评估:一是场址基底的稳定性评估,二是堆体的稳定性评估,三是松散堆积物引发和加剧泥石流的可能性预测,四是威胁对象、威胁范围的确定。容易出现的问题是,在评估中只对堆体的稳定性进行评估,而忽略了其他三个方面的评估。

6.2.3 采矿引发和加剧地面塌陷的预测评估

⑴采空地面塌陷的预测评估,按开发利用方案设计的最低开采标高,采用合适的移动角圈定移动盆地范围,确定威胁对象和范围。⑵岩溶地面塌陷的预测评估:在现状评估中已划分出的岩溶易发程度分区的基础上,根据预测未来矿山开采过程中矿坑涌水量的大小,采用相应的公式估算出矿坑疏干排水的影响半径R值。根据这个R值、以及矿区外围含水层、隔水层以及是否有导水断层的分布,来圈定疏干排水可能影响的范围,根据经验给R值选取一个较为适当的系数值(取0.6-0.7)来划分疏干岩溶地面塌陷危险区和较危险区。

6.2.4 断层的导水性、沟通岩溶水的分析

矿区的勘探线剖面图对分析断层是否有可能沟通岩溶水与矿层之间的联系是非常重要的,从剖面图中可以比较清楚地看出断层的性质、断层与矿层之间的接触关系。以煤矿为例,江西省境内多开采位于二叠系乐平组、三叠系大冶组中的A煤层、B煤层、C煤层,它们与石炭系黄龙船山灰岩、二叠系灰岩茅口、长兴灰岩以及断层之间的关系,分析断层是否可能因导水性好而沟通灰岩水与坑道之间的关系,从而分析顶板和底板突水的可能性。分析这一问题主要是依据储量报告中对断层导水性、富水性的分析、以及对矿区勘探线剖面图资料的分析来判断评价。

6.2.5 采矿与地表水之间相互影响的预测评估

参照“三下”采煤规程,估算开采可能形成的冒落带和裂隙带的高度,与剖面图中地表水与矿体之间垂直距离作比较;计算开采矿层的采深与采厚的比值。以此确定与地表水体的相互影响关系。

7 防治分区的划分

按《规范》附录F进行分区,并阐明分区范围、存在或可能引发的矿山地质环境问题的类型、特征及其危害。防治分区必须与现状评估、预测评估中矿山地质环境影响程度分级相对应,并采取就上的原则。

8 治理工程的设计、经费估算和进度安排

治理工程、监测工程的设计是否有针对性,要和第三章评估中涉及到的对矿山地质环境已存在或今后可能存在的问题相吻合;工作量的确定要有前面章节的评估内容作为依据。对矿山剩余服务年限较长的矿山(一般大于10年),均应考虑两个内容:一个是贯穿于整个矿山剩余服务年限内,另一个是一个五年内,应从矿山治理工程整体部署、治理工程与监测工程的设计到工作量的具体安排以及费用的估算上,作一个整个适用年限内、和一个前五年的共两个方案。

9 对报告附图的要求

是否按矿区范围的大小,采用相应比例尺(1:10000、1:5000、)的地形地质图或基岩地质图作底图。图面范围一定要能满足评估的要求,图面内容应清晰:地形地貌、水系特征、居民点及重要建筑工程设施、地层岩性及地质构造、矿山所有地面工程分布情况以及井上下对照、相邻矿山分布情况。应满足地质灾害评估的要求。

[1]淮南煤炭学院焦作矿业学院.1979.矿井地质及矿井水文地质[M]北京:煤炭工业出版社.

[2]国家煤炭工业局.2000.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[M]北京:煤炭工业出版社.

[3]《工程地质手册》编委会.2007.工程地质手册.北京.中国建筑工业出版社

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