刘玉军

(河北省地矿局第二地质大队，河北 唐山 063000)

大石尖铁矿位于河北省迁西县城东北部24km，隶属迁西县太平寨镇大岭寨村管辖。矿区中心地理坐标为东经118°31′33″，北纬40°17′04″。上世纪90年代末当地居民对该矿进行露天开采，原露天采坑现已回填，现场已无法识别开采痕迹。矿区面积0.003km2；开采深度由150m至45m标高；生产规模为1.00万t/a，目前为地下开采。

1.开采现状

矿山原露天采坑已回填，矿山采用地下开采，矿区范围内共有2个竖井，编号SJ1、SJ2。目前SJ2已废弃回填，现场已被碎石掩埋，SJ1井深106m，最低开采标高为66m，共分5个中段。矿区SJ1、SJ2之间标高约154m的平台为原来矿山的工业场地，主要设卷扬机房、空压机站和配电室等，工业场地北部房屋因矿区北侧河水的冲刷已垮塌，办公室设在工业场地南侧，由单层简易房建成。

2.现状评估

根据现场调查，大评估区存在的地质灾害类型主要有釆空塌陷及伴生地裂缝、滑坡地质灾害隐患，现叙述如下：

2.1 地质灾害评价

采空塌陷及伴生地裂缝：采空塌陷是由于地下挖掘形成空间，造成上部岩石层在自重作用下失稳而引起的地面塌陷现象。矿区内分布有M2一条矿体，厚4.38m，矿体走向280°，倾向北东，倾角70～80°。矿山开采已形成66m、80m、93m、106m和122m共计5个开采水平，开采深度33～89m，累计采高44m，采空区面积345.13～985.36m2。

本矿山地下开采规模较小，矿山按照采空区处理方案对矿山66m中段采空区、80m中段采空区、93m中段采空区、106m中段采空区、122m中段采空区进行了尾砂胶结充填，经调查及访问，矿山地表尚未发现明显的塌陷和地裂缝等塌陷迹象。但地下采空区情况复杂，井下胶结充填过程中可能存在局部质量不高，尚未完全接顶或充填的地段，因此仍存在发生采空塌陷地质灾害的可能。

岩石移动角按上盘65°、下盘70°、端部75°、第四系移动角按45°计算，确定地下开采地表岩石移动影响范围约11510m2，采空塌陷影响范围内主要为耕地、林地、草地和水域及水利设施用地。

综上所述，现状评估采空区岩石移动影响范围发生采空塌陷及伴生地裂缝地质灾害危险性中等。

滑坡：滑坡地质灾害主要分布在矿区工业场地北部及矿区东部区域，矿区工业场地北部因北侧河水的冲刷已形成一高2m的边坡，边坡角约75°，坡体主要是砾石、粘土为主，一般直径10～20mm，最大粒径50mm，上部部分房屋已垮塌；矿区东侧高约4～5m，边坡角30～45°，此处为尾矿砂堆积，堆积量约10660m3，北部边坡修砌了干砌石挡墙，西北部边坡有小面积的开挖，边坡角约45°。据现场调查走访，矿区虽未发生过滑坡地质灾害，但存在发生滑坡地质灾害的条件。现状评估工业场地北部冲刷陡坡及矿区东侧尾矿堆滑坡地质灾害危险性中等。

2.2 地下含水层破坏影响现状评估

矿山地下开采部位(66m标高)位于当地最低侵蚀基准面(150m标高)以下，矿山主要充水因素为第四系松散岩类孔隙水及裂隙水，根据矿山实测，在采掘工程中，平水期涌水量576 m3/d，丰水期涌水量720 m3/d。矿山东部的大石尖村村民用水主要开采第四系水和基岩裂隙水，河流对地下水的补给作用较好，据调查，矿山井下开采时，未发生地面塌陷，清河河水未漏失井下，未对村庄生产生活用水产生明显影响。目前矿山停产多年，水位已经回升。2017年8～10月矿山实施了采空区胶结充填，对导水通道进行了封堵，有效降低了地下开采对含水层的疏干影响。现状评估矿业活动对含水层的影响和破坏较轻。

2.3 地形地貌景观影响和破坏现状评估

经过详细的野外调查和对已有资料的认真分析，迁西县太平寨镇大岭寨大石尖铁矿自2012年10月24日至今处于停产状态未进行生产，区内地形地貌景观影响和破坏主要位于工业场地，通过调查，目前该区占地面积约2116.54m2，主要设卷扬机房、空压机站和配电室等，目前部分地段房屋因矿区南侧河水的冲刷已垮塌，破坏了原有地形地貌，对地形地貌景观影响和破坏程度较严重。

根据矿山提供的资料，矿区范围内地下采空区已进行了尾砂胶结充填，但可能在部分地段回填质量不高会造成地面变形、地裂缝等问题，对原有地形地貌造成一定影响，矿区现状评估地下采场对地形地貌景观影响较严重。

矿区周边未受采矿影响的区域面积约7379.76m2，未受采矿影响的区域植被覆盖率较高，现状评估采矿活动影响以外其他区域地形地貌景观破坏较轻。

2.4 土地资源影响和破坏现状评估

目前该矿开采过程中对土地资源的破坏和占用主要表现为工业场地以及采空塌陷影响范围对土地资源的破坏，总破坏面积1.15 hm2，破坏土地类型主要为耕地、林地、草地和水域及水利设施用地，现状评估工业场地及岩石移动影响范围对土地资源占用和破坏较轻。

根据影响矿山地质环境各要素现状评估结果及矿山地质环境影响程度分级标准，评估区工业场地及采空塌陷影响范围对矿山地质环境影响严重，面积1.15万m2，其他未受影响区域对矿山地质环境影响较轻，面积0.73万m2。

根据影响矿山地质环境各要素现状评估结果及矿山地质环境影响程度分级标准，评估区工业场地及采空塌陷影响范围对矿山地质环境影响严重，面积1.15万m2，其他未受影响区域对矿山地质环境影响较轻，面积0.73万m2，详见表1。

表1矿山地质环境影响程度现状分区表

3.预测评估

3.1 矿山地质灾害预测评估

采空塌陷及伴生地裂缝：矿山已对66m中段、80m中段、93m中段、106m中段及122m中段采空区进行了尾砂胶结充填，井下胶结充填过程中可能存在局部质量不高，尚未完全接顶或充填的地段，因此仍存在发生采空塌陷地质灾害的可能，面积5521m2，矿山主要开采M2矿体。如矿山严格按开发利用方案进行浅孔留矿嗣后胶结充填采矿法开采，加强顶板管理，及时回填采空区一般不易引发塌陷地质灾害，但随着矿山开采的深度加大，地压增大，且长期的开采、应力的作用、地质构造的破坏及其他自然因素的影响，使得边帮围岩稳定性下降，加之受爆破震动影响，可能会引起岩石移动和地面塌陷的出现及扩大，同时采空区回填质量不高，接顶不完全时，仍有引发地面塌陷和地裂缝的可能，危害地面建筑安全损毁土地资源，引发河水倒灌，发生危险。开采48m中段未留设顶柱，以66m中段1：4砂浆充填体作为直接顶板，矿体开采厚度6米左右，空间跨度大，胶结充填体存在垮落的危险，对采矿安全构成重大威胁，且采深采厚比小于30，属于采空塌陷强发育级别，发生采空塌陷地质灾害的可能性大。矿体属于急倾斜矿体，存在发生抽冒及伴生地裂缝的可能。规划1.2年后采空区形成岩石移动范围约为6719.21m2，与充填采空区岩石移动影响范围东部部分重叠，预测采空塌陷地质灾害危险性大。预测评估地下采场未来形成岩石移动范围约为12240m2，其中，新增加的采空区岩石移动影响范围发生采空塌陷、抽冒及伴生地裂缝地质灾害的危险性大，面积6719m2，已充填采空区发生采空塌陷及伴生地裂缝地质灾害的危险性中等，面积5521m2。

滑坡：工业场地北侧由碎石堆积而成，在河流冲刷作用下形成陡坡，高约2m，边坡角约75°，目前处于欠稳定状态，在河水冲刷、降水、冻胀、震动等诱发因素下，有发生滑坡的可能性。根据矿山开采规划，在该边坡上部规划建设工业场地，主要建筑为单层砖混结构房屋，根据《建筑边坡工程技术规范》，该陡坡不符合土质边坡坡率1：0.35～1：0.50的留设要求，且工业场地建设过程中，在上部增加荷载作用下，必然会发生滑坡地质灾害，预测评估工业场地北侧高陡边坡滑坡地质灾害危险性大。矿区东侧尾矿堆靠山坡堆放，高度约4～5m，东北部边坡有干砌石挡墙护砌，东部和南部与地面标高一致，西部边坡有小面积的开挖，边坡角度37～45°，随着矿山的生产开采，地表可能出现地面变形、不同规模的塌陷坑等，降低尾矿堆底部稳定性，加之尾矿堆边坡自然堆积，边坡陡，稳定性差，在降水、地震、下部发生塌陷时会诱发滑坡地质灾害，预测尾矿堆西边坡滑坡地质灾害危险性大。预测评估工业场地北部冲刷陡坡及矿区东侧尾矿堆滑坡滑坡地质灾害危险性大。

3.2 含水层破坏影响预测评估

矿山预测最低开采标高48m，在现状最低开采标高66m以下，开采范围略有扩大。基岩裂隙水水位标高56～145m，采矿疏降水会造成基岩裂隙水水位下降45～97m，水位降深大，类比矿山生产时井下排水量，预测矿坑最大涌水量为1080m3/d。矿区北侧紧邻清河，矿山已经对上部采空区进行了胶结充填，减轻了老采空区发生塌陷的危险性，对地下水导水通道起到了一定的阻隔作用，规划开采岩石移动影响范围波及河道边缘，但河道两岸松散堆积物透水性强，一旦出现塌陷裂缝，河水可直接倒灌井下，造成清河河水的漏失和井下水患。矿山距离村庄最近仅35m，地下疏降水造成的降落漏斗会波及到大地村，造成居民水井水位下降，影响大地村部分居民生产生活用水，矿山降排水使地下水水位降深大，采空塌陷可造成河水疏干，对大地村部分居民用水有一定影响，预测矿山开采对含水层破坏严重。

3.3 地形地貌景观影响和破坏预测评估

区内矿山工业场地在原址建设，不会新增占地，矿山也未设置废石场，工业场地区域保持原有状况，根据矿山开发利用方案，未来形成岩石移动范围约为12240m2，根据矿山提供的资料，矿山已经对地下采空区已进行了尾砂胶结充填，但井下胶结充填过程中可能存在局部质量不高，尚未完全接顶或充填的地段，因此仍存在发生采空塌陷地质灾害的可能，面积5521m2，与工业场地区域重叠。矿山开始生产后对本区地形地貌景观会带来一定程度影响，规划1.2年后采空区形成岩石移动范围约为6719.21m2，随着矿山的生产开采，采空区面积将不断增大，从而加剧诱发地面变形、地裂缝等问题，会造成地面标高一定的变化，从而改变评估区微地貌形态。预测评估工业场地及已充填采空区对地形地貌景观影响和破坏程度较严重，面积5521m2；新增加的岩石移动影响范围对地形地貌景观影响和破坏程度严重，面积6719m2；其他区域对地形地貌景观影响较轻，面积6649m2。

3.4 土地资源影响和破坏预测评估

经统计，预测矿山占用土地资源1.22hm2，主要为耕地、林地、草地、水域及水利设施用地和城镇村及工矿用地，对土地资源占用和破坏较轻。

根据影响矿山地质环境各要素预测评估结果及矿山地质环境影响程度分级标准，评估区矿山地质环境影响严重，详见表2。

表2矿山地质环境影响程度预测分区表

4.结论

本设计实施后，工程措施与生物措施相结合，形成一个比较完整的矿山地质环境综合治理恢复体系。其效益主要体现为矿山地质环境综合治理恢复的社会效益、环境效益，附带产生一定的经济效益。