礦山地質對土地資源的影響
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黃草坪礦山以露天開采為主，采礦活動對礦區的土石環境影響較大，礦區內現有地面土地結構為;稻田約0．02km2，旱地2．0km2，荒坡0．17km2，經濟作物以林地、茶園為主，面積:茶園0．006km2，林地0．33km2。人類工程活動以農業耕作為主。礦區開采后原有的耕地、茶園、部分林地將不復存在，但只要在礦坑閉坑后按照礦山地質環境恢復治理后，其原有的土地資源可以基本恢復，生態植被也可恢復。其恢復治理難度總體較小。采礦后礦區中部將形成一個較大平坦的低洼、易于土地恢復治理，治理方法簡單，其治理投入也相對較小，治理后對土石環境影響較小。采礦后，礦區的四周境界將形成高15m，坡度在60°，階寬4m～8m的臺階狀斜坡，受地層巖性及空間組合的影響，境界邊坡的穩定性差異性較大，其中礦區西側境界人工邊坡為順向坡，邊坡開挖其穩定性極差，臺階狀人工邊坡可能沿層面產生順向下滑失穩，對于其北側、西側、南側臺階斜坡多為橫向、或反向坡結構，其穩定相對較好。受其臺階狀斜坡及與地層結構的組合關系的影響，土地資源的恢復治理難度較簡單，其中北側、西側和南側受臺階狀地形的影響，其地下水資源的影響，其恢復難度相對較大，治理后對土石環境的影響中等;而對于西側由于臺階狀斜坡的穩定性極差，要恢復的土地資源首先保證它的穩定性問題，其臺階斜坡高差大，治理難度大，費用相對較高，礦山開采對土石環境的影響較大。
2.首期采場臺階穩定性分析
根據地塊的地形地貌條件、地層巖性組合與人類工程本身的特點，可能因采礦活動誘發巖溶塌陷;產生人工邊坡穩定性問題，如順向坡滑坡，橫向、斜向和反向坡的崩塌;引起礦區東側外圍滑坡體的復活等。礦區的巖溶較發育，主要有溶溝、溶槽、漏斗、落水洞、溶洞、巖溶管道等，據不完全統計，礦區發育落水洞11處、溶洞1處，同時，礦區的深部巖溶較發育。因此礦山開采過程中，可能因工程爆破、工程開挖、工程加載等誘發溶洞頂板產生冒落引發地表塌陷，從而影響礦山的正常工作。本礦為露天開采，采用微差爆破采礦，在溶洞發育地段，溶洞頂板本身的節理、裂隙較發育，頂板的完整性相對較差，可能因爆破過程產生的震動荷載作用下，溶洞頂板產生冒落而誘發地面塌陷災害;在溶洞較發育地段，隨著礦山開采進行，工程的開挖，溶洞頂板的厚度變薄，洞室頂板可能在自重、爆破和工程運輸時的動荷載作用下，產生地面塌陷;在溶洞頂板較薄地段，在礦山開采時，可能因礦石的堆放加載，或工程機械加載等引發地表塌陷。黃草坪礦山采礦方法為自上而下、水平分臺階的露天采礦方法。遵循“采剝并舉、剝離先行”的原則對礦石資源進行有序開發利用。礦山生產工藝流程為:采礦工作面潛孔鉆機鉆孔→中深孔爆破→液壓挖掘機鏟裝→礦用自卸汽車運輸→工廠石灰石破碎站。礦山的首采工作面設計為2個，一個布置在礦區東側935m平臺，另一個設在礦區北部815m平臺。采礦、剝離均采用自上而下水平分層開采，工作面基本沿走向布置，垂直于巖層走向推進，臺階高15m，開采平臺最小寬度40m，開采平臺最小長度120m，臺階坡度為75°。
礦區地處梯子崖背斜西翼，為總體上向西傾斜的單斜地層組成，局部地層傾向稍有偏轉，小型撓曲發育，顯示為軸向南北的向斜特征。受高家巖斷層(F2)影響，地層傾角東邊陡西邊緩，東部地層傾角35°～53°，西部地層傾角5°～12°。因此開采將形成的15m高的臺階，臺階坡面與結構面的組合關系見圖2，采礦為順坡向開采，斜坡為順向坡結構，開采平臺將形成順向坡臺階和橫向坡臺階。對東側采場平臺為順向臺階，其層面易形成潛在的滑移面，以東側采場為例進行坡面與結構面的組合分析，第①、③組節理面構成邊界條件;對由北向南推進的橫向臺階，當橫向臺階坡大于第①、②組節理時，臺階前緣部分可能沿第①、②組節理面滑動;對南向北推進的橫向臺階，當臺階坡度小于第③組傾角時，臺階的穩定性相好;對由東向西推進的反向臺階，第④、②組節理面可能構成潛滑動面;在由北向南推進的橫向臺階，第①、②組節理面可能構成潛滑動面。在上述地層巖性、斷層及節理裂隙的組合下，在采礦的爆破地震以及暴雨等因素和誘發下，易產生滑坡、崩塌災害，尤其在順向臺階可能沿層面產生滑坡。綜上所述，采區最終邊坡高度約148．0～220．0m。南北兩側的邊坡的穩定性總體較好，在上述節理及巖溶的影響下，在開采過程中，可能因為坡腳開挖、采礦時的人工爆破地震作用等因素的影響產生崩塌落石及掉塊現象;可能因為坡腳開挖、采礦時的人工爆破地震作用等因素的影響，沿層面產生滑塌失穩。
3.結論及建議
人工邊坡穩定性問題是本采礦區存在的主要問題，采場東側邊坡穩定差，北側南側的穩定性相對較好。采場中東側為順向坡結構，地層傾角相對較陡，礦山開采后形成順向潛在不穩定斜坡，人工邊坡容易沿巖體層面產生滑動，直接對礦區的采礦活動構成較大威脅。采場臨時邊坡或東側的境界邊坡穩定性較差，地質災害的危險性相對較大。北側人工邊坡為橫向坡結構，緩傾角結構面與坡面大角度斜交，因此，其穩定性較好。南側邊坡主要受第①、②組節理影響，由于節理面傾角接近采場邊坡傾角，邊坡的穩定性總體較好，局部略小于傾角地段可能沿第①、②組節理面產生小規模滑動。
礦區東側的爐缸口滑坡可能在采礦爆破震動作用下產生復活，高家巖危巖帶也可能產生崩塌，但不會對礦區構成直接危害。建議采場的礦山開采應遵循臺階式開采，自上而下的進行。開采平臺的高度和坡度，在礦山開采設計的基礎上，應根據各開采平臺巖體的節理裂隙的發育程度和空間組合關系進一步調整，以避免因臺階高度過高，或臺階坡度過大，在臺階開挖，或爆破時產生崩塌和滑坡而影響礦區的正常生產工作。并及時消除邊坡上方的危巖體，避免影響礦區正常生產工作。隨著礦山開采的不斷進行在礦區北側、東側和南側將形成較高的人工邊坡，為避免因邊坡坡度過陡，在坡腳開挖和采場人工爆破的影響下產生崩塌和滑坡，建議在開挖時應根據邊坡面與巖體發育的結構面的組合關系進行調整，并及時消除邊坡上方的危巖體，避免影響礦區正常生產工作。由于東側為15°～35°順向邊坡，在坡腳開挖和采場人工爆破的影響下易產生順向滑坡，開采必須對該側邊坡進行抗滑工程治理。
作者：程思、王運生、屈伯強單位：成都理工大學、環境與土木工程學院、四川省地質環境監測總站
