洛阳市龙门山废弃露天矿山地质环境影响评价及修复研究.pdf
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1、第 卷第期有色金属(矿山部分)年月犱 狅 犻:犼 犻 狊 狊 狀 洛阳市龙门山废弃露天矿山地质环境影响评价及修复研究杜晓阳,袁文婷,夏文则,王俊德,刘书亚,孙乐飞,(河南省第一地质矿产调查院有限公司,河南 洛阳 ;河南省生态环境与勘查地球化学应用工程技术研究中心,河南 洛阳 )摘要:以龙门山废弃露天矿山为对象,开展矿山地质环境影响评价及修复研究,探索其矿山地质环境修复模式和技术措施。分析研究区矿山地质环境影响因素,开展矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏及土地损毁等矿山地质环境影响评价,划分矿山地质环境恢复治理分区,讨论废弃露天矿山地质环境修复措施。结果显示,研究区矿山地质灾害危害程度小
2、,对含水层影响小,地形地貌景观和土地资源破坏严重;矿山地质环境重点防治区面积 、占总面积的 ,次重点防治区 、占总面积的 ,一般防治区面积 、占总面积的 ;针对评价成果采用“坡面危岩清理地形地貌重塑土壤重构挡土墙截排水渠植被重建”修复措施对破坏地貌景观和土地进行修复治理,取得了良好的修复效果。研究成果对同类型露天矿山的地质环境影响评价及修复研究具有一定的借鉴意义。关键词:废弃露天矿山;地质环境;影响评价;修复区划;修复模式中图分类号:文献标志码:文章编号:()犌 犲 狅 犲 狀 狏 犻 狉 狅 狀 犿 犲 狀 狋 犪 犾 犻 犿 狆 犪 犮 狋 犪 狊 狊 犲 狊 狊 犿 犲 狀 狋 犪 狀
3、犱狉 犲 狊 狋 狅 狉 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳犔 狅 狀 犵 犿 犲 狀 狊 犺 犪 狀犪 犫 犪 狀 犱 狅 狀 犲 犱狅 狆 犲 狀 狆 犻 狋犿 犻 狀 犲 犻 狀犔 狌 狅 狔 犪 狀 犵犮 犻 狋 狔 ,(,;,)犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋:,“”,犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊:;收稿日期:基金项目:年度中央重点生态保护修复治理专项资金(豫财环资 号)作者简介:杜晓阳(),男,硕士,工程师,地质专业,主要从事地质灾害防治及矿山地质环境治理研究,:。通信作者:王俊德(),男,硕士,高级工程师,地质专业,主要从事矿产地质及矿山地质环境治理研究,:。第期杜晓阳等:洛阳市龙门山废弃露
4、天矿山地质环境影响评价及修复研究矿产资源开采在带来巨大经济效益的同时,也引发了一系列矿山地质环境问题,故矿业开发与环境保护之间的矛盾日益突出 。矿山地质环境修复的主要目的是对采矿活动破坏的生态环境和土地资源进行生态修复与综合治理,消除地质灾害隐患,改善水土环境,有效恢复生态功能,使因采矿活动损毁的土地得到复垦利用,破坏的生态系统功能得到恢复 。近年来,国内外学者对矿山环境影响评价及修复开展了一系列研究。等研究不同修复手段对矿山植被成长的影响;等研究了植被修复对土壤碳、养分、酶活性的影响,研究结论为植被修复对土壤碳、氮、磷浓度有正向效应;李国政提出了矿山生态修复和多产业融合发展的 模式;李丽等分
5、析江苏省长江干流两岸废弃矿山存在的地质环境问题,总结了区内矿山生态修复措施;凌秀全采用防护网固定和长形生态袋防护技术对高陡边坡崩塌隐患进行修复。从目前研究来看,对生产和在建矿山环境修复研究较多,对历史遗留废弃矿山环境修复模式和技术方法研究较少。本文分析了影响龙门山废弃矿山地质环境的主要因素,开展了废弃矿山地质环境问题影响程度评价,划分了废弃矿山地质环境修复防治分区,并对龙门山废弃矿山地质环境修复模式和技术方法进行了讨论,以期为同类型废弃露天矿山地质环境影响评价及修复工作提供借鉴。研究区概况研究区位于洛阳市龙门东山,距世界文化遗产龙门 石 窟 ,距 二 广 高 速 最 短 直 线 距 离 仅 ,
6、行政区划隶属洛阳市洛龙区龙门石窟街道东草 店 村(见 图)。废 弃 露 天 矿 山 占 地 面 积 ,开采矿种为石灰岩矿,主要供给周围的石料厂、石灰窑、水泥厂,由于地形地貌景观破坏严重,严重影响到龙门石窟景区和二广高速沿途景观,区内属大陆季风型气候,四季变化分明。矿山地质环境影响因素 地形地貌研究区位于洛阳盆地与伊川盆地分水岭处,地貌单元为低山丘陵区。区内地形总体北东高、南西低,最高标高 ,最低标高 ,相对高差 ,呈近南北向树枝状分布。山脊呈尖棱状,植被半覆盖,降雨排泄顺畅,不利于地下水的补给。图矿山地理位置犉 犻 犵 犕 犻 狀 犲犵 犲 狅 犵 狉 犪 狆 犺 犻 犮 犪 犾 犾 狅 犮
7、犪 狋 犻 狅 狀 地层岩性本区地层区属于华北地台区豫西分区的渑确小区,分布地层从老到新依次为:太古界登封群郭家窑组()、下古生界寒武系馒头组二段()、中生界三叠系()、新生界古近系陈宅沟组()、新生界新近系洛阳组()及新生界第四系中更新统洪冲积层(),见图。太古界登封群;寒武系;三叠系;新近系;古近系;第四系;正断层;逆断层;平推断层;河流;铁路;研究区图研究区地质构造简图犉 犻 犵 犌 犲 狅 犾 狅 犵 犻 犮 犪 犾 狊 狋 狉 狌 犮 狋 狌 狉 犲犿 犪 狆狅 犳 狋 犺 犲 狊 狋 狌 犱 狔犪 狉 犲 犪 地质构造研究区大地构造位置处在华北板块南缘嵩箕构造区的西部,区内断裂主要
8、分为北西向和北东向断裂。北西向断裂分布于研究区南端,从龙门西山通过,属一级区域性大断层,倾向南西,倾角 。有色金属(矿山部分)第 卷北东向断裂主要分布于研究区北部,以伊河断裂为主,地表被新生界地层覆盖,为隐伏断裂,倾向南东,为正断裂,与该断裂同期形成的次一级断层,长度 (图)。水文地质条件研究区位于洛阳盆地与伊川盆地分水岭处,为松散岩类、碎屑岩类、碳酸盐三大类含水岩组。松散岩类含水岩组:为含松散岩类孔隙潜水,地层时代较新,含水岩性多为卵石、砾石、砂类等。碎屑岩类含水岩组:地表出露较少,包括古近系、二叠系及石炭系的碎屑岩类。碳酸岩含水岩组:分布在研究区石灰岩基岩区与靠近山前的松散沉积物下部,呈东
9、西向条带状,形成时代为古生界的石炭系和中上寒武系,龙门景区泉群均出露在该含水岩组中,泉群流量在 左右,泉水出露标高 ,地下水类型为岩溶裂隙水,水力性质属承压水。综上所述,研究区水文地质条件属简单型。工程地质条件研究区地形起伏较大,工程地质类型主要为第四系松散岩类及下伏基岩坚硬岩类。地表普遍覆盖第四系松散堆积层,厚度 不等,结构松散,天然含水量较低;黏土压缩系数为 ,压缩模量(变形模量)为 。湿陷系数为 。研究区下部基岩石质纯,致密坚硬,岩体块体平均密度为 ,平均吸水率为 ,平均饱和吸水率为 ,平均饱和抗压强度为 ,抗剪强度中犆值为 ,值为 。岩石吸水性差,饱和吸水率多小于。岩石中微孔隙、微裂隙
10、结构面不太发育,完整性好。综上所述,研究区工程地质条件中等。人类工程活动周边人类工程活动主要有采矿活动、道路建设及农林活动等。采矿活动开始较早,规模较大,主要产出石灰岩,大部分区域采矿活动已被全面叫停;道路工程主要为西部约 的二广高速扩建工程正在进行,北部有连霍高速及焦枝铁路等重要交通干线;农林活动主要为封山育林,沿研究区周边开垦的荒地有零星的小面积农作物种植,通过育林,矿区植被覆盖率很高,生态良好。矿山地质环境影响评价依据 矿 山 地 质 环 境 影 响 评 价 相 关 规 范 要求 ,研究区破坏土地类型主要为采矿用地和耕地,重要程度评估为重要,矿山地质环境条件复杂程度中等,综合以上因素,确
11、定矿山地质环境影响评估级别为一级。本文矿山地质环境影响评价主要包括矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏和矿山土地损毁几方面。矿山地质灾害研究区地质灾害隐患主要表现为采坑后缘的高陡边坡及残留的孤立小山失稳形成的崩塌地质灾害,其次为堆积的弃渣堆失稳形成的滑坡、泥石流等地质灾害。采场边坡稳定性分析:由于开采混乱,研究区内形成个边坡,其中不稳定边坡个,基本稳定边坡个。边坡走向大致可分为近南向和近东、西向两组,其中倾向近南向的个边坡普遍具备高而陡的特点,经实测边坡高度 ,边坡倾角 ;经实测倾向近东、西向个边坡高度 ,边坡倾角 ,相对于前一组边坡其高度相对较低,边坡局部也存在凹岩现象,经评价为基本稳
12、定状态,发生失稳形成地质灾害的可能性相对较小。研究区内各采场边坡的基本特征及稳定性评价详见表。表采场边坡基本特征及稳定性评价表犜 犪 犫 犾 犲犅 犪 狊 犻 犮犮 犺 犪 狉 犪 犮 狋 犲 狉 犻 狊 狋 犻 犮 狊犪 狀 犱狊 狋 犪 犫 犻 犾 犻 狋 狔犲 狏 犪 犾 狌 犪 狋 犻 狅 狀狋 犪 犫 犾 犲狅 犳 狊 狋 狅 狆 犲 狊 犾 狅 狆 犲编号长度高度坡度()楔形体断面积危岩规模岩性稳定性地灾类型及失稳模式 石灰岩不稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩不稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩不稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩不稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩不稳定
13、不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩不稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩基本稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩基本稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌 石灰岩基本稳定不稳定边坡、垂直向下坍塌合计 第期杜晓阳等:洛阳市龙门山废弃露天矿山地质环境影响评价及修复研究弃渣堆稳定性分析:研究区现存渣堆处,堆积面积 ,弃渣量 ,渣堆失稳方式主要为渣坡的不稳定而发生平面滑移。采用坡率法对弃渣堆边坡稳定性进行评价,经评价,除 号渣堆处于不稳定状态外,其他渣堆均为稳定状态。号渣堆的保有渣量为 ,整体评价研究区内渣堆地质灾害危险性小,各渣堆的基本特征及稳定性评价见表。表弃渣堆基本特征及稳定性评价表犜 犪 犫 犾 犲犅 犪
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