防治地质灾害_做好矿山生态环境建设_天津水泥石矿对地质环境保护的规划与措施-2006.pdf

2 0 0 6 . 1 0C H I N AC E ME N T 人类在采矿活动中, 采掘出了巨量矿物并排弃掉 了巨量的废弃物。 致使矿山的原始地形、 地貌被破坏; 致使采矿地点的生态环境遭劫难; 致使当地的地质灾 害頻繁发生。为了防治地质灾害、 做好矿山生态环境 建设, 天津市财政局与天津市国土资源局批准,“古渔 阳东部地区天津水泥石矿地质环境治理及矿山采空 区景观恢复” 项目立项。 1概况 天津水泥石是天津市唯一的一座大型水泥用灰岩 矿山, 设计生产能力1 5 0万t / a, 实际生产能力3 2 0万t / a。 属特大型的国有独立矿山企业。1 9 8 6年～ 2 0 0 6年6月共 计生产矿石2 3 9 3 . 1 3万t,是天津两大水泥厂的唯一原 料基地, 矿山为天津市水泥工业的发展及城市基本建 设做出了巨大贡献。 矿山位于古渔阳东部地区蓟县城东。 国家级中 上元古界地质公园和矿区毗邻距离矿区仅2 k m , 矿 区距蓟县县城规划区也不足2 k m,蓟县交通主干 道环城公路紧贴矿区穿过。蓟县是天津市后花 园,“古渔阳东部地区 天津市水泥石矿地质环境治 理及矿山采空区景观恢复” 对保护自然环境及景观, 对建设良好的矿山地质环境及和谐的生态环境有重 要意义。 矿区名称为天津市蓟县东营房矿区。 矿区范围北 起刘庄子, 南至东营房; 西起骆驼岭, 东至双峪。南北 长3 k m, 东西宽1 k m, 面积3 k m 2 。 矿区包括大火尖山、 考 山、 转山等采区, 目前开采的是大火尖山采区及考山 采区。考山采区原有民采砂厂及个体小石料厂现已 搬迁, 转山采区仍有多处个体小石料厂在开采。 2矿床地质 矿区位于燕山沉降带, 蓟县扭陷区, 蓟县洪 水庄向斜北东翼。矿区出露地层主要为中上元古界 震旦亚界 地层、 少量寒武系及第四系残破积物。矿 体属蓟县系铁岭组灰岩。 3项目实施目标与任务 经过2 0年的开采,矿山形成了大火尖山的滑坡、 崩塌区;民采砂厂及个体小石料厂形成了考山的乱 石、 地质灾害区及转山乱采地段的凹凸不平地貌。 本项目实施目标与任务是 治理采空区边坡地质 环境, 消除滑坡危岩体造成的安全隐患, 改善矿区自 然景观环境, 使矿山环境在治理改造后与周边自然环 境相协调, 为天津市总体形成一套矿山地质环境恢复 治理的模式, 为蓟县山区矿山地质环境恢复和治理及 夹层弃石的综合利用提供可借鉴的经验, 获得最大社 会及经济效益。 3 . 1对大火尖山的采空区裸露边坡及安全平台进行 清理。对已经产生的滑坡危岩体进行治理, 排除矿山 开采中的安全隐患,确保职工生命及国家财产安全, 清理和治理后, 种植树木、 草等植被, 建设良好的矿山 地质环境。 3 . 2进行设备的技术改造。增加建筑用灰岩生产设 备, 在生产水泥石的同时, 把夹层及弃石加工成建筑 用灰岩, 减少废石排弃, 继续实现矿山生产零排废, 提 高资源综合利用率。 3 . 3进行全面处理。对矿区内考山的原民采砂厂及 个体小石料厂趋富弃贫、 乱挖滥采遗留的嶙峋夹层及 防治地质灾害, 做好矿山生态环境建设 天津水泥石矿对地质环境保护的规划与措施 王爱玲1,郝汝铤2 、3 1 .天津水泥石矿,天津3 0 1 9 0 0;2 .天津水泥工业设计研究院,天津3 0 0 4 0 0;3 .天津工程公司,天津3 0 1 9 0 0 9 1 中国水泥2 0 0 6 . 1 0 蜂窝状掌子面进行处理。 3 . 4对矿区内转山的民采个体小石料厂造成凹凸不 平处进行平整。 4矿山地质环境现状及治理内容 4 . 1地质环境现状 矿区属低山丘陵区, 最高海拔2 7 2 . 7 9 m, 最低为 6 0 m, 相对高差为2 1 2 . 7 9 m。 地形起伏较大。 矿山为山 坡露天矿床,采取的是自上而下水平分层开采法。 台阶高度为1 5 m。 经过2 0年的开采, 大火尖山已由原 来的2 7 2 . 7 9 m标高降至目前的1 3 8 m,垂直下降高度 为1 4 9 m。矿区采空区底板边坡最高高度是2 5 5 m, 目 前底板边坡长度为8 0 0 m, 形成了面积约7 2 0 0 0 m 2 , 无 任何植被覆盖的裸露山体边坡见图1。还有8个台阶 安全平台与清扫平台面积约1 5 0 0 0 m 2无任何植 被。裸露的山体边坡迎面是蓟县县城, 在蓟县交通 主干道上对其一览无余。部分地段出现较陡地形, 坡度可达7 0 。 1 地层节理裂隙发育, 存在崩塌滑坡安全隐患, 矿区受到矿山开采和区域地质构造的影响, 各安全台 段边缘存在明显的拉裂缝隙, 加之边坡角度大于岩层 倾角, 存在随时出现滑坡的隐患。矿区采空区底板边 坡沿斜坡发育走向3 3 0 ～ 3 4 5 节理,垂直斜坡发育一 组走向2 6 4 ～ 2 9 3 的节理,经调查节理间距0 . 1 ～ 0 . 3 m, 局部体积裂隙数达到3 0条/ m 3 , , 岩层破碎, 在安全平 台上可见崩落的岩石大量存在。 2 岩石裸露, 边坡角度不一致, 滚石随处可 见, 除存在安全隐患外, 严重影响矿山景观见图2。 矿区地质结构简单, 呈南西倾斜的单斜构造, 断裂 构造不发育, 节理裂隙发育, 边坡稳定性差。加之矿 体的倾向与采空区矿体底板边坡倾向基本一致, 在 2 4 0 m平台上矿体底板边坡于1 9 9 4年发生了滑坡, 滑 落岩体约1 0万m 3 , 当时开采台阶为1 8 3 m, 矿里组织 力量进行了治理。 2 0 0 5年7月,2 2 5 m平台上底板边坡又发生一较大 滑坡, 滑落矿石量在2 . 5万m 3 。由于高差较大, 目前尚 未治理, 矿安技科定期对其进行肉眼监测, 成为企业 生产的一大隐患, 危及着职工生命及设备的安全。 3 在大火尖山及考山之间的谷底, 由于民采个 体小石料厂的乱挖滥采, 开采掌子面多, 且高底深浅 不一, 状如马蜂窝见图3。 严重破坏地质环境, 其中的3 号夹层兀立于谷底, 象一面黄色的旗子, 由于其开采 的趋富弃贫, 其它夹层也乱弃于谷底, 极易引发地质 灾害, 同时给矿山开采带来极大难度, 另外大量的弃 石抬高了河床, 严重影响行洪见图4。 4转山已形成民采个体小石料厂乱采地段, 继 续发展的后果会与考山同样严重见图5。 4 . 2治理的内容 1 对矿区大火尖山采空区矿体底板裸露边坡浮 矿山与机械 MI NI NGI ND U S T R Y 9 2 2 0 0 6 . 1 0C H I N AC E ME N T 石进行清理,斜坡及8个安全平台上存有大量的风化 岩土, 岩石碎块以及滚石, 进行清理。 2对矿体底板边坡2 2 5 m以上滑坡危岩体进行 治理。 3 清理及治理后的矿体底板裸露边坡及安全平 台种植树木及草, 恢复自然景观。 4对转山与大火尖山之间的西沟以及大火尖 山与考山之间的东沟民采个体小石料厂开采遗留的 夹层,以及民采个体小石料厂开采矿山产生弃石进 行清理。 5 对今后矿山生产中产生的夹层, 综合利用, 随时 清理及治理矿山地质环境, 继续实现矿山废石零排废。 5实施方案 5 . 1在矿区东沟建设一条建筑用灰岩的破碎筛分系 统。 把矿区现存弃石以及今后生产过程中的夹层进行 粉碎, 生产建筑规格石供应市场, 在解决矿山现存的 弃石后, 解决今后开采过程中产生的弃石、 阻止破坏 矿山环境问题再次发生,从根本上改善矿山地质环 境, 使矿产资源得到充分利用。 5 . 2加强边坡稳定性。从矿区大背阴坡修路至2 2 5 m 平台, 治理2 2 5 m平台上产生的滑坡危岩体, 对采空区 底板边坡以及安全平台浮石进行清理。 5 . 3对清理和治理后采空区底板边坡以及安全平台 进行绿化。 恢复植被, 使白山变绿山, 消除山体滑坡的 安全隐患。进行绿化时, 应注意到矿区地理位置靠近 城区, 宜选用适于山区种植色彩较为丰富的速生材。 5 . 4放炮后清理工作。将东沟民采个体小石料厂遗 留兀立3号夹层5 9 9 4 m 3 , 进行放炮后清理。 5 . 5对其边坡稳定场地平整。 将东沟、 西沟的民采个 体小石料厂开采的马蜂状采面及谷底进行清理及整 平, 使边坡场地平整。 6技术路线、 方法和计划安排 6 . 1技术路线和方法 以创建人与自然和谐生存的科学发展观为指导 思想, 增强资源的综合利用意识。主要针对采空区边 坡治理、 绿化、 矿区地质环境治理等方面进行工作。 1 采空区边坡清理 主要对斜坡体采用爆破和 推土机平推的方法, 将采空区边坡角度减小, 形成稳 定的边坡,将清理出的土石方用运矿矿车运至东沟, 粉碎后销往市场。将8个台阶的安全平台风化岩石及 滚石用装载机矿车运至东沟, 粉碎后销往市场, 形成 标高为1 5 m, 坡面角度为4 5 , 安全平台宽4 m, 清扫平 台宽8 m的稳定的边坡。 2 滑坡危岩体治理, 将2 2 5 m平台以上滑坡危岩 体2 . 5万m 3进行清理,大块岩石首先采用手风钻打眼 放炮, 碎成可装运块石, 然后由挖掘机矿车运至东沟 粉碎销售。 3 清理后的边坡, 是岩层面, 不利于在斜坡上覆 盖较厚土层, 种植相对高大树木, 种植耐旱生命力强 矮小的灌木并在其间套种攀藤植物 如爬山虎等 。 4 东沟采区3号夹层处理 在其底部采用手风钻配6 m 3空气压缩机 , 打 2 . 5 ～ 3 m深孔峒, 装入炸药进行爆破, 爆破后岩石粉 碎出售。 5 对东、 西沟, 民采个体小石料厂多个不规则开 采面进行斜坡处理。 9 3 中国水泥2 0 0 6 . 1 0 以标高3 0 m向矿坑以内4 0 坡角做削坡处理, 处理 土石方约5万m 3 。 6 矿坑采取利用四周削坡的土石方进行回填处 理, 东沟处理后标高约7 0 m, 西沟处理后标高为1 1 0 m。 东、 西沟需回填土石方各2 0万m 3 , 一期工程2 0 0 6年1 0 月～ 2 0 0 8年9月 各回填土石方各2 . 0万m 3 。 6 . 2计划安排 工程安排依次为 1 大火尖山采空区地质环境治理, 首先清理治 理 边 坡 及 安 全 平 台 治 理 滑 坡 危 岩 体 覆 土坡体植被恢复后期养护。 2 矿区东沟、 西沟边坡清理治理, 首先消除乱石 林立景观东沟3号夹层爆破蜂窝状采面爆 破清理坡底滚石岩层。 3 安装建筑规格石生产设备。 6 . 3项目进度 2 0 0 6年1 0月～ 2 0 0 8年9月 一期工程 完成资料搜 集, 采空区斜坡的勘察, 滑坡勘察设计工作, 并完成采 空区斜坡清理及滑坡危岩体治理, 人工边坡平整绿化 工作, 完成爆破挖掘土石方量2 . 5万m 3 。全部工程需爆 破挖掘土石方量2 5万m 3 。 7项目实施的保障措施 本次治理工程是在天津市国土资源局的直接领 导下, 由天津水泥石矿自行设计施工。 由采矿专业、 地 质专业、 机械专业、 环境保护专业等技术人员组成项 目组。由项目组组织本矿采场车间, 破碎车间职工完 成项目实施方案, 本矿现有6台挖掘机, 厂内矿石运输 车辆1 4辆, 各项工作严格按项目设计要求进行, 按建 设施工质量体系的要求实行全过程的质量控制, 统筹 安排, 统一管理, 既要遵照设计方案也要根据具有施 工情况, 进行合理的修订。有实力确保项目按期保质 完成, 使其效益得到充分发挥。 最为重要的是, 该项目 获得了天津市财政局、 天津市国土资源局、 蓟县人民 政府、 蓟县地矿局及各有关部门的大力支持。 8预期社会效益和环境效益 本次治理工作直接消除该矿山的潜在隐患, 对保 障该矿区生产和人民生命财产安全将起到显著的作 用, 另外有利于提高人们环保意识, 提高人们的精神 文明素质。 本次环境恢复治理工作是本地区在矿山环境恢 复治理工作领域的一次探索和尝试。 在环境恢复治理 工作的同时, 将探索和形成一套行之有效的矿山恢复 治理的模式和经验, 对今后全面开展整个蓟县山区矿 山环境恢复治理工作起到示范和推动作用。 通过该区地质环境恢复工作, 将大大改变原来乱 石林立地理面貌,减少该区的水土流失造成的危害, 以及大风天气粉尘漫天飞扬的状况, 对蓟县城区的环 境改善具有显著的效应。 1 本项目建设安装一条建筑规格石生产线, 每年 可生产建筑用料5 0万t / a, 可为企业增加1 0 0 0万元/ a的产 值,6 0 0万元/ a的利润, 成为企业新的经济增长点。 2 大量矿区沟底及周边弃石的利用, 提高了资 源的综合利用率, 减少排放占地面积。实现矿山的清 洁生产, 实现了零排废的现代企业生产目标。 3 滑坡危岩体的治理减少了危及职工生命及国 家财产的安全隐患。 4 边坡绿化, 景观恢复, 使矿山地质环境彻底改善。 9结论与建议 1 天津水泥石矿矿山采空区景观恢复项目是一 项低风险、 高回报的工程项目。不仅可以改善地质环 境、 生态环境, 而且有利于提高人们的精神文明素质, 为矿山环境恢复治理积累经验, 同时也为城市的建设 提供预留地, 具有显著社会效益、 环境效益以及经济 效益。 2 为尽量减少工作量并确保边坡稳定性以及后期 坡体绿化工作顺利开展, 事先做好斜坡体的勘察、 设计 工作为矿山环境的恢复治理工作提供可靠的依据。 3 后期做好树木的看护管理工作, 以确保树木 的成活率, 减小不确定因素对矿山恢复治理工作的危 害, 保证矿山恢复治理工作的圆满完成。 4采空区环境恢复治理工程是一项崭新的工 程, 涉及地质、 环境、 农林、 水利、 旅游、 生态、 建筑等多 学科的综合工程, 具有一定的探索性。□ 矿山与机械 MI NI NGI ND U S T R Y 9 4